CIP 2 Manual on CD SP

Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2 Manual del Estudiante Diciembre 2007  NACE International, 2003

Sus Instructores del CIP Nivel 2 son:

AVISO IMPORTANTE NACE International, sus funcionarios, directores y miembros no asumen responsabilidad alguna por el uso de los métodos y materiales presentados aquí. No se otorga autorización alguna relacionada con el uso de material patentado o con derechos de autor. Esta información tiene únicamente un carácter informativo y el uso de los materiales y métodos es bajo riesgo exclusivo del usuario. Es responsabilidad de cada persona conocer las regulaciones locales, estatales y federales vigentes. Este curso no tiene como objetivo brindar una cobertura extensa de las regulaciones. Impreso en los Estados Unidos. Todos los derechos reservados. Se prohibe expresamente la reproducción total o parcial del contenido, en forma electrónica o fotográfica, sin el consentimiento del propietario del derecho de autor.

Política en Cuanto al uso de Computadoras Portátiles y Celulares con Cámaras A fin de ser proactivos y brindarle a los estudiantes la mejor oportunidad para que estén completamente preparados para el curso como sea posible; NACE ha implementado recientemente una nueva política de enviar un CD-ROM con el manual del estudiante a cada participante cuando se inscriben en un curso del CIP. Esperamos que este proceso le ofrezca al estudiante la oportunidad de revisar y (con esperanza) estudiar el manual previo a su llegada al salón de clases. Como resultado, hemos empezado a observar que los estudiantes llegan al salón con su CD-ROM y su computador portátil. A fin de colocarnos en el siglo 21, el Comité del CIP ha tomado la decisión de permitir que los estudiantes usen sus computadoras para seguir las charlas electrónicamente, en lugar de trabajar con su manual y usar sus laptops para tomar notas en las clases. Para que esto funcione, se han establecido las siguientes reglas: 1.

2.

3. 4. 5.

No se les permite a los estudiantes conectarse a internet o estar en contacto con el mundo exterior a través de sus computadoras. No se les permite a los estudiantes grabar cualquier porción de las actividades de clase / práctica de campo (incluyendo las charlas). Todas las laptops deben mantenerse en “silencio” para no perturbar a los demás en la clase. Los laptops no pueden utilizarse durante las pruebas cortas (quizzes) o mientras el examen se esté llevando a cabo. Los laptops no pueden utilizarse durante el Peer Review.

Adicionalmente, con el uso de más y más de teléfonos celulares con cámaras, se les prohíbe a los estudiantes usar estos aparatos para tomar fotos mientras estén en clase. Muchas gracias, NACE CIP Committee

RESULTADOS DEL EXAMEN NACE procura enviar por correo los resultados del examen del estudiante dentro de 14 días hábiles siguientes a la terminación de cada curso. No se proporcionan vía telefónica los resultados del examen. La información relacionada con el estatus actual de las boletas de calificaciones de su curso estará disponible en el sitio web de NACE dentro de los 10 días hábiles siguientes a la terminación del curso. Al enviar por correo las boletas de su curso, el informe mostrará una fecha de envío por correo en la columna de estatus. Vaya a http://nace.org/NACE/Content/Education/GradeStatus.asp o visite el sitio web de NACE www.nace.org y haga click en la pestaña de Educación/Certificación y después en Estatus de las Calificaciones. Lo que necesita para encontrar la información sobre su curso es lo siguiente: Nombre del Curso Lugar del Curso Fecha del Curso Si no ha recibido su boleta de calificaciones dentro de las dos semanas siguientes a la fecha de envío por correo mostrada en el sitio web, por favor contacte las Oficinas Centrales de NACE:

Carol Steele E-Mail: [email protected] Teléfono: 281/228-6244 Fax: 281/228-6344

CÓMO OBTENER SUS CALIFICACIONES MÁS RÁPIDAMENTE

NACE ahora pone a su disposición las calificaciones en la Internet. Si usted desea participar, por favor inserte su número de identificación de estudiante Y una contraseña de 4 dígitos en su hoja de examen ParScore (véase ejemplo). Su número de identificación de estudiante se encuentra en su carta de confirmación de registro. Cree su propia contraseña de 4 dígitos (la contraseña que elija debe escribirse en el recuadro de número de teléfono) Si no proporciona tanto el número de identificación de estudiante como la contraseña no podrá accesar a sus calificaciones en la Internet. Además, para conservar la privacidad, los estudiantes no pueden crear o cambiar contraseñas después de que finalicen los exámenes.

Puede desprender la información siguiente para conservarla en su archivo. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Para tener acceso a sus calificaciones en el sitio web de NACE, vaya a:

www.nace.org haga click en Educación/Certificación entonces haga click en Calificaciones del Estudiante NÚMERO DE IDENTIFICACIÓN DEL ESTUDIANTE_______________________

CONTRASEÑA__________________________

(Solamente Cuatro Dígitos) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Información sobre la Beca Paul Knobloch Antecedente El Grupo de Trabajo del Programa de Inspector de Recubrimientos (CIP) de PDC votó por establecer una beca anual honoraria titulada “La Beca Paul Knobloch”. Objetivo La Beca Paul Knobloch es una beca discrecional otorgada el mérito por el Grupo de Trabajo del CIP en honor a uno de sus miembros fundadores, el señor Paul Knobloch. Paul fue generoso con su tiempo durante todo el desarrollo del CIP, y fue miembro del comité que implementó el programa. Se interesó particularmente en el desarrollo de la capacitación para personas con antecedentes prácticos y manuales. Eligibilidad Las personas que hayan completado con éxito la Sessión I del CIP serán elegibles para la beca. La conclusión satisfactoria de cada uno de los cursos subsecuentes (es decir, Sesión II ó Sesión III) será el criterio para conservar la beca. De no obtener una calificación aprobatoria en cualquiera de los exámenes se dará por terminado el otorgamiento de la beca. Quién Puede Nominar Las nominaciones deben presentarse conjuntamente por dos personas, cada una de las cuales debe estar asociada al Programa de Inspector de Recubrimientos, es decir, individuos que actualmente cuenten con la Certificación de Inspector de Recubrimientos de NACE. Cómo obtener los Formatos de Nominación Puede obtenerlos mediante los siguientes métodos: Fax: E-mail:

Carol Steel al +1-281-228-6344 [email protected]

FORMATO DE NOMINACIÓN PARA LA BECA PAUL KNOBLOCH Guía para la nominación e información requerida: 1. Para que una persona sea elegible, deberán presentarse una forma de nominación escrita y los documentos requeridos al Grupo de Trabajo de Becas del CIP, con atención a la División de Educación de NACE. 2. El nominado debe haber concluido satisfactoriamente la Sesión I del Programa Internacional de Inspector de Recubrimientos de NACE. 3. Deberá incluirse un curriculum de experiencia laboral y educación al paquete de nominación. El Presidente del Grupo de Trabajo de Becas verificará la experiencia Laboral. Esta nominación requiere que dos (2) personas llenen los formatos adjuntos. Las dos personas deben estar asociadas al Programa de Inspector de Recubrimientos (miembro del subcomité, colega, instructor o persona con certificación de Inspector de Recubrimientos de NACE). Por favor use la Lista de Verificación de la Presentación para asegurarse que su paquete de nominación esté completo. Mediante el presente nominamos a la siguiente persona para considerarla para la Beca Paul Knobloch, como resultado de su excelente desempeño en la Sesión I del Programa de Inspector de Recubrimientos de NACE: Nombre del Nominado:______________________________________ Domicilio:______________________________________ Ciudad, Estado, País y C.P.:______________________________________ Teléfono:______________________________________ Fax:______________________________________ Dirección de E-mail:______________________________________

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Ultima modificación: Agosto 1999

FORMATO DE NOMINACIÓN PARA LA BECA PAUL KNOBLOCH

Presentado por:

Firma:_____________________

Número de Certificación CIP:_____________

Fecha:_____________________

Firma:_____________________

Número de Certificación CIP:_____________

Fecha:_____________________

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Enviar por correo a:

Para uso administrativo únicamente

Grupo de Trabajo de Becas del CIP Atención: División de Educación NACE 1440 South Creek Houston, TX 77048

Fecha Sessión I:_____ Experiencia Laboral verificada_____ Calificación Examen Escrito:__________ Calificación Examen Práctico:_________ --------------------------------------------------------------Presidente del Grupo de Trabajo de Becas Fecha Sessión II:_____ Calificación Examen Escrito:__________ Calificación Examen Práctico:_________

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LISTA DE VERIFICACIÓN PARA LA PRESENTACIÓN DE LA NOMINACIÓN PARA LA BECA PAUL KNOBLOCH

Por favor use este formato para asegurarse que está enviando todo el paquete completo de información. Las solicitudes incompletas serán devueltas a los nominadores con una solicitud para presentar todos los documentos en un solo paquete.

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Formato de Nominación

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Formato de Información #1

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Formato de Información #2

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Formato del Nominado a la Beca

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Curriculum Vitae

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FORMATO DE INFORMACIÓN #1 Por favor responda lo siguiente según su conocimiento de o la experiencia personal con el nominado, __________________________________ (nombre del nominado):

1. El logro de la Certificación para la Inspección de Recubrimientos del nominado fomentará la integridad o mejorará el Programa de Inspección de Recubrimientos por las siguientes razones: A.

B. C. 2. Cómo ayudará la Beca Knobloch a este individuo para recibir su certificación:

Nominador #1: Firma:

Número de Certificación CIP:

Fecha Teléfono

Fax

E-mail: Domicilio: Ciudad, Estado, País, C.P:

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FORMATO DE INFORMACIÓN #2 Por favor responda lo siguiente según su conocimiento de o la experiencia personal con el nominado, __________________________________ (nombre del nominado):

3. El logro de la Certificación para la Inspección de Recubrimientos del nominado fomentará la integridad o mejorará el Programa de Inspección de Recubrimientos por las siguientes razones: A.

B. C. 4. Cómo ayudará la Beca Knobloch a este individuo para recibir su certificación:

Nominador #2: Firma:

Número de Certificación CIP:

Fecha Teléfono

Fax

E-mail: Domicilio: Ciudad, Estado, País, C.P:

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PARA EL NOMINADO A LA BECA PAUL KNOBLOCH Por favor entregue esta página al nominado. Deberá llenarla y regresárla con todo el paquete de nominación a la beca.

Para el nominado a la Beca Knobloch:

Si le otorgaran la Beca Knobloch, ¿qué beneficios obtendría como persona?

¿Cómo usará esta beca para mejorar la industria de los recubrimientos en general?

Firma del nominado: Nombre completo: Domicilio: Ciudad, Estado, País, C.P: Teléfono

Fax

E-mail:

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Introducción

Nivel 2 Capítulo 1 Introducción

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, Enero, 2007

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Introducción

Introducción Bienvenidos al Programa de Inspector de Recubrimientos, Nivel 2 de NACE Internacional.

Al final de la sesión de hoy se habrán cumplido varios objetivos.

Objetivos

Repaso del Programa de Certificación En el Nivel 1 revisamos la Declaración de la Misión del Programa para Inspectores de Recubrimientos de NACE Internacional, la cual detalla de que se trata este programa y que podrá esperar de cada uno de los dos cursos en materia de su capacitación como inspector.

El día de hoy volveremos a revisar la Declaración de la Misión. También, revisaremos la política de NACE con respecto al uso del número del registro y título, y definiremos la política para la actualización y renovación de la certificación.

Descripción general de esta semana Se identificarán los temas de discusión y otras actividades para la semana.

Presentaciones Como en el Nivel I, se solicitará a cada uno de ustedes que se presente y nos describan sus actividades de trabajo y sus pasatiempos.

Formación de Equipos Anteriormente enfatizamos que el papel del inspector de recubrimientos es parte de un esfuerzo de equipo. Hoy, formaremos equipos, y trabajaremos de esta manera durante la semana.

Revisión sobre el tema de corrosión


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Introducción

La corrosión (corrosión electroquímica) y su mecanismo se definió y discutió en el Nivel I. Hoy, repasaremos brevemente las cuatro partes de una celda de corrosión y veremos una parte del video sobre los fundamentos de la corrosión.

Deshumidificación

Anteriormente vimos los efectos del punto de rocío y de la humedad relativa sobre el proceso de recubrimiento. Repasaremos los principios y tipos de deshumidificación y exploraremos el valor de la deshumidificación tanto para el usuario como para el aplicador.

Limpieza por Granalladora o por Fuerza Centrífuga (Wheel Blast) Veremos la limpieza por granalladora que normalmente se usa en talleres de recubrimientos y puede adaptarse para su uso con ciertas unidades portátiles.


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Introducción

Programa del Inspector de Recubrimientos Introducción Permítanos empezar este taller con una revisión general del Programa del Inspector de Recubrimientos. En el Nivel 1, se estableció que: El Programa del Inspector de Recubrimientos está diseñado para admitir a participantes sin experiencia. No se requiere de conocimiento o experiencia previa como inspector para iniciar cualquiera de los cursos del CIP (aunque los dos cursos deben tomarse en secuencia y concluirse satisfactoriamente: el Nivel 1 del CIP y después el Nivel 2 del CIP). Además de completar el Nivel 1 y el Nivel 2 satisfactoriamente, el candidato tiene que contar con un mínimo de dos años de experiencia en campo actuando como inspector de recubrimientos, u otra experiencia relacionada con recubrimientos, antes de presentarse a la Revisión de Pares.

Declaración de la Misión del Programa de Inspector de Recubrimientos En el Nivel 1, la declaración de la misión del Programa de Inspector de Recubrimientos (CIP) proporcionó un plan general de lo que el inspector en capacitación será capaz de hacer al concluir cada curso. Esto se reitera aquí:

Nivel I del CIP – Declaración de la Misión Al concluir el Nivel 1 del CIP, el inspector en capacitación podrá: Emprender una inspección sencilla de recubrimiento de acero estructural en el sitio de trabajo, bajo la vigilancia directa de un inspector calificado (Nivel 3). Leer y comprender una especificación de recubrimiento para la aplicación nueva o el mantenimiento del recubrimiento de una estructura de acero.

Usar equipo sencillo para la inspección, incluyendo, pero sin limitarse a:


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Introducción

- Psicrómetro giratorio (matraca) y tablas de condiciones ambientales (tablas psicrométricas) - Medidor de espesor de película húmeda (WFT) - Medidor de apertura de boquilla. - Medidor de presión de aguja hipodérmica - Medidores de espesor de atracción magnética (pull-off) para película seca (DFT) con estándares de calibración NIST - Medidores electromagnéticos de espesor de película seca (DFT) - Detector de discontinuidades de bajo-voltaje (esponja húmeda) - Detector de discontinuidades de alto-voltaje Comprender y usar las normas para la preparación de superficie (NACE, SSPC, e ISO) para obtener limpieza especificada para una superficie . Reconocer el trabajo del inspector como parte de un esfuerzo de equipo. Reconocer la importancia de las reuniones previas al trabajo y la necesidad de mantener buenas relaciones con los compañeros en el sitio de trabajo. Reconocer la necesidad de determinar su responsabilidad y autoridad. Al completar exitosamente el Nivel 1, el inspector en capacitación obtendrá el reconocimiento como Inspector de Recubrimientos, certificado por NACE—Nivel 1.


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Introducción

Nivel 2 del CIP - Declaración de la Misión Al término del Nivel 2 del CIP, el inspector en capacitación deberá ser capaz de ejecutar todas aquellas tareas enlistadas en el Nivel 1 del CIP y además : Realizar el trabajo de inspección de recubrimientos en una instalación fija para recubrimientos (taller). Usar equipo destructivo para la inspeccion de recubrimientos, incluyendo: medidor para inspección de pintura, probadores de adhesión, probadores de dureza de impresión y de lápiz. Usar medidores electrónicos DFT tipo corriente Eddy. Probar para examinar la contaminación de sales químicas solubles en agua (incluyendo iones ferrosos y cloruros) sobre el sustrato. Reconocer algunas técnicas sofisticadas de recubrimiento, las cuales se usan en circunstancias especiales, que incluyen recubrimientos de ductos, interiores recubiertos en hojas, recubrimientos monolíticos, etc., Reconocer los tipos de personalidad presentes en muchos proyectos de recubrimientos y aprender algunas técnicas para reducir fricciones y mejorar las relaciones de trabajo. Reconocer algunas técnicas especiales para recubrimientos, incluyendo el metalizado por rocío, el galvanización por inmersión en caliente, etc., Comprender las diferencias básicas de los tipos genéricos de recubrimientos y reconocer los diferentes modos de fallas. Comprender la función de las hojas técnicas de los productos y de las hojas de datos de seguridad de los materiales (MSDS) para la comunicación de información relacionada con los recubrimientos Reconocer algunos métodos de prueba de laboratorio usados para establecer los criterios de desempeño del recubrimiento así como para evaluar las fallas de recubrimiento. SÓLO al completar con éxito el Nivel 1 y el Nivel 2 del CIP además de la Revisión de Pares, el participante obtendrá el reconocimiento de Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE—Nivel 3.


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Introducción

Política de NACE - Uso del Número de Registro y Título NACE ha adoptado una política firme respecto a cómo utilizar su logotipo, el número de registro y título del CIP. El número del registro y categoría del título se pueden usar únicamente por Inspectores de Recubrimientos Certificados por NACE—Nivel 1, Nivel 2, y Nivel 3, y no puede ser usados por ninguna otra persona. Todos los tarjetahabientes CIP tienen permiso para usar el termino “Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE-Nivel 1,” “Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE-Nivel 2,” o “Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE-Nivel 3” (dependiendo del nivel de certificación alcanzado), y su numero de certificación en sus tarjetas profesionales de presentacion. Este ejemplo muestra cómo esta información puede ser usada por un individuo que ha alcanzado: Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE-Nivel 1: Juan Perez Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE—Nivel 1 No de Certificación: 9650 Inspecciones ACE, Inc., Knoxville, TN Este ejemplo ilustra como se puede usar esta información siendo un Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE—Nivel 3 Juan Perez Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE—Nivel 3 No de Certificación: 9650 Inspecciones ACE, Inc., Knoxville, TN Los individuos que son Inspectores de Recubrimientos Certificados por NACE-Nivel 1, Nivel 2 y Nivel 3 respectivamente, y quienes son miembros vigentes de NACE Internacional pueden mostrar el Logotipo NACE para el proposito de identificar el individuo con la Certificación de NACE.

Actualización y Renovación Cada tres años se debe cumplir con la actualización o renovación de la certificación. El Programa de Actualización aplica para personas que no están certificadas, es decir, aquéllas que no han aprobado el Examen de Pares. El proceso de actualización puede cumplirse seleccionando uno de estos dos métodos:


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Introducción

Asistir al siguiente curso del CIP o la Revisión de Pares. Cumplir con un programa de estudio a distancia Si usted asiste a otro nivel para Inspector de Recubrimientos y lo concluye exitosamente dentro de un periodo de tres años, la fecha requerida para su próxima actualización será de cinco años a partir de la fecha en que concluyó su último curso. El Programa de Renovación aplica para los inspectores Nivel 3. El proceso de renovación puede llevarse a cabo seleccionando uno de tres métodos, y el método seleccionado dependerá del número de puntos de experiencia de trabajo acumulados durante los tres años siguientes a partir del Nivel 3 o de la última renovación: 73 o más puntos: requiere solamente documentación de experiencia de trabajo. 36 hasta 72 puntos: requiere documentación de trabajo y terminación del programa no escolarizado (a distancia) Menos que 36 puntos: requiere documentación de la experiencia de trabajo y la asistencia a clases con la conclusión exitosa del Nivel 2 del CIP escolarizado según la oferta regularmente programada. Los formatos para la documentación de la experiencia de trabajo y las instrucciones para llenarlos se proporcionan en el apéndice A de este manual. La notificación se enviará por correo 90 días antes de la fecha de expiración a la dirección registrada en NACE. Es importante que su dirección siempre esté actualizada. Los paquetes de la notificación proporcionan toda la información y las formas necesarias para iniciar el proceso de actualización o renovación.

Código de Conducta Los requisitos para la certificación del CIP incluyen la firma del siguiente documento de Código de Conducta. El incumplimiento en cualquier momento de las Reglas del Código de Conducta puede tener como consecuencia la pérdida de la Certificación de CIP del individuo.

Descripción General del Nivel 2 Para aquéllos que deseen seguir hasta el Nivel 3, este curso de capacitación es el segundo al que deben asistir y concluir satisfactoriamente. Revisemos el contenido del plan general del curso con el fin de que usted tenga una idea clara de lo que estaremos haciendo esta semana. Recomiendo que frecuentemente vean sus índices para que puedan ver lo que está presente


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Introducción

en la agenda. En unos minutos, formaremos equipos ya que muchas de nuestras actividades se hacen en grupos pequeños. Salvo el tiempo dedicado al Sistema del Perfil Personal, usted permanecerá con su equipo toda la semana. Habrá presentaciones de vez en cuando, y cada equipo seleccionará a alguien de su grupo para presentar los resultados de los proyectos del equipo. Queremos que cada uno de ustedes haga por lo menos una presentación a la clase.

Sistema del Perfil Personal Esta discusión nos ayuda a reconocer varios tipos de personalidades y nos permite desarrollar algunas técnicas que pueden usarse en el trabajo, con el fin de reducir fricciones y mejorar las relaciones en el ambiente laboral. La habilidad para trabajar en armonía con las personas en el ámbito laboral es un factor importante en el desempeño de un inspector. Se diseñó un ejercicio de estudio de un caso para ayudarle a entender cómo resolver y lidiar con situaciones en campo.

Equipos y Métodos de Prueba Esta discusión se enfocará a ciertos equipos e instrumentos de prueba destructiva, el medidor de corriente Eddy, y métodos para determinar si hay contaminación por sales químicas solubles (incluyendo iones ferrosos y cloruros). Se otorgará un tiempo para una practica del examen práctico con el fin de que usted pueda adquirir familiaridad con el equipo de prueba.

Métodos Especiales de Aplicación Esta sección incluirá información sobre: Sistema “airless” asistido por aire Bombas de atomizado HVLP (alto volumen, baja presión) Unidades de atomizado de componentes múltiples Sistemas de atomizado electrostático


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Introducción

Unidades de atomizacion centrífuga Sistemas “Guniting”

Recubrimientos para Interiores, Especiales y Temas de Inspección

Recubrimientos

Recubrimientos en polvo Recubrimientos para ductos Recubrimientos de barrera gruesa Superficies de concreto y cemento Recubrimientos para mantenimiento Galvanización por inmersión en caliente Metalizado por termo-atomización Tipos de recubrimientos y modos de fallas Normas técnicas (NACE, SSPC, ASTM, ISO) Escritura de especificaciones y reportes Recubrimientos Especializados Protección Catódica Instrumentos del Laboratorio

Exámenes Al terminar la semana, habrá dos exámenes finales. NACE requiere que usted apruebe estos dos exámenes para continuar a la Revisión de Pares. El examen escrito es a libro cerrado y consiste de preguntas de opción múltiple y de verdadero o falso. Aproximadamente el 20% de las preguntas se relacionan con el material presentado en el Nivel 1. Usted tal vez querrá repasar su material del Nivel 1. El tiempo para el examen será de aproximadamente dos horas y media.


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Introducción

El examen práctico cubre las herramientas y técnicas para la inspección. Se les requerirá que demuestren qué tan bien saben cómo realizar las pruebas de inspección de recubrimientos aprendidas esta semana. Durante la semana, habrá aplicaciones de cuestionarios breves a libro cerrado, con el fin de ayudarle a prepararse para el examen final escrito. Para ayudarlos a prepararse para el examen práctico, tendremos conferencias, y sesiones de práctica utilizando las herramientas básicas de inspección y técnicas incluidas en el Nivel 2. Para pasar el Nivel 2, usted debe haber aprobado tanto el examen final escrito como el práctico con calificaciones mínimas de 70% en cada uno. Recibirá la notificación escrita de los resultados de sus exámenes tan pronto como sea posible. Con la excepción de aquellos estudiantes que toman la Revisión de Pares a continuación, no podremos decirle los resultados de su examen el sábado. Las oficinas principales de NACE enviarán los resultados de sus exámenes en las siguientes dos o tres semanas de dicho examen. No LLAME A NACE para conocer sus resultados porque no SE PERMITE al personal dar esta información por teléfono. Los resultados de su examen estarán disponibles en el Sitio Web de NACE. Ustedes también serán responsables de: Su aprendizaje Administración de su propio tiempo. Antes de continuar, detengámonos por un minuto para responder cualquier pregunta [5 a 10 minutos para contestar preguntas].


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Introducción

Presentaciones Todos nosotros tuvimos la oportunidad de conocer personas al registrarse, pero antes de que iniciemos, me gustaría asegurarme de que nos conozcamos más. Me gustaría que cada uno de ustedes se levante, uno a la vez, se presente a la clase y nos diga: Su nombre El nombre de su empresa y su ubicación Su puesto en el trabajo, particularmente cualquier aspecto relacionado con el trabajo de inspección Su experiencia en la inspección de recubrimientos Sus pasatiempos

Ejercicio de Formación de equipos Ahora formemos los equipos. Ustedes trabajarán en estos equipos durante el resto de la semana, así que en este momento haremos un cambio permanente en la disposición de los asientos. En sus cuadernos están las instrucciones para el ejercicio del primer equipo. Básicamente hay que hacer lo siguiente: Elegir un nombre para su equipo; ya que no es divertido trabajar una semana entera identificado como Equipo 1, 2 o 3. Diseñar un logotipo o marca para su equipo y dibujarlo en las hojas proporcionadas. Como un equipo, desarrollar una lista de expectativas y dudas sobre el curso. Escribir su lista en la hoja proporcionada, y seleccionar a alguien para presentar esta información al resto del grupo


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Introducción

Empecemos; ahora son las: ___________________ . Tienen 20 minutos; terminemos a las _____________________ . Si usted tiene cualquier pregunta, los instructores están disponibles para responderle. [Presentaciones de equipos] De vez en cuando durante la semana, veremos esas expectativas y dudas para marcar nuestro progreso.


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Introducción

Nivel 1 Revisión Introducción Hoy revisaremos brevemente algunos de los puntos de más relevancia del Nivel 1. Si usted trajo a este taller los materiales del Nivel 1, querrá referirse a ellos de vez en cuando.

En el Nivel 1, principalmente nos preocupaba la inspección de recubrimientos aplicados al acero como protección contra la corrosión. Repasamos la función del inspector de recubrimientos y practicamos el uso de muchas de las herramientas de inspección y métodos disponibles para los diversos elementos en un proyecto de recubrimiento.

En este curso, continuaremos nuestro estudio sobre corrosión, y veremos como controlar la corrosión sobre otros substratos, como el concreto y los metales no-ferrosos. También aprenderemos sobre equipo adicional para pruebas de inspección y procedimientos para la inspección de recubrimientos de exteriores e interiores para el concreto y acero.

Una mirada más de cercana al proceso de corrosión puede permitirnos entender mejor por qué el inspector ejecuta las diversas pruebas y procedimientos de inspección en la permanente lucha contra la corrosión.

Corrosión

Los cuatro elementos de una celda de corrosión--ánodo, cátodo, ruta metálica, electrolito-- y el efecto del oxígeno en el proceso de corrosión, están muy bien ilustrados en el video sobre Corrosión, el cual en breve veremos.


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Introducción

La Especificación del Recubrimiento - Una Revisión Existen seis elementos fundamentales para un sistema exitoso de recubrimientos, los cuales constituyen la base para una especificación del recubrimiento bien escrita, es decir, la guía del inspector en un trabajo de recubrimiento. Estos elementos son: Alcance o descripción del trabajo Materiales (selección de producto) Preparación de la superficie Aplicación Inspección Documentación Las especificaciones pueden variar desde un documento de una página a un documento de cientos de páginas, dependiendo de la naturaleza y complejidad del proyecto. Las especificaciones también varían en estilo y orden. Esto se puede ver al comparar ejemplos de especificaciones presentadas en el Nivel 1, con el ejemplo que presentamos a continuación.

Esto ilustra las variaciones en lineamientos de especificaciones por diferentes autores (especificadores). Sin importar como esté expresada la especificación, el inspector deberá ser capaz de comprender la especificación y obtener todos los documentos necesarios requeridos por o relacionados con la especificación.

Examinemos una típica especificación, primero como bosquejo, y después en detalle.


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Introducción

La Especificación del Recubrimientos Alcance - Descripción del proyecto - Seguridad - Reunión previa al trabajo - Provisiones administrativas Materiales (Selección de Producto) - Sistemas de Recubrimiento - Programa de trabajo de recubrimiento - Proveedor(es) aprobado(s) - Manejo Preparación de la Superficie - Normas de referencia - Servicio técnico en el lugar de trabajo - Requerimientos ambientales - Requerimientos del fabricante del recubrimiento Aplicación (Ejecución) - Seguridad - Métodos aprobados - Limitaciones ambientales - Destreza de la Mano de Obra (Workmanship) - Programa de trabajo


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Introducción

Inspección (Garantía de Calidad) - Normas de inspección - Procedimientos de inspección Documentación (Reportes) - Información requerida - Formato - Frecuencia

Alcance Descripción del Proyecto Generalmente una descripción del plan general del proyecto se incluye bajo el titulo de "Descripción del Proyecto," y puede incluir declaraciones tales como "para proporcionar todos los materiales, mano de obra y equipo para

pintar/recubrir

las

instalaciones

descritas

en

estas

especificaciones". Los detalles normalmente se encuentran en los otros apartados de la especificación.

También deben proporcionarse mapas, planos, o dibujos.

Seguridad La seguridad personal es muy importante para el inspector de recubrimientos quien debe estar consciente y vigilar las condiciones potencialmente peligrosas que pueden ocurrir durante y alrededor de una operación de recubrimiento.

Por esta razón, hemos incluido una copia de la "Lista de Control de Seguridad” del Nivel 1, la cual está incluida en la parte final de este capítulo.


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Introducción

Reunión Previa alTrabajo Una reunión previa al trabajo con el fin de revisar las normas y procedimientos puede ser muy útil al inspector. Antes de que el inspector asista a la reunion, debe leer la especificación y preparar una lista de preguntas con respecto a cualquier fase del trabajo que no tenga completamente clara. El inspector no debe abandonar la reunión previa sin un claro entendimiento de: La especificación Su autoridad en el trabajo Su responsabilidad en el trabajo

Provisiones Administrativas Las provisiones administrativas pueden incluir puntos como: la administración del contrato, procedimientos de arbitraje, etc., u otras provisiones que el inspector deba conocer. El inspector debe asegurarse que se le ha otorgado la autoridad para cumplir con las responsabilidades designadas. Por ejemplo, ¿tiene el inspector la autoridad para detener el trabajo por desviaciones de la especificación? Puede o no haber algunas provisiones especificas de administración incluidas en el alcance del trabajo. El inspector deberá prestar mucha atención a estas provisiones.

Materiales (Selección de Producto) El inspector debe asegurar que todos los materiales utilizados, especialmente los recubrimientos, estén: Como especificados En buenas condiciones Utilizados correctamente


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Introducción

Sistema(s) de Recubrimientos Generalmente, los recubrimientos se aplican con más de una sola capa, aunque ocasionalmente el inspector puede encontrar un sistema de capa única. Cuando se requiere más de una capa, el inspector deberiá asegurarse que los recubrimientos aplicados son los especificados y que éstos sean compatibles entre sí. Generalmente no se permite mezclar recubrimientos de diferentes fabricantes en un sistema de recubrimiento, aunque éstos sean iguales genéricamente. En la mayoría de las especificaciones, se proporciona una lista tanto de los sistemas aprobados o requeridos de recubrimiento, así como de los materiales individuales de recubrimiento.

Programa de Trabajo del Recubrimiento El programa de trabajo del recubrimiento consiste de una lista específica y exacta de los artículos a recubrirse, y a menudo, también de los artículos que NO se recubrirán. Esta información a veces se puede encontrar en el apartado del alcance o, como un apéndice de la especificación. El inspector debe saber dónde se localizan todos los artículos a recubrirse. Si más de un sólo inspector está en el trabajo, éstos deben asegurar que todos sepan cuales artículos son responsabilidad de cada quien, y que cada artículo esté asignado a alguien para la inspección.

Proveedor(es) Aprobado(s) La mayoría de las especificaciones incluye una lista del proveedor(es) o fabricante(s) aprobados para los recubrimientos especificados. Cuando los fondos públicos apoyan un proyecto, se puede requerir hasta de tres proveedores, o se puede incluir una cláusula de equivalente/ equivalente aprobada en la especificación. Esto permite una oferta competitiva basada en el desempeño y una equivalencia técnica, si no se cuenta con formulaciones idénticas del producto.


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Introducción

Manejo Se puede requerir que el inspector asegure que todos los materiales recibidos estén en perfectas condiciones (ningún paquete roto, etc.) y que cada envase esté apropiadamente marcado como un número de control o lote. Además de obtener el material correcto en buenas condiciones se deberá seguir cuidadosamente las instrucciones de manejo y almacenamiento de la especificación.

Preparación de la Superficie Normas de Referencia Las normas relacionadas a la preparación de la superficie están escritas por varias organizaciones emisoras de normas. Algunas de éstas se mencionaron en el Nivel 1. Las que se verán en este curso son: Normas NACE/SSPC: NACE Internacional y la Sociedad de Recubrimientos Protectores. ASTM Internacional ISO: Organización Internacional para Estandarización Examinaremos estándares relevantes conforme estén relacionadas con métodos particulares para la preparación de superficies.


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Introducción Lista comparativa de normas para la preparación de la superficie de NACE, SSPC, y ISO. Advertencia Esta tabla sólo es comparativa, ya que muchas normas no son equivalentes. NACE Limpieza No-abrasiva Limpieza con Solvente Limpieza con Herramienta Manual Limpieza con Herramienta Automática Limpieza con Herramienta Automática a Metal Desnudo Limpieza por flama Encurtido (pickling) Limpieza con Abrasivo/Chorro Agua

de

SSPC

ISO 8501-1

SSPC-SP 1 SSPC-SP 2

St2 or St3)1

SSPC-SP 3

St2 or St31

SSPC-SP 11 SSPC-SP 42 SSPC-SP 8

Metal Blanco

Normas para la Preparación de Superficie (Combinadas) NACE No. 1/SSPC-SP 5

Metal casi Blanco

NACE No. 2/SSPC-SP 10

Limpieza Comercial/Industrial Cepillado

NACE No. 3/SSPC-SP 6 NACE No. 8/SSPC-SP 14 NACE No. 4/SSPC-SP 7

Chorro de Agua

NACE No. 5/SSPC SP 12

F1

Sa 3 Limpieza hasta obtener Acero Visualmente Limpio con abrasivo Sa 2 1/2 Limpieza Muy Completa (rigurosa) con abrasivo Sa 2 *Limpieza Completa con abrasivo Sa 1 Limpieza Ligera con abrasivo

1. La Norma de ISO es para limpieza con herramientas manuales y automáticas. Los dos grados, Norma 2 y Norma 3 se puede alcanzar con herramientas manuales o automáticas. 2. Retirada Observación: ISO 8501-1 se ha adoptado ampliamente como una norma nacional en varios países, incluyendo Australia, Nueva Zelanda, Suecia, Japón.


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Introducción

La tabla en la página anterior muestra algunas de las normas de preparación de superficie disponibles a partir de la revisión de este curso. OBSERVACIÓN: Las Normas de NACE y SSPC para las normas de limpieza con abrasivo dicen lo mismo en palabras pero no son precisamente equivalentes a las normas de ISO aunque éstas sean comparables. Un elemento importante para la preparación de la superficie es la eliminación de contaminación no vista, como por ejemplo la presencia de sales químicas solubles que producen el ion de cloruro e iones ferrosos, así como nitratos y sulfatos. Muchos usuarios se preocupan por la presencia de estos iones en la superficie, tanto recubierta como sin recubrir. Algunos usuarios industriales están considerando crear un norma relacionada a la detección a un nivel aceptable de esta contaminación, pero hasta ahora no existe ninguna. Como resultado, la fase de preparación de la superficie en una especificación particular puede referirse a métodos de prueba para determinar la presencia de iones ferrosos y cloruros, nitratos, y sulfatos en la superficie antes y después de limpieza con abrasivo o de otros métodos de limpieza. Esta sección también debe detallar los métodos para la eliminación de sales solubles. Métodos de prueba para la detección y cuantificación de iones ferrosos y cloruros, nitratos, y sulfatos se examinarán a lo largo de este curso.

Servicio Técnico en sitio Debido a la naturaleza compleja de muchos recubrimientos recientes, especialmente sistemas nuevos con poca o nada de historia en campo, resulta a menudo deseable para la especificación requerir que el fabricante de recubrimientos proporcione servicio técnico en el sitio del proyecto de recubrimientos. La responsabilidad del representante del servicio técnico es, de varias maneras, similar a la del inspector de recubrimientos, como por ejemplo, para afirmar lo siguiente: Preparación correcta de la superficie Condiciones ambientales correctas Aplicación correcta, etc.,


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Introducción

El representante del servicio técnico también funciona como un tipo de "hoja técnica en vivo", proporcionando opiniones y dirección sobre preguntas conforme surgen.

Requisitos Ambientales Muchos reglamentos locales y estatales en los Estados Unidos y algunos en Europa prohíben el uso de sílica. Los Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs) están regulados. Tales regulaciones pueden ser citadas en la especificación.

Requisitos del Fabricantes de Recubrimientos Las normas para la limpieza de superficie previamente enlistadas son, en parte, dictadas por el propio recubrimiento. El patrón de anclaje o perfil de la superficie también depende en gran medida del recubrimiento.

Aplicación Seguridad Describe los requisitos específicos de seguridad para la función de inspección. Éstos pueden incluir: Acciones que se requiera que el inspector realice, como monitorear el ambiente para medir si hay gases tóxicos o explosivos, o, asegurar que los trabajadores usen equipos de seguridad apropiados. Temas de seguridad para implementarse al hacer las inspecciones (generalmente cuando otro trabajo no se está ejecutando). Por ejemplo, un inspector no debe entrar en un espacio cerrado sin avisar al supervisor de sitio que está haciendo, tampoco sin un vigilante con una línea de seguridad para aquellos espacios considerados confinados.

Métodos Aprobados para la Aplicación Esta sección puede indicar métodos aprobados para la aplicación tales como: Atomizado con aire


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Introducción

Atomizado sin aire Brocha Rodillo (manual o motorizado) En ciertas áreas, como aquéllas alrededor del equipo sensible, etc., puede requerirse al operador que aplique los recubrimientos con brocha o rodillo en lugar del rociado. Si la especificación requiere de aplicar una capa franja sobre las soldaduras y bordes, cabezas de tornillo, tuercas, u otras irregularidades, el inspector debe asegurar que el recubrimiento se aplicará correctamente. Un propósito de una capa franja es asegurar que todas las irregularidades y las áreas difíciles de penetrar reciban una capa de recubrimiento. También, los recubrimientos orgánicos tienden a retraerse de los bordes, esquinas, soldaduras, etc., y se adelgazan. Puede usarse la capa franja para acumular un espesor mayor en estas áreas y debe hacerse con una brocha para una mejor humectación y penetración. El espesor de la película húmeda (WFT) se debe determinar si lo requiere la especificación. El espesor de la película seca (DFT) se determina de acuerdo a la especificación. La norma SSPC-PA 2 es una guía citada frecuentemente para tomar lecturas magnéticas del DFT. El inspector debe saber exactamente qué tolerancias del DFT están permitidas.

Limitaciones Ambientales El inspector debe asegurarse que durante la aplicación las condiciones ambientales coinciden con la especificación, particularmente: Temperatura de la superficie (substrato) medida con un termómetro para una superficie de acero. La temperatura ambiente se mide con un termómetro normal. La humedad relativa y el punto de rocío se determinan usando un psicrómetro giratorio y tablas psicrométricas u otro método aprobado.


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Introducción

La superficie no debe presentar ninguna oxidación ni haberse contaminado después, desde la operación inicial de la preparación de la superficie. Los recubrimientos deben estar a la temperatura correcta, correctamente formulado y agitado, y adelgazado (si se permite) con el solvente especificado. Algunos recubrimientos se aplican con brocha, rodillos o rociados, mientras que otros tienen limitaciones en su manera de aplicación. La especificación y/o las Fichas Técnicas deben señalar tales limitaciones.

Destreza de la Mano de Obra La especificación debe incluir las referencias a las normas para destreza de la mano de obra, y el inspector de recubrimientos debe: Entender la naturaleza del trabajo a realizarse. Conocer las normas específicas para la ejecución de la mano de obra. Observar el trabajo mientras se ejecute, y reportar sobre cualquier trabajo inaceptable al supervisor del inspector, el representante del cliente, o al contratista. Tener la experiencia y conocimiento para juzgar las normas del trabajo realizado.

Programa de trabajo La especificación debe incluir un programa para la realización del trabajo de recubrimiento que enliste el orden específico en el cual el trabajo se realizará, incluyendo: Inspección de las superficies que se recubrirán antes de que inicie cualquier preparación de superficie Pre-limpieza Reparación de defectos Limpieza Aplicación del recubrimiento Intervalos para la inspección


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Introducción

Registros y reportes

Inspección La especificación generalmente proporcionará la información respecto a los parámetros de aplicación del sistema de recubrimientos (por ejemplo, norma de preparación de superficie, DFT, etc.). Muchas especificaciones repiten información en secciones dedicadas a la inspección, o al control de calidad.

Normas de Inspección Es útil y sirve como una lista de control el que la especificación enliste las actividades de pruebas de inspección. En todos los casos, es útil que el método de prueba coincida con una norma conocida. Al mismo tiempo, los resultados permisibles de las pruebas de inspección y la frecuencia de las pruebas se pueden establecer, si la lista no es diferente a la norma citada. Ejemplos en los que coinciden los métodos de prueba con las normas pueden ser: Perfil del anclaje: Deben tomarse tres lecturas individuales sobre cualquier área local designada y deben promediarse para determinar la medida del perfil de superficie. El número de mediciones a tomar sobre un área designada debe ser como acordado, o especificado, por las partes contratantes.

El espesor de la película seca (DFT) debe medirse usando el método y la frecuencia especificada en la Norma SSPC-PA 2. Se debe permitir que la película de recubrimiento cure por lo menos durante cuatro días, y entonces será probada de acuerdo a las Norma NACE RP0188 utilizando un detector de discontinuidades de corriente continua (DC).

Procedimientos de Inspección Varias especificaciones, particularmente aquéllas elaboradas por dueños con sistemas formales para garantizar la calidad, probablemente le pidan al contratista (o sub-contratante) que proporcione un procedimiento de inspección por escrito. Esto será un documento formal que enliste las etapas de la inspección, y establezca la importancia de cada paso. Algunas pasos pueden referirse a las medidas rutinarias del operador, lo cual requiere sólo monitoreos por parte del inspector (por ejemplo, la medición de WFT); otros, pueden ser considerados puntos de espera que exigen que


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Introducción

el inspector realice una inspección satisfactoria antes de que el trabajo prosiga.

Documentación (Reportes) Sin evidencia documentada, una gran parte del trabajo del inspector sería en vano. Es común que en las especificaciones se requiera producir un paquete de documentos para establecer exactamente lo que se requiere.

Información Requerida Los informes de la inspección pueden incluir: Reportes diarios Reportes semanales Reportes de inconformidades (si éstas son necesarias) Reportes especiales (ocasionalmente) los cuales se dirigen a asuntos específicos como el avance del trabajo, equipo, mano de obra, uso de la pintura, y problemas, etc.,

Otros documentos que una especificación puede requerir incluyen: la elaboración de dibujos de una estructura „como es‟ y una "lista perforada” de defectos descubiertos en el momento de terminar o casi terminar el proyecto.

Formato El formato de reportes de inspección puede detallarse en la especificación, como sucede cuando un dueño quiere que el inspector use los formatos de reporte proporcionados por el mismo dueño. En otros casos, el inspector puede crear su propio formato para el informe, particularmente para los reportes ocasionales.

Frecuencia Es importante que la especificación no sólo indique qué informes se requieren, sino lo que debe hacerse con los informes y cuándo. Si se circularan copias de los reportes, debe proporcionarse una lista de distribución. Algunos dueños consideran buena practica proporcionar reportes de inspección al contratista; y otros no lo consideran así. Una cláusula de especificación común podría decir: “Cada día deben realizarse reportes diarios, luego recopilados y enviados al representante del dueño al menos una vez cada semana. Copias adicionales de


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Introducción

los reportes diarios deben enviarse a la oficina principal del dueño a xxxx, xxxx y también deben guardarse copias en un archivo en el lugar del trabajo."

El Trabajo de Inspector de Recubrimientos Introducción La especificación debe incluir una sección detallada sobre la inspección/garantía de calidad requerida y métodos de documentación. El objetivo del CIP es observar el proceso de recubrimiento desde del punto de vista del inspector de recubrimientos. Para que usted haga esto, debe adoptar el papel de un inspector como un tercero independiente. Las principales funciones y responsabilidades básicas de un inspector de recubrimientos discutidas en el Nivel 1, se repiten aquí. Los inspectores de recubrimientos aseguran que se apliquen los sistemas de recubrimientos de acuerdo con la especificación del recubrimiento y reportan objetivamente y con exactitud los resultados de todas las observaciones de la inspección. Si las restricciones ambientales, de tiempo, u otras obligaciones hacen imposible el cumplimiento de la especificación del recubrimiento, los inspectores obtienen y garantizan la autorización clara y por escrito para permitir cambios de la especificación.

Responsabilidades del Inspector de Recubrimientos Las responsabilidades del trabajo del inspector de recubrimientos pueden variar de un trabajo a otro, pero en general sus obligaciones siempre incluyen:

Obtener, leer y comprender plenamente la especificación del recubrimiento. Preguntar a su supervisor cualquier duda para resolver el asunto. Obtener una clara definición de su autoridad otorgada por el supervisor y/o establecida en la especificación del recubrimiento, particularmente en lo que respecta al control de los contratistas que trabajan en el proyecto.


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Introducción

Determinar, a través de mediciones y observaciones, que cada cláusula de la especificación sea cumplida por el operador dentro del alcance de autoridad del inspector. Asegurar que todas las materias primas esenciales, principalmente los recubrimientos, sean almacenados correctamente y se usen en lotes de acuerdo a la vida útil recomendada por el fabricante. Mantener registros de todo el trabajo realizado, las condiciones bajo las cuales se hizo y cualquier otro punto de reporte requerido por el supervisor. Evitar dirigir o la apariencia de dirigir el trabajo de los empleados de un contratista. Señalar al supervisor desviaciones de la especificación. Las desviaciones se tienen que reportar al contratista sólo si se le ha dado tal autoridad al inspector. Averiguar que cada artículo y área listada en el programa de recubrimiento haya sido completado. Asegurar que los instrumentos de prueba y normas requeridas estén disponibles todo el tiempo y que cada instrumento funcione perfectamente y esté calibrado correctamente.

Pruebas de Inspección Espesor de Película Seca (DFT) Se utiliza una variedad de pruebas e instrumentos de prueba para asegurar que las aplicaciones coincidan con las especificaciones. Esto se discutió a detalle en el Nivel 1. Dos instrumentos de prueba fueron: Tipo I. Medidores Magnéticos DFT (banana) Tipo II. Medidor Electromagnético DFT La calibración de estos medidores tiene que verificarse contra estándares conocidos, tales como: bloques de prueba NIST (Instituto Nacional de Normas y Tecnología, anteriormente NBS) para el medidor tipo I; laminillas de plástico calibradas para el medidor tipo II, o de acuerdo con las instrucciones del fabricante, esto deberá realizarse cada ves que se use o como sea necesario para asegurar la exactitud del instrumento.


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Introducción

Integridad de la Película Cuando esté especificado, se debe verificar que el recubrimiento no tenga discontinuidades utilizando: Detector de bajo-voltaje de esponja húmeda Detector de alto-voltaje DC (corriente continua) Cualquier otra prueba requerida por la especificación debe llevarse a cabo.

Fallas de Aplicación El inspector debe inspeccionar para defectos de la aplicación que incluyen: Escurrimientos Ampollas Hundimientos (hendiduras) Decoloración Áreas no recubiertas Otras fallas

Documentacion y Registros El inspector debe asegurar que toda la documentación esté completa y en orden, de acuerdo a la especificación. La lista de control del inspector de recubrimientos proporcionada en Nivel I, se reproduce aquí. La lista de control del Inspector de Recubrimientos está incluida al final de este capítulo.

Lista de control de seguridad La siguiente lista de control de seguridad le puede ser muy útil mientras observe el trabajo o si le requieren para monitorear las prácticas de seguridad en un proyecto de recubrimiento.


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Introducción

Seguridad general 

Localice el teléfono más cercano



Identifique las áreas restringidas



Localice la alarma de incendio



Localice el extintor y frazadas antifuego



Localice objetos en movimiento, grúas, y trafico



Identifique y obedezca las advertencias y señales de seguridad.



Conozca las alarmas de la instalación, los procedimientos de evacuación y los protocolos generales de emergencia.

Escaleras de mano 

Periódicamente inspeccione que existan escalones flojos, desgastados o dañados.



Use zapatos con tacón.



Cuando suba las escaleras, no lleve ninguna herramienta en mano.



Mira hacia la escalera al subir; nunca salte desde una escalera de mano.



Prevenga contra peligro de que las escaleras metálicas entren en contacto con líneas de corriente eléctrica.



Sujéta bien a la escalera de mano

Andamios 

Inspecciónelos periódicamente en busca de daño o deterioro



Asegúrese que el andamio esté en línea y nivelado

 

Asegúrese que haya pasamanos en todos los andamios No suba andamios con ruedas cuando estén en movimiento



Verifique que las etiquetas de inspección sean validas y estén en su lugar


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Introducción

Herramientas Motorizadas Verifique que: 

Las guardas de seguridad estén ajustadas y funcionales



Los sistemas de recolección de polvo estén funcionales al trabajar con materiales peligrosos.

Limpieza con Abrasivo Asegúrese que los siguientes artículos estén instalados y funcionando: 

Válvulas de estrangulamiento



Válvulas de control de presión



Separadores adecuados para humedad y aceite



Ropa protectora (capuchas y guantes)



Respirador con suministro de aire filtrado y regulado

Asegúrese de que: 

Todo el sistema esté puesto a tierra, incluyendo las mangueras, el operador y la estructura (s) a recubrir



Las conexiones de la manguera estén sujetadas con alambre



La manguera para el abrasivo se almacene en un lugar seco



La manguera para el abrasivo se enrolle y no se doble a un ángulo de 900



La boquilla nunca apunte hacia el cuerpo humano o a un objeto quebradizo



La manguera para el abrasivo sea inspeccionada buscando daños y desgaste

Aplicación porl Atomizado Para evitar riesgos de incendio, verifique que: 

No esté presente ninguna fuente ígnea cuando se usen materiales inflamables



El operador reduzca al mínimo el uso de materiales con bajo punto de


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Introducción

ignición 

Se proporcione ventilación adecuada



La cámara de rociado esté libre de vapores de las atomizaciones previas



No se moje ningún trapo con líquido inflamable en el área de rociado

Protección Personal Asegúrese de que: 

Se usen los gogles y lentes de seguridad



Se use respirador de aire regulado



El operador esté ubicado viento arriba del objeto que este siendo pintado.

Mangueras y Pistola Determine que: 

Las mangueras sean inspeccionadas periódicamente para revisar puntos débiles y desgastados



Las conexiones de la manguera sean las correctas y estén ajustadas

 

La manguera nunca se desconecte o reconecte cuando esté presurizada (en uso) La unidad presurizada nunca sea desatendida



La pistola esté puesta a tierra a través de las conexiones de la manguera



La pistola nunca se dirija hacia el cuerpo humano



La pistola tenga el seguro de gatillo requerido



El operador use mangueras eléctricamente conductoras en aplicaciones “airless”.


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Introducción

LISTA DE VERIFICACIÓN DEL INSPECTOR DE RECUBRIMIENTOS Marque Aquí ( √)

Tema Especificación Consígala Léala Compréndala

Reunión previa al trabajo Solicite una Asista Participe activamente Conozca y comprenda las reglas de seguridad

Programa de Recubrimiento Conozca donde se realizarán las actividades de recubrimiento

Preinspección Localice las áreas que serán difíciles de recubrir Salpicaduras de soldadura Fluxion de soldadura Soldadura discontinua Soldadura rugosa Esquinas puntiagudas Laminaciones

Preparación de la superficie Observe las reglas de seguridad Abrasivo apropiado Patrón de anclaje según lo especificado Eliminación de todo el polvo Superficie neutra Superficie como especificada Defectos superficiales corregidos Clima adecuado para el limpieza con abrasivo

Recubrimientos Observe las reglas de seguridad Los recubrimientos son los especificados Los recubrimientos estén mezclados y agitados correctamente Los recubrimientos estén adelgazados correctamente Los recubrimientos no han excedido su caducidad


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Introducción

Aplicación del Recubrimiento Observe las reglas de seguridad Clima apropiado Condiciones ambiente apropiadas Superficie limpia WFT correcto DFT correcto Ninguna falla Escurrimientos Rociado seco Discontinuidades Otro soldaduras recubiertas con brocha

Reporte Tomar todas las mediciones requeridas Documentar y reportar según se requiera


Estudio del Caso A

Nivel 2 Capítulo 2 Estudio del Caso A

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, 2004, Enero 2007

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Estudio del Caso A

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Introducción Generalmente, la mayoría de los autores de especificaciones son concienzudos en sus esfuerzos para esbozar una especificación de recubrimiento que refleje las necesidades del dueño en un proyecto de recubrimiento en particular, y que al mismo tiempo, proporcione al contratista guías realistas para seguir durante el desarrollo del trabajo. A veces, no obstante, incluso la especificación "mejor planeada" algunas veces puede contener requisitos conflictivos, enunciados confusos, u otras áreas problemáticas que podrían terminar creando un conflicto entre dueño y contratista. El inspector de recubrimientos debe revisar completamente las especificaciones para cualquier área o trabajo problemático con el fin de resolver sus dudas en la reunión previa al trabajo. Lo siguiente es un ejemplo de un inciso problemático tomado de lo que sería de otra forma una especificación bien preparada. “La superficie se limpiará con abrasivo con Black Beauty ABC Grado D, a un perfil de anclaje de 76 µm (3 mils)." Usted es el inspector que localizó el problema. ¿Cuáles piensa usted que sean los posibles conflictos ó consecuencias para el especificador? Usted podría aconsejar al autor de la especificación de la siguiente manera: 1. “Si especifica el tipo y tamaño del abrasivo, efectivamente ha predeterminado el perfil que conseguirá. Especificar tanto tipo y tamaño puede llevar a un conflicto". 2. "Para especificar correctamente el perfil superficial, se debe requerir un rango. Por ejemplo, que la especificación debe establecer algo como lo siguiente: "el perfil superficial no deberá ser menor de 63 µm (2.5 mils); ni ser mayor que 89 µm (3.5 mils)." 3. "Un perfil puede parecer diferente según los diferentes métodos con que se mida. Para evitar confusión, debe establecer qué método de medición será usado. Por ejemplo, cuando se mide usando la cinta réplica, el método coincide con la Norma NACE RP0287, Medición de Campo de Perfil Superficial de Acero Limpiado con Abrasivo Usando la Cinta Réplica.


Estudio del Caso A

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Estudio del Caso A Usted es el inspector de recubrimiento en un proyecto de construcción. Mientras repasa la especificación para recubrimiento antes de la reunión previa al trabajo, usted marca una serie de indicaciones que requieren alguna discusión y/o aclaración. Usted ha trabajado para la compañía de construcción anteriormente y sabe que la respuesta del ingeniero ante estas preguntas será pedir su opinión acerca de la mejor manera para resolver las preguntas técnicas. Revise cada una de las siguientes afirmaciones; señale lo que está equivocado en cada una, y sugiera una solución a los problemas que usted ha visto:

1. Aplique una capa de Flyer Epoxyclad # 3 o equivalente, a un DFT de 5.0 milésima de pulgada (127 µm). 2. Asegure que el recubrimiento terminado esté libre de discontinuidades. 3. Asegure que la superficie limpiada con abrasivo esté libre de polvo y desechos.

4. Después de eliminar el recubrimiento viejo con el removedor químico ABC, limpie la superficie con agua limpia para asegurar que la superficie está limpia químicamente antes de recubrirla. 5. Destreza de mano de obra “El trabajo se realizará de acuerdo a una buena práctica industrial".


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Deshumidificación

Nivel 2 Capítulo 3 Deshumidificación


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Deshumidificación

Deshumidificación Introducción La deshumidificacion se define como la eliminación del vapor de humedad del aire para bajar su punto de rocío. Esta sección se enfocará en la deshumidificación como un medio para controlar las condiciones ambientales de trabajo, y describir cómo la deshumidificación impide la corrosión del acero e inhibe la oxidación repentina (flash rust). La humedad y la temperatura afectan las operaciones de preparación de la superficie y aplicación del recubrimiento. Las condiciones ambientales, como la humedad y la temperatura, tienen un impacto significante sobre la preparación de la superficie y en las operaciones de recubrimiento, y finalmente, sobre el desempeño a largo plazo de los recubrimientos. En condiciones ambientales normales, los recubrimientos deben aplicarse a las superficies a pocas horas de haberse limpiado para evitar que éstas se oxiden (flash rust). El trabajo de recubrimiento se retrasa a menudo debido a condiciones de alta humedad y/o temperaturas bajas. El ciclo necesario de limpieza con abrasivo y recubrimiento en el mismo día puede afectar la calidad del trabajo de recubrimiento. Los trabajadores que realizan la aplicación del recubrimiento, a menudo se apresuran para tratar de vencer al clima. Los errores aumentan el costo total del trabajo. En muchos casos, controles ambientales tales como calentamiento, ventilación, uso de cercas protectoras, iluminación, y deshumidificación pueden mejorar la calidad del trabajo de los recubrimientos así como su costo. Los recubrimientos más actuales pueden alcanzar su máximo potencial protector solamente cuando son aplicados sobre una superficie de alta calidad. Después de remover bien el aceite y grasa, las superficies de acero generalmente se limpian con abrasivo para remover recubrimientos viejos, óxido, y laminaciones. Los recubrimientos se deben aplicar antes de que la superficie pierda su apariencia brillosa y antes de que empiece la oxidación repentina. Una especificación de recubrimiento bien escrita requiere de un monitoreo cercano de la fase de preparación superficial, de tal manera que se logre el máximo potencial de desempeño del recubrimiento.


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Deshumidificación

Corrosión y Velocidad de Corrosión Se ha establecido que la corrosión puede ocurrir en el acero cuando los cuatro elementos de una celda de corrosión (ánodo, cátodo, ruta metálica y electrolito) están presentes. La fuente más común de electrolito que afecta la mayoría de las pinturas en exposición atmosférica es la humedad atmosférica en forma de lluvia o condensación. La temperatura del acero modifica la velocidad de corrosión de la misma forma en que es afectada una reacción química. Las temperaturas más altas generalmente ocasionan velocidades de corrosión más altas. La humedad atmosférica y la contaminación controlan la velocidad de corrosión, primero creando un electrolito, y después afectando la eficiencia del electrolito. Investigaciones muestran que el acero expuesto a humedad alta y a altos niveles de contaminación atmosférica, como sucede en un área industrial en un sitio costero, se corroerá de 15 a 20 veces más rápido que un acero expuesto en un área rural con humedad alta y baja contaminación.

Figura 3.1: Contaminación Atmosférica y el Ciclo de Corrosión En un área rural el acero puede estar frecuentemente mojado, pero la película de agua relativamente limpia produce una velocidad baja de corrosión. En un área industrial, contaminantes atmosféricos como el dióxido de azufre, cloruros, y sulfatos causan que el agua se haga ácida, lo cual mejora la función del electrolito y acelera la velocidad de corrosión. De cualquier modo, la humedad es el primer contribuyente al proceso de corrosión. Sin embargo, la presencia de humedad no necesariamente significa que el acero se sienta húmedo. Los contaminantes en la


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Deshumidificación

superficie pueden absorber la humedad del aire y mantenerla en la superficie del acero como una capa microscópica de agua. Sería un error pensar que mantener la superficie aparentemente seca deteniendo la condensación es suficiente para detener la corrosión, ya que para detener la corrosión es necesario mantener el aire lo suficientemente seco para prevenir que los contaminantes en la superficie de acero absorban la humedad.

Humedad En condiciones normales, todo el aire contiene un poco de humedad, y la cantidad que contiene depende de la temperatura y presión del aire. Generalmente, la presión no es un factor significante, de tal manera que sólo se tiene que considerar a la temperatura. Humedad Relativa = cantidad de vapor de agua en un volumen dado de aire x 100% cantidad máxima de vapor de agua (si el aire está saturado) a la misma temperatura El aire puede tener una humedad relativa en el rango de 0 a 100%. En 0%, el aire estaría totalmente seco; al 100% está completamente saturado. El aire caliente puede contener o "sostener" más humedad que el aire frío. La cantidad de vapor contenida en el aire durante el verano puede ser tres veces más que en el invierno. Cuando el aire contiene la máxima cantidad que puede sostener a una temperatura dada, se dice que está “saturado”. Si contiene menos, digamos tanto como la mitad, se dice que está parcialmente (50%) saturado, o se dice que tiene una humedad relativa del 50 por ciento.

El calentar el aire no hace que cambie su contenido de humedad, la cual es una cantidad de vapor, pero sí mejora su capacidad para sostener más vapor de humedad; y así, disminuye su humedad relativa. Enfriar el aire reduce su capacidad de sostener vapor de humedad y, así, aumenta su humedad relativa.

Cuando el aire se enfría, su nivel de saturación se reduce, y la humedad relativa aumenta hacia el 100% hasta que el aire finalmente se satura totalmente. Cuando el aire se enfría aún más, la cantidad de vapor húmedo presente excede la capacidad del aire sostener la humedad; y el exceso de


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Deshumidificación

vapor de humedad que no puede sostenerse más, se condensará como niebla, llovizna, o rocío sobre cualquier superficie expuesta al aire. Cualquiera que sea el nivel de humedad, siempre es posible enfriar al aire lo suficiente para alcanzar la saturación y entonces producir la condensación. La temperatura a la cual se ha enfriado lo suficiente el aire para que esté saturado y sea capaz de producir rocío, se llama temperatura de punto de rocío. Al disminuir la humedad relativa, el agua tiende a evaporarse más rápido porque el aire puede absorberla más. Al incrementar la humedad relativa, el agua se evapora más despacio. Esto mismo funciona en la mayoría de los solventes. Muchos recubrimientos no pueden aplicarse con éxito cuando la humedad relativa es mayor al 90 por ciento porque la velocidad de evaporación del solvente disminuye a una humedad relativa más alta y alcanza a un cero de evaporación al 100 % de humedad relativa. Esta condición puede ocasionar que el solvente quede atrapado en la película de recubrimiento aplicada y que el proceso de curado sea discontinuo, y es probable que cause fallas subsecuentes en el recubrimiento en forma de ampollas o peladuras severas. La relación entre humedad relativa, temperatura, y punto de rocío se puede encontrar en diagramas y tablas o en reglas de cálculo especiales o en calculadoras. El uso del diagrama psicrómetrico se ilustra en el siguiente ejemplo:


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Deshumidificación

Figura 3.2: Diagrama Psicrométrico (Diagrama de Mollier) La gráfica muestra 21oC (70°F), 50% de humedad relativa y una temperatura de bulbo húmedo de 16°C (58.5°F). Se puede ver que el punto de rocío está a 10oC (50°F) lo cual significa que este aire contiene el mismo peso de vapor de agua que el del aire saturado a 100C (50°F). Al enfriar al aire de 210C (70°F) a 160C (60°F), no cambia el peso de vapor, entonces por definición el punto de rocío no cambia, es decir, está a 100C (50°F). Se puede ver que la humedad relativa ha incrementado a un 73%. La humedad relativa y punto de rocío se pueden calcular midiendo las temperaturas con instrumentos de medición directa. Un instrumento práctico es el psicrómetro giratorio, con el cual se mide la temperatura utilizando las lecturas de bulbo húmedo y seco (del termómetro). Estas medidas pueden usarse para calcular la humedad y el punto de rocío con tablas psicrométricas o con reglas de cálculo o calculadores. Debe notarse que si el aire se enfriara abajo de su punto de rocío original de 100 C (50°F), entonces el aire se saturaría a cualquier temperatura abajo de 100 C (50°F), y la humedad relativa se mantendría estable a 100%. La condensación se formaría cuando la temperatura bajara, y el peso de vapor sostenido por el aire se reduciría constantemente. Esto incrementará la cantidad de rocío (condensación) sobre cualquier superficie afectada.


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Deshumidificación

Efectos de la Humedad en la Velocidad de Corrosión La alta humedad puede ocasionar una rápida corrosión. La humedad normal durante el día generalmente es de 50 a 90%, dependiendo del lugar. Estudios muestran que la corrosión se retarda considerablemente si la humedad está por debajo del 60% y virtualmente cesa abajo de un 50%. Si se mantiene la humedad relativa en un nivel bajo (digamos por debajo de un 40%, para permitir un margen de seguridad), las superficies limpiadas con abrasivo pueden mantenerse por un largo periodo de tiempo sin que se deteriore el blast antes del recubrimiento.

La velocidad de corrosión se rige por la humedad relativa del aire en contacto con la superficie de metal (acero). A sólo unos milímetros de distancia, la humedad relativa de aire puede ser diferente, especialmente si la superficie de acero y el aire están a diferentes temperaturas. Al aire que está junto al acero se le llama la capa límite. A menos que el agua se evapore, o verdaderamente se condense en el acero, esta capa de aire estará en equilibrio húmedo con la superficie de metal.

Figura 3.3: Velocidad de Corrosión (Formación de Óxido) vs Porcentaje de Humedad Relativa

En general, no es práctico medir las condiciones dentro de la capa límite, pero las mediciones se pueden hacer cerca al lugar usando un psicrómetro de honda. La temperatura de la superficie de acero se puede medir usando un termómetro de contacto. Hay dos maneras de reducir la humedad relativa de la capa límite: Aumente la temperatura de la superficie Reduzca el contenido de humedad por deshumidificación


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Deshumidificación

Uso de Calor para Aumentar la Temperatura de la Superficie El método seleccionado para aumentar la temperatura de la superficie depende del costo relativo. Es posible calentar piezas de trabajo pequeñas usando un calentador de radiación. Este método no sería eficaz para grandes dimensiones de trabajo o en áreas grandes cerradas, como un tanque, a menos que se pueda proporcionar su aislamiento. Se necesitarían muchos calentadores de radiación para combatir las pérdidas de calor de la superficie de acero al aire exterior. Otra técnica común es calentar el aire para incrementar la temperatura del ambiente, incluyendo la temperatura de superficie de acero. Esto puede ser caro porque la transferencia de calor del aire al acero es pobre y también por la gran capacidad calorífica del acero. La mayoría del calor del aire se desperdicia y sólo un poco quedará en el acero. La fuente de calor es un factor importante. El uso de calentadores de gas puede ser inseguro y también puede ser contraproducente. Cuando se quema 4 L (1 galon) de propano, se produce 4.5 kg (7.8 libras) de humedad, logrando exactamente el efecto opuesto que se necesita (es decir, menos vapor de agua).

Refrigeración Anteriormente, se definió a la deshumidificación como la eliminación de vapor de humedad del aire para disminuir la temperatura de punto de rocío. El objetivo de la deshumidificación es reducir la velocidad de corrosión a niveles mínimos reduciendo la humedad contenida en el aire a un nivel seguro: 50% o menos, a temperatura prevaleciente. Siempre se requiere de un flujo de aire en el área de trabajo, y es este el aire que se debe deshumidificar. La cantidad de vapor de humedad se puede reducir por refrigeración o por el uso de desecantes.


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Deshumidificación

Figura 3.4: Unidades de DH Utilizar la refrigeración para quitar el vapor de humedad del aire es un método común y económico de deshumidificación.

Figura 3.5: Sistema Típico de Refrigeración

El aire del medio ambiente circula sobre un sistema serpentines de refrigeración. La temperatura superficial de estos serpentines se mantiene a una temperatura considerablemente más baja que la de punto de rocío del aire entrante. El aire helado, alcanza la saturación y entonces ocurre la condensación. Esta condensación es colectada y bombeada fuera del sistema. El aire sale de la sección de serpentines de enfriamiento del deshumidificador a una temperatura reducida, pero más importante, con un punto de rocío y humedad más baja. Entonces simplemente se puede ajustar la baja temperatura del aire agregando calor (seco) a la corriente del aire basado en los requisitos particulares de la aplicación. Este método es ventajoso cuando el aire está comparativamente caliente con un contenido de humedad alto, y el punto rocío de salida está arriba de 0°C (32°F), pero es menos eficaz cuando los niveles de la temperatura y humedad disminuyen en los meses invernales o en climas de zonas del norte. En algunos casos, los serpentines de enfriamiento puede congelarse, reduciendo la eficiencia del deshumidificador a cero porque el hielo aísla eficientemente el serpentín.


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Deshumidificación

La refrigeración se usa frecuentemente en combinación con deshumidificadores de adsorción para obtener un punto de rocío extremadamente bajo a un costo bajo A menudo se una la refrigeración en combinación con deshumidificadores de absorción y adsorción.

Desecantes Los desecantes son substancias que tienen una gran afinidad natural por el agua, tan alta que pueden eliminar directamente la humedad del ambiente circundante. Los desecantes absorben la humedad hasta que se saturan; entonces deben regenerarse con una corriente de aire caliente o a través de un proceso químico. La mayoría de los desecantes son sólidos en su estado normal, aunque hay algunos desecantes líquidos, como el ácido sulfúrico (utilizado en la industria química), cloruro de litio, o materiales poliméricos, como el trietilenglicol. A estos materiales líquidos se les llama desecantes absorbentes. Se llaman a los desecantes en forma sólida como desecantes adsorbentes. Se adsorbe la humedad en la superficie de un material granular, como sílica gel, que es capaz de sostener grandes cantidades de humedad. Estos materiales también pueden secarse fácilmente, removerse y reciclarse para uso posterior. Para la industria de recubrimientos, el deshumidificador de lecho rotatorio de sílica gel adsorbente es el más usado. El desecante sólido se coloca en un tambor grande rotatorio o rueda (de 10 a 12 revoluciones por hora) que contiene el medio de contacto de aire estructurado en forma de panal de abeja.

Figura 3.6: Deshumidificador Rotatorio de Panal de Abeja


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Deshumidificación

Figura 3.7: Movimiento del Aire Usando el Deshumidificador El aire procesado (es decir, el aire que será secado e introducida en el área dónde se realizan la limpieza con abrasivos y el recubrimiento), pasa a través de canales abiertos en el medio y descarga su humedad en el desecante de sílica gel contenida en las paredes del medio.

Figura 3.8: DH en un Tanque El medio húmedo gira entonces en un compartimiento separado, pasando a través de una corriente de aire caliente de reactivación (regeneración) que remueve la humedad de la sílica gel. Las corrientes de aire de proceso y de reactivación están separadas por una partición. La porción del panal de abeja dónde la humedad ha sido removida es de nuevo expuesta a la corriente de aire de proceso para adsorber más humedad. Esto es un proceso continuo de circuito cerrado, y puede operar automáticamente con poca o ninguna mano de obra requerida para su funcionamiento. Es necesario considerar algunos puntos débiles: Si la fuente de calor para la reactivación de la corriente de aire se interrumpe, el panal de abeja continuará operando y la sílica gel desecante se saturará con la humedad adsorbida. A estas alturas, la unidad se convierte en un controlador de aire y cesa su función como deshumidificador. Se deben hacer


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Deshumidificación

frecuentemente revisiones para asegurar que la corriente de aire de reactivación sea totalmente operable. Como resultado del proceso de reactivación de aire calentado, el tambor (rueda) se calienta; y éste calor se transfiere a la corriente de aire de proceso y el propio aire se calienta. El incremento de la temperatura normal de operación es de + 28°C (50°F), lo que significa, para una temperatura ambiente de 27°C (80°F), la temperatura de salida de la corriente de aire de proceso será alrededor de 55°C (130°F). Esta temperatura creará un ambiente de trabajo inaceptable en verano; por consiguiente, un sistema de enfriamiento debe instalarse a la salida del panal de abeja, en la corriente de aire de proceso, para reducir la temperatura a niveles aceptables. Se pueden mover grandes volúmenes de aire de proceso, tal que se debe tener cuidado para prevenir que la sílica gel se contamine con suciedad, polvo, vapores de solventes, o de aceite. Si la sílica gel se contamina, dejará de adsorber humedad. Esta protección se puede lograr con la instalación y cambio frecuente de los medios filtrantes de las entradas de aire de proceso y de reactivación en la unidad de deshumidificación.

Beneficios de la Deshumidificación Contratista de Recubrimientos

para

el

Los contratistas pueden usar la deshumidificación para secar el aire (reducir el punto de rocío) en un tanque, limpiar con abrasivo la superficie entera, mantener el blast con aire seco, limpiar la superficie (es decir, la eliminación de abrasivo y polvo), y entonces se aplican los recubrimientos. Los beneficios adicionales incluyen: Los trabajadores pueden empezar el día laboral más temprano y trabajar más tarde. Se puede eliminar la contaminación de recubrimientos aplicados anteriormente por la operación de limpieza con abrasivos. Se elimina el traslape de una superficie recubierta con otra (en la rutina diaria de limpiar con abrasivos-luego-recubrir). Si se aplica más de una capa, entonces se puede hacer todo el trabajo en condiciones ideales. Se puede evitar intervalos extendidos entre capas. El contratista puede garantizar, con exactitud razonable, cuando se concluirá el trabajo.


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Deshumidificación

La deshumidificación hace posible que el trabajo de recubrimiento se extienda por varios meses, para algunas áreas. El contratista puede controlar las condiciones ambientales y evitar ser víctima del clima y de cambios atmosféricos.

Deshumidificación Durante el Curado Posterior a la Aplicación El problema de baja evaporación de solvente en ambientes de alta humedad se mencionó anteriormente. Los equipos de deshumidificación deben usarse cada vez que sea posible durante el periodo de curado para asegurar una total evaporación del solvente del recubrimiento aplicado. Los solventes típicos usados en recubrimientos son más pesados que el aire, y tienden a asentarse en el fondo de una estructura, tanque, etc., y saturar el aire. Una vez que el aire en la capa límite próxima al recubrimiento se satura, la evaporación se retarda o detiene. Cuando esto ocurre, el solvente permanecerá en la película durante el curado. La única manera de prevenir esta situación es con una ventilación constante, durante el trabajo de recubrimiento, del aire saturado con solvente. Si el aire tiene ya a un 85% de humedad relativa o más, la evaporación del solvente no mejorará o se retardará. Idealmente, el aire deberá ser aire deshumidificado para incrementar la cantidad de solvente que pueda removerse por pie cúbico de aire reemplazado. Entre más se pueda secar el aire (50% de humedad relativa, o menos), más solvente se podrá evaporar del recubrimiento aplicado con el mismo volumen de aire de ventilación. Los procesos de deshumidificación y ventilación post-aplicación deberán ser monitoreados rutinariamente por el inspector y registrar todos los parámetros en los registros diarios. El documentar estos procesos asegurará una adecuada aplicación de recubrimiento y periodo de curado.

Deshumidificación Aplicaciones Normalmente se usa el equipo de deshumidificación en la industria de recubrimientos para proyectos de revestimientos internos de tanques con condiciones de tiempo adversas. Puede controlarse la atmósfera ambiental en el tanque a lo largo del proyecto. No es raro permitir que los aceros limpiados con abrasivo permanezcan por días, o incluso semanas antes de poder iniciar el trabajo de recubrimiento, siempre y cuando se pueda


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Deshumidificación

mantener una humedad relativa baja. Un aplicador prudente mantendrá un deshumidificador de reserva en el sitio porque cualquier falla del equipo puede resultar en la pérdida de días de trabajo de preparación de superficie, particularmente si el equipo falla por la noche y el problema no se localiza hasta el día siguiente. Los tanques enterrados son particularmente apropiados para el proceso de deshumidificación debido al factor de alto aislamiento de la tierra circundante. Limpiar con abrasivo y pintar tanques de barcos o tanques de carga son otras aplicaciones comunes. Los equipos de deshumidificación pueden ser útiles en climas tropicales durante todo el año, siempre y cuando sean suficientemente potentes para lidiar con temperaturas extremadamente altas y niveles de humedad también altos.


Limpieza por Granalladora

Nivel 2 Capítulo 4 Limpieza por Fuerza Centrifuga o Granalladora (Wheel Blast)

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, 2004 Enero 2007

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Limpieza por Granalladora Introducción La limpieza por Fuerza Centrífuga, o por granalladora, se usa en una variedad de limpiezas, terminados, y operaciones de martillado. El inspector de recubrimientos generalmente estará más involucrado con tal operación de limpieza en: Operaciones de taller, dónde se limpian una variedad de placas, ductos, y otras piezas fabricadas de acero. Operaciones en campo, donde se limpian grandes superficies planas de concreto o de acero, nuevas o usadas.

Figura 4.1: Gabinete de Granalladora para Ductos



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Figura 4.2: Unidad Portátil de Granalladora

Elementos Básicos del Sistema de Limpieza Aunque las configuraciones pueden variar un poco de una máquina a otra, generalmente, los sistemas de granalladora están compuestos de lo siguiente: El corazón del sistema, la rueda que proyecta el abrasivo por fuerza centrífuga, lanzando el abrasivo contra la estructura a limpiar.con un patrón controlado. El gabinete de granallar, el cual confina el abrasivo cuando éste es proyectado desde la rueda y previene el escape de polvo y finos generados por la limpieza. En los sistemas fijos, un sistema de manejo de materiales que transporta la pieza de trabajo hacia la(s) rueda(s) El sistema de reciclado abrasivo que separa y devuelve el abrasivo bueno a un depósito de almacenamiento para ser reutilizado. Un colector de polvo y un sistema de ventilación para ventilar al gabinete de granallado y para operar el separador del aire lavado. Abrasivos del tipo, tamaño, y mezcla apropiado para el trabajo que se realizará.



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Figura 4.3: Sistema de Limpieza con Granalladora

Figura 4.4: Rueda de Fuerza Centrífuga

Principios Básicos de Operación En los términos más simples, el sistema de limpieza con abrasivos por fuerza centrífuga opera de la siguiente manera: Los abrasivos fluyen por gravedad desde el dispositivo de almacenamiento a través de un conducto de alimentación hacia un impulsor en rotación.


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La cantidad del abrasivo que fluye se controla mediante válvulas medidoras en la línea del suministro. El impulsor dirige el abrasivo a través de una apertura en la carcasa del impulsor hacia las aspas rotatorias de la rueda granalladora. La rueda motorizada proyecta el abrasivo por fuerza centrifuga contra la pieza de trabajo. Después de golpear la pieza de trabajo, el abrasivo cae en un contenedor de recuperación junto con contaminantes como: arena, laminaciones, recubrimientos viejos, etc., que han sido removidos de la pieza de trabajo. El sistema de manejo de abrasivos eleva el abrasivo contaminado hacia el separador del lavado por aire que se encuentra sobre la granalladora. El separador de lavado por aire remueve los contaminantes y cualquier partícula abrasiva que se hizo demasiado pequeña como para ser útil. El abrasivo limpio y clasificado según su tamaño se regresa al depósito de almacenamiento para reusarse, completando así el ciclo.

Figura 4.5: Sistema Abrasivo



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Figura 4.6: Tambor tamizaje sobre Separador Abrasivo

Separador de Lavado por Aire Las unidades medianas o de gran capacidad para operaciones para quitar laminaciones normalmente están provistas con un tornillo de distribución sobre el separador de lavado por aire, el cual distribuye uniformemente la mezcla abrasiva a lo largo de la longitud del borde del separador. Para aplicaciones en fundidores, con trozos de chatarra o alambres en la mezcla de abrasivo, el separador puede adaptarse con un tornillo de distribución y un tambor tamizaje. El tambor, adaptado con un tornillo interno, provee un proceso de tamizado adicional para la eliminación de trozos, mientras que el tornillo externo proporciona la distribución total a lo largo del borde del separador. Las funciones del separador son: Controlar el tamaño de la mezcla abrasiva lo cual influye en la eficiencia de limpieza. Eliminar arena, abrasivos desgastados (finos), óxido, suciedad y otros contaminantes de la corriente abrasiva para que sólo abrasivo limpio y en buen estado sea alimentado a la granalladora. Controlar el consumo de abrasivo, el cual puede medirse por el tamaño de las partículas abrasivas sacadas de la máquina.

Muchos separadores están equipados con placas de rasadura secundaria, que dirigen algo de la mezcla abrasiva para recirculación y permiten que sólo el abrasivo limpio pase al depósito de alimentación.


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En operación, la mezcla abrasiva fluye por gravedad sobre el borde del separador. Un flujo de aire a alta velocidad jala la mezcla que cae hacia dentro, dónde las placas raspadoras estacionarias y ajustables separan los contaminantes que se desvían hacia el colector. Un tamiz final protege a la rueda granalladora de objetos extraños grandes, y los contaminantes se expelen hacía el sistema de recolección de polvo. Un válvula de medición ajustable ha sido diseñada para prevenir que sobrecargas de contaminantes entren en el lavado de aire durante los periodos de operación. Si esto ocurre, el sistema de desviación de sobrecarga del separador, remueve y recicla el abrasivo contaminado antes de que pueda entrar en el lavado de aire. Un separador que funcione correctamente asegura que un abrasivo bueno, limpio, y de tamaño adecuado caiga en el depósito de alimentación y esté listo para usarse. Una máquina granalladora limpia mejor cuando hay un rango de tamaños de abrasivo. El tamaño más grande en la mezcla será el tamaño de abrasivo recién agregado, con otros variando de tamaños más pequeños hasta el tamaño de deshecho según la aplicación especifica o acabado requerido.

Figura 4.7: Sistema de Manejo de Abrasivo Las partículas más grandes se usan para impactar las superficies de la pieza de trabajo aflojando arena o laminaciones y otros contaminantes. Las partículas más pequeñas limpian las irregularidades en la pieza de trabajo y proporcionan cobertura adicional. El inspector de recubrimientos puede ser requerido para revisar o monitorear periódicamente una prueba de tamizaje simple para verificar la eficiencia del separador y ver que la mezcla abrasiva se mantenga.



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Pueden tomarse muestras del abrasivo: De la cortina abrasiva en el separador antes del lavado de aire y de las placas raspadoras. Para inspeccionar los finos para desecho, el inspector debe tomar muestras a la salida del tubo de descarga de finos, nunca del receptáculo de finos de desecho ya que este abrasivo pudiera estar contaminado. Para verificar el colector de polvo seco para un buen abrasivo, el inspector debe abrir la salida del depósito más cercana a la entrada, y permitir que aproximadamente 19 litros (5 galones) fluyan, formando un cono. Deben tomarse las muestras de los lados del cono, y nunca lo alto o el fondo del cono. Los resultados de la toma de muestras aleatorias determinarán los ajustes al sistema de manejo del abrasivo, incluyendo el flujo de aire necesario para mantener operando apropiadamente la mezcla abrasiva. Las ventajas de la limpieza con granalladora son: El polvo y partículas finas de la operación de granalladora se contienen y mantienen para un fácil desecho. El abrasivo es fácilmente reciclable. En algunos talleres, el proceso de granallar y aplicación del primario se puede manejar con una operación en línea. En general, la limpieza por granalladora centrífugo es más económica comparado con la limpieza con aire o limpieza de sopleteado con boquillas. No se necesitan compresores de aire, tuberías, ni equipo de control de aire para el funcionamiento de la granalladora. Las desventajas de la limpieza por granalladora incluyen: El costo inicial de equipo es relativamente alto. El equipo es mecánicamente complejo, con un alto desgaste en las partes móviles. Los contaminantes superficiales se pueden penetrar la pieza de trabajo, particularmente cuando se usan perdigones de acero.



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Puede ser difícil limpiar completamente piezas de formas complejas.

Componentes del Sistema de Granallado Rueda de la Granalladora El diseño de la rueda puede variar según cada fabricante; sin embargo, todas funcionan de la misma manera, tal y como se describe a continuación: La rueda motorizada con CA o CC, adaptada con aspas ajustables y removibles, lanzan el abrasivo por fuerza centrífuga hacia la superficie de la pieza de trabajo. El abrasivo del depósito superior, se alimenta al centro de la unidad de la rueda que esta girando a alta velocidad. Un impulsor de aleación fundida gira con la rueda, e imparte una velocidad inicial a las partículas abrasivas, y dirige el abrasivo a una abertura en la carcasa estacionaria desde la cual se descarga el abrasivo sobre las aspas de la rueda. El abrasivo es tomado por los extremos internos de las aspas y se acelera rápidamente conforme se mueve hacia el borde externo de la rueda y sobre la superficie la pieza de trabajo. La ubicación de la apertura de la carcasa de control establece la dirección del patrón de soplado generado por la rueda. Un mal alineamiento de tan sólo del 10%, del patrón de ajuste, puede reducir la eficacia de limpieza en un 25% o más.

Eficiencia de la Rueda Debido a que las ruedas conforman una parte esencial del funcionamiento adecuado de la unidad, se deben ajustar y dar mantenimiento apropiadamente. La eficiencia de la rueda o ruedas depende, sin embargo, de otros factores que incluyen: Mezcla del abrasivo Tamaño del abrasivo Velocidad de salida del abrasivo de la rueda



Cantidad y dirección del abrasivo proyectado Estado de las partes del sistema de alimentación (conductos de alimentación, impulsor, carcasa del impulsor, y aspas)

El Amperímetro como una Guía de Rendimiento La cantidad de abrasivo proyectado por la rueda se determina con un amperímetro que muestra la carga en el motor. La diferencia entre las lecturas de amperaje “sin carga” y con “carga completa”, equivale al 100% de la capacidad de proyección de la rueda. La mayoría de las ruedas están diseñadas para operar con un “amperaje de carga completa”. El flujo abrasivo a la rueda se puede ajustar para lograr la eficiencia máxima. Conforme la cantidad del abrasivo que está siendo alimentado a la rueda se incrementa, la lectura en el amperímetro sube. La lectura baja conforme disminuye la cantidad del abrasivo que se alimenta a la rueda. Para la máxima eficiencia del soplado, el amperímetro debe indicar que el motor se está usando a su máxima capacidad. Un amperímetro que muestra una lectura de carga menor a la de carga completa, índica la necesidad de un ajuste. Una lectura de bajo amperaje podría significar lo siguiente: Una rueda necesitada de abrasivo, aquella que no consume un amperaje completo porque no recibe suficiente abrasivo. Una rueda inundada o ahogada, aquella en la que el abrasivo se suministra demasiado rápido, por lo que se ahoga el conducto de alimentación con el abrasivo. Factores como un impulsor desgastado, carcasa del impulsor desgastada, aspas gastadas, obstrucciones en el conducto de alimentación, etc., afectan la cantidad de abrasivo suministrado a la rueda, de forma tal que afectan la eficiencia de la rueda.

Ajuste de la Rueda para un adecuado patrón de Superficie A menos que el abrasivo proyectado impacte el área de trabajo, éste no podrá limpiar. La eficiencia del soplado se afecta enormemente por el


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porcentaje del abrasivo proyectado hacia el área de trabajo, el cual es determinado principalmente por la posición de la carcasa del impulsor. La carcasa del impulsor es una envoltura que encaja alrededor del impulsor. El impulsor está moldeado con aspas parecidos a los de la granalladora, aunque mucho más pequeñas y están montados sobre el mismo eje que mueve a la rueda. El impulsor recibe el abrasivo del ducto de alimentación y lo proyecta hacia las aspas de la rueda. La alimentación del abrasivo suministrado a las aspas es controlada por el tamaño y forma de la carcasa del impulsor. Se define como “zona caliente” al área del soplado. Esto es porque una pieza de trabajo fija o montada sobre una placa que este siendo agranallada con abrasivo en línea se llegará a calentar durante 30 segundos o más de soplado. Para dirigir de forma precisa el abrasivo, el operador puede realizar las siguientes acciones: Desconecte el mecanismo transportador para que una placa permanezca estática. Instale la placa y granallarla por 30 segundos. Detenga el granallado y localice la “zona caliente” en la placa. Ajuste el impulsor en el sentido del las manecillas del reloj o en sentido contrario como lo indique la “zona caliente” para lograr el patrón de superficie deseado. Quite la placa y reconectar el mecanismo transportador.

Efectos de Partes Desgastadas sobre el Patrón de Superficie El desgaste en cualquier elemento de la rueda, como, aspas del impulsor, carcasa del impulsor, o aspas de la rueda, pueden mover la zona caliente y reducir la eficiencia de la rueda. El desgaste en la carcasa del impulsor y aspas puede afectar la ubicación y tamaño de la zona caliente. El desgaste en la caja y conductos del impulsor afectan la ubicación y tamaño de la zona caliente.



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Ruedas desgastadas o marcadas pueden desbalancearla, provocando el deterioro del patrón de superficie así como una reducción en la eficiencia de la máquina. Si el soplado no está dirigido a la zona de trabajo, se producirá un desgaste innecesario en la maquinaria.

Abrasivos La máquina de la granalladora limpia mejor si usa un rango de tamaños de abrasivo. Las partículas más grandes serán las del abrasivo recientemente agregado. Las más pequeñas estará determinado por las mallas de filtrado en el equipo de reciclado. Las partículas grandes impactan la superficie para retirar laminaciones, arena, etc., y las de menor tamaño limpian pequeñas irregularidades y tallan la superficie, removiendo las partículas liberadas de forma tal que la zona de trabajo quede completamente y uniformemente limpia. El mantener bien equilibrada una mezcla (algunas veces llamada “mezcla de trabajo”) con diferentes tamaños de abrasivo, permite: Proveer consistencia de acabado sobre el área de trabajo. Asegurar una cobertura uniforme de abrasivo sobre el área de trabajo. Asegurar óptima.

un acondicionamiento del abrasivo para una limpieza

Minimizar la generación de abrasivos finos y el desgaste de las piezas de la máquina, así como, reducir los tiempos muertos por mantenimiento. Un análisis periódico de tamizaje de partículas del abrasivo puede ayudar al operador y al inspector a mantener la mezcla de operación adecuada.

Selección del Abrasivo La granalladora hace uso de una gran variedad de medios abrasivos, tales como productos agrícolas y sintéticos como cuentas de vidrios, óxido de aluminio y escorias. Sin embargo, se usan normalmente perdigones de acero y la granalla para preparar la superficie de acero y concreto.



El tipo de material a limpiar y el acabado deseado determinan el uso perdigones de acero o granalla. Los perdigones de acero podrían ser el mejor material disponible para limpar, descarapelar o descostrar. Los perdigones rompen costras como la calamina formada por el tratamiento térmico de los materiales, o erosionan la arena de piezas fabricadas por fundición. Debido a su tenacidad y la dureza ideal (44 a 46 Rockwell c [Rc]), los perdigones de acero no se fracturan rápidamente. Los perdigones son redondos cuando son nuevas y, después de fracturarse y de repetidos impactos, regresan de nuevo a una forma redonda.

La granalla de acero es mejor para grabar, es decir, para crear un perfil sobre la superficie antes de pintar o chapar, o para limpiar aleaciones duras, abrillantar piezas no ferrosas, para rodillos o piezas tratadas térmicamente, o cualquier aplicación dónde se requiere una superficie rugosa por ráfaga de granalla. La granalla de acero “angular” puede variar en a dureza desde 45 a 65 Rc.

Figura 4.8: Perdigones de Acero Impactando la Superficie

Figura 4.9: Perdigones de Acero Rompiéndose y Redondeándose


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Debido a que los perdigones de acero tienden a martillar, en lugar de tallar la superficie, se usa frecuentemente una mezcla de perdigones y granalla para lograr una mayor limpieza y perfil de la superficie. La granalla de acero a menudo se sustituye por perdigones. La granalla de dureza mediana se usa para obtener a un ataque afilado sobre la superficie de acero, o para remover costras tenaces de los acero aleados. La fragilidad del abrasivo, incrementa su dureza de forma tal que la granalla más dura se fractura rápidamente, reteniendo su angularidad, lo que resulta en un mayor consumo de abrasivo y por ende un mayor desgaste de las partes de la maquinaria. Los abrasivos ferrosos pueden dejar cantidades trazas del metal en el substrato por lo que no deben usarse en substratos en los que se podría inducir la corrosión. Por ejemplo, si un substrato de acero inoxidable es limpiado por soplado con un abrasivo de acero o fierro, el acero inoxidable puede corroerse debido a la pérdida de pasivación, como se mostró en el video “La Corrosión en Acción” visto anteriormente.

Reabastecimiento del Abrasivo El desgaste del abrasivo crea partículas de tamaño más fino, y la mezcla de operación deseable se mantendrá sólo si la mezcla se reabastece frecuentemente con pequeñas cantidades del abrasivo más grueso usarso en la máquina. El reabastecimiento puede hacerse con un sistema automático de reabastecimiento o manualmente. Si la mezcla se reabastece a mano, agregue el abrasivo en pequeñas cantidades para evitar perturbar el balance de tamaños en la mezcla. El suministro del abrasivo no debe ser tan escaso, de forma que se requiera agregar drásticamente una gran cantidad de abrasivo, alterando el patrón de la rueda, la velocidad de limpieza, el consumo del abrasivo, o el acabado resultante. El consumo de abrasivo es determinado por el tamaño del abrasivo que está siendo removido por el separador, no por el tamaño de abrasivo comprado. Normalmente la separación es ajustada para retener partículas abrasivas cinco tamaños más pequeño que el tamaño comprado.


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Sistemas de Granalladoras en Taller Los sistemas de granalladoras, equipo, y aplicaciones difieren principalmente en los medios por el cual la pieza de trabajo es transportada a través del soplado y del tipo de abrasivo usado. A pesar de que las combinaciones de tipos de máquinaria y aplicaciones son casi innumerables, hay varias configuraciones básicas generales, que incluyen: Molino giratorio Mesa múltiple Mesa plana, generalmente ha sido reemplazada por las de mesa múltiple y oscilatoria. Mesa oscilatoria. Sistemas de diseño específicos para la limpieza continua a alto volumen de placas de acero, vigas fabricadas, rodillos, varillas, tuberías, etc.

Molino Giratorio Estos sistemas normalmente se usan para la limpieza de piezas por lote. Las unidades de las ruedas normalmente están montadas en la parte de arriba del gabinete, y limpian a la pieza conforme giran en el molino. Se encuentran disponibles diferentes tamaños de máquinas para manejar desde 0.06 m3 (2 ft3) hasta 2.8 m3 (100 ft3) de piezas por carga. La limpieza y descarapelado de piezas fundidas, forjadas y tratadas térmicamente son aplicaciones comunes. La limpieza por lote normalmente requiere sólo de 5 a 10 minutos, dependiendo del tipo de trabajo. El uso de perdigones de acero y granalla es los más común.

Mesas Múltiples Las máquinas multimesa tienen una serie de mesas de trabajo giratorias independientes montadas en una plataforma giratoria o “de araña”. Las mesas individuales giran conforme se mueven debajo de la rueda de proyección de abrasivo. Diferentes modelos están disponibles con diferente diámetro y número de mesas, dependiendo del tamaño de la


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pieza que se va a limpiar. Normalmente se usan las multimesas para piezas relativamente planas o frágiles, que no soportan la acción del sistema de revolcadero.

Figura 4.9: Mesa Múltiple

Mesa Oscilatoria Este equipo ofrece un alto grado de flexibilidad en el manejo de la pieza de trabajo y puede acomodar piezas muy grandes y pesadas de hasta 9,000 kg (10 toneladas). La mesa de trabajo, que está girando bajo la proyección de abrasivos de una o más ruedas, deja de oscilar cuando se abre la puerta, haciéndola accesible para la carga y descarga con montacargas, poleas, grúas, etc. Los modelos disponibles varían en tamaño desde 1.2 m (4 pies) a 3.0 m (10 pies) de diámetro. El diseño de “doble puerta” permite que mientras una carga se esté limpiando, la otra mesa de trabajo se recarga para una limpieza de producción casi continua.


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Figura 4.10: Mesa Oscilatoria

Sistemas de Diseño Específico Existe una gran variedad de máquinas semiestándar y de automatizado especial como las de ganchos giratorios, monorrieles, martilleo, transportadores de rodillos rectos y angulados, carritos de desplazamiento de piezas y molinos giratorios continuos.

Figura 4.11: Sistema Diseñado para Vigas en Forma de I Algunas de las máquinas más grandes construidas se usan para limpiar grandes secciones de barcos. Uno de estos diseños utiliza 40 ruedas centrífugas que impulsan un total de cerca de 13,600 kg (30,000 libras) de abrasivo por minuto.



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Los vagones de ferrocarril se limpian en espacios cerrados, durante su construcción, así como durante su restauración y repintado. La limpieza en tales casos se realiza con hasta veinte unidades de ruedas centrifugas.

Figura 4.12: Sistema Diseñado para Vagones

Los sistemas automatizados están disponibles para todo tipo de barras recién fabricadas (en caliente), varillas y alambrón, láminas de acero recién fabricadas (en caliente), placas y estructuras, y para componentes fabricados y soldaduras que se recubrirán. Los sistemas transportadores de 4 ruedas usualmente se utilizan para la limpieza de placas prefabricadas y estructuras en forma de rodillos. Las máquinas más grandes, las cuales varían en el sistema transportador de la pieza y generalmente usan ocho ruedas, pueden usarse para la limpieza de piezas post fabricadas como vigas, tirantes y muchas otras piezas estructurales grandes. En estas máquinas, lotes de pequeñas piezas, como escuadras de soporte, soldaduras, etc., son a menudo cargadas en canastillas que se ponen en las bandas transportadoras, o en una máquina más grande, quizás suspendidas con ganchos, de forma que formas variadas y numerosas de piezas de trabajo se puedan limpiar. Las piezas más grandes se pueden colgar en soportes especiales y limpiarse por lotes.

Sistema de Granalladora Portátil El equipo portátil permite la limpieza en el sitio de trabajo durante la construcción y mantenimiento superficies de acero, concreto, madera, los cuales incluyen:


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Cubiertas, costados y fondos de barcos Tanques de almacenamiento Pisos de concreto Cubiertas de puentes y carreteras En estos sistemas el abrasivo es reciclado, y el material removido de la superficie y el polvo generado por el sopleteado se recoge para su subsecuente disposición.

Figura 4.13: Unidad Portátil de Granalladora

Figura 4.14: Granalladora Portátil



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Inspección de la Granalladora Limpieza Previa La nieve, hielo y agua se retiran de las piezas de trabajo antes de la limpieza por granalladora. Así como, aceite, grasa, y suciedad también deben retirarse de las piezas, antes del sopleteado para prevenir la contaminación del abrasivo.

Pruebas Adicionales Se realizan pruebas de patrón de anclaje, contaminación y residuo de abrasivo, de la misma forma como para la limpieza de acero con aire o con abrasivo, de arena u otros abrasivos. Esta información puede encontrarse en el material del Nivel 1.

OJO!!! Falta segunda tabla: pag. 21 en version ingles



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Pruebas para Contaminación de Aceite y Grasa en Abrasivos Metálicos A menudo el sopleteado centrífugo se realiza en base a un contrato por operadores que sopletean y aplican primarios para varios clientes. En estos casos, los objetos a limpiar no siempre se inspeccionan rigurosamente para que se encuentran libres de grasa y aceite antes del sopleteado. Esto puede causar que el abrasivo se contamine con aceite o grasa. Debido a que el aceite se esparce como una película delgada sobre el abrasivo metálico, éste se adherirá a la superficie de metal y no podrá detectarse con el Ensayo de Vaso.

Procedimiento de Prueba Es necesario una prueba con solvente para quitar la película delgada de aceite o grasa de la superficie de abrasivo. Una muestra representativa del abrasivo de aproximadamente 0.23 kg (1/2 libra) se pone en un vaso limpio o recipiente de metal. El abrasivo se cubre con un solvente de hidrocarburo clorado, 1.1.1.tricloroetanol (NO tricloroetileno). Este es el mejor solvente para aceite o grasa, y tiene una velocidad de evaporación rápida, lo cual es importante. Este solvente se usa para lavar en seco la ropa y se vende como un solvente quita manchas. Algunas veces se vende diluido con esencias minerales que retardan la evaporación. Después de que el solvente ha estado en el contacto con el abrasivo durante tres a cuatro minutos, debe decantarse en un recipiente limpio y poco profundo, como un plato plano; esto da un a mayor área de evaporación. Si el abrasivo metálico está contaminado con oxido finamente disperso, etc., puede ser necesario filtrar el solvente durante el proceso de decantación pasándolo a través de una toalla de papel u otro papel filtro. El solvente debe permanecer en el recipiente hasta que el volumen residual esté por debajo de aproximadamente 7 a 8 ml (0.25 a 0.27 fl. oz).

_______ __________________________ 1 1.1.1 Tricloroetano es el nombre correcto para este líquido de acuerdo a IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), que tiene una fórmula de CH3CCl3. Es el único solvente de hidrocarburo clorado considerado seguro para uso normal.



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El líquido remanente deberá verterse en una superficie de vidrio limpia (un espejo es mejor). En un corto período de tiempo, todo el solvente deberá evaporarse y el aceite o grasa se verá como un depósito residual sobre la superficie del espejo. Prueba de Control Antes de realizar esta prueba, es muy importante el realizar una prueba “Control” al solvente. Esto significa realizar la prueba sin abrasivo y permitir que el solvente reduzca su volumen (se evapore) antes de verterlo en el espejo. Precaución: Al realizar esta prueba “control”, NO es aceptable probar sólo unas gotas del solvente. ¡El solvente debe reducirse su volumen por evaporación!


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Chorro de Agua

Nivel 2 Capítulo 5 Chorro de Agua

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, 2004Enero, 2007

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Chorro de Agua (Waterjetting) Introducción La limpieza con abrasivo en seco es uno de los métodos más usados en la preparación de la superficie debido a: Es rápido y barato; y Muchos usuarios de recubrimientos quieren ver un grabado definido o perfil superficial definido.

Figura 5.1: Limpieza con Abrasivo en Seco Inicialmente, las normas para la preparación de la superficie fueron escritas, y los estandares visuales adoptados, basándose en la arena como el abrasivo. Normas visuales auxiliares han sido basadas en el uso de:


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Otros no-metálicos, como el granate, escorias de cobre, níquel o carbón, o arena de olivino. Los metálicos, incluyendo los perdigones de acero, granalla de acero, o una combinación de los ambos. Existen algunos problemas asociados con la limpieza con abrasivo en seco. En el caso de la arena, causa problemas de salud como silicosis por la respiración de la sílica. En general cuando limpiando con abrasivos, las partículas de abrasivo volantes y el polvo circundante pueden dañar al equipo giratorio sensible y bloquear filtros, dañando instrumentos y dispositivos de medición, o contaminando el ambiente.

Figura 5.2: Polvo Abrasivo en el Aire Limpieza con abrasivo en seco también puede atrapar contaminantes en la superficie del sustrato que se está limpiando. Las regulaciones gubernamentales actuales requieren cierto equipo de seguridad el cual incluye respiradores para los trabajadores en aire libre cerca de una operación de limpieza con abrasivo y, en el caso de eliminación de plomo, se requiere un confinamiento total. Bajo la influencia continua de las regulaciones gubernamentales, la industria de recubrimientos está trabajando para el desarrollo de métodos para la preparación de superficies sensibles al medioambiente y fáciles de usar. En los años más recientes, se ha encontrado que el uso del chorro de agua es un método viable de preparación de la superficie. Como resultado, NACE y SSPC han desarrollado y publicado una norma en conjunto para preparación de superficies, NACE No. 5/SSPC-SP 12, Preparación de Superficie y Limpieza de Metales con Chorro de agua Previo al Recubrimiento.


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Esta norma se revisó en julio del 2002. El comité que esbozó la norma ha preparado las normas visuales para superficies de acero preparadas con una limpieza con chorro de agua a alta y ultra-alta presión. Estas normas visuales están disponibles como NACE VIS 7/SSPC-VIS 4, Guía y Referencia Fotografíca para la Preparación de Superficie de Acero por Chorro de Agua. Mucha de la información presentada aquí está resumida en el documento de la norma revisada, NACE No. 5/SSPC-SP 12. Esta norma proporciona fotografías a color para varios grados de preparación de la superficie en función de la condición inicial del acero. Es necesario usar el último volumen de fotografías de referencia.

Definición de Chorro de Agua El chorro de agua (waterjetting) es el uso de una corriente de agua de alta presión para desprender recubrimientos existentes y para limpiar superficies. Este método tiene ciertas ventajas sobre la limpieza con abrasivo en seco, especialmente en lo que respecta a la seguridad y a la calidad del aire del trabajador. Con el chorro de agua, los requisitos respiratorios pueden ser menos exigentes que aquéllos para otros métodos de preparación de la superficie.

Figura 5.3: Operación del Chorro de Agua sobre una Superficie de Acero – Note el Equipo de Protección Personal El chorro de agua usa sólo agua, sin la adición de partículas sólidas como arena o granate en la corriente de agua, con presiones de operación hasta


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de 414 MPa (60,000 psig). Sin embargo, con el continuo desarrollo de la tecnología y equipos, ya es posible usar mayores presiones de operación. Este método de limpieza es particularmente adecuado para la industria de procesos, plantas de electricidad, y otras plantas dónde los recubrimientos de alto rendimiento requieren grandes superficies de preparación y/ó descontaminación superficial, y se usa ampliamente en la industria marina para remover el crecimiento marino y preparación de interiores de tanques de almacenamiento. El chorro de agua es eficaz para remover: Aceite y grasa de las superficies Oxido Salpicaduras de concreto (shotcrete) Recubrimientos existentes cantidades dañinas de contaminantes solubles en agua que no pueden removerse por limpieza con abrasivos, sobre todo en el fondo de picaduras, grietas, fisuras y cráteres en substratos metálicos corroídos como el acero.

Figura 5.4: Chorro de Agua sobre un Tanque El chorro de agua no produce un perfil o grabado como lo hace la limpieza con abrasivo; más bien, expone el perfil de superficie original. Por lo tanto, el chorro de agua generalmente se usa en proyectos de recubrimiento y revestimiento donde los substratos tienen un perfil pre-existente adecuado.


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Para ser un medio de limpieza efectivo, el agua utilizada para el chorro de agua debe ser pura, para que no contamine al limpiar la superficie. Para evitar el daño al equipo, el agua debe estar libre de partículas sólidas y de sedimentos. Por ejemplo, el agua potable usada para un equipo de chorro de agua de capacidad de 240 MPa (35,000 psig) es generalmente filtrada usando filtros de 5µm o más pequeños.

Para apreciar bien al chorro de agua como un método de preparación de la superficie y para aquéllos usando la nueva Norma de NACE/SSPC, es necesario introducir algunas definiciones y descripciones para la limpieza de la superficie.

Definiciones El chorro de agua (WJ) es el uso de un chorro de agua proyectada desde una boquilla a presiones de 70 MPa [10,000 psig] o mayores para preparar una superficie que se va a recubrir o a inspeccionar. El chorro de agua usa un flujo presurizado de agua con una velocidad mayor a 340 m/s (1,100 pies/s) cuando sale del orificio. El chorro de agua no produce un grabado o perfil de la magnitud reconocida por la industria de recubrimientos. Más bien, expone el perfil original de la superficie limpiada con abrasivo, si es que ésta existe.

Limpieza con agua (WC): usa una descarga de agua presurizada desde una boquilla para remover la materia no deseada de una superficie.

Agua Estandar Utilizada: Agua con suficiente pureza y calidad para no agregar contaminantes adicionales a la superficie que se va a limpiar y que no contenga sedimentos u otras impurezas que son destructivas para el funcionamiento adecuado del equipo de chorro de agua. Al comparar el lavado con agua con el chorro de agua, se aplican estas definiciones:


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Limpieza con Agua a Baja Presión (LP WC): Limpieza realizada a presiones debajo de 34 MPa (5000 psig). Esto se conoce también como "lavado a potencia" o "lavado a presión". Limpieza con Agua a Alta Presión (HP WC): Limpieza realizada a presiones de 34 a 70 MPa (5000 a 10,000 psig). Chorro de Agua a Alta Presión (HP WJ): Chorro de agua realizado a presiones de 70 a 210 MPa (10,000 a 30,000 psig). Chorro de Agua a Ultra Alta-Presión (UHP WJ): Chorro de agua realizado a presiones mayores a 210 MPa (30,000 psig). Contaminantes No-Visibles (NV): Es la presencia de materia orgánica, tal como películas muy delgadas de aceite y grasa, y/o iones solubles como cloruros, sales ferrosas, y sulfatos que permanecen en el substrato después de la limpieza. Limpieza Visible de la Superficie (VC): Es la condición visible del substrato, cuando se observa después de la limpieza sin amplificación. La superficie entera que se va a preparada para recubrirse, se sujetará al método de limpieza. Las condiciones de limpieza de superficie con el chorro de agua se definen en cuanto a: Contaminantes visibles: WJ-l a WJ-4 Contaminantes no-visibles: NV-l a NV-3 No sería apropiado o exacto intentar hacer una correlación directa entre las normas para la limpieza con abrasivo en seco y las capacidades y resultados del chorro de agua. Las Normas conjuntas NACE/SSPC para la limpieza por sopleteado con abrasivo están completas y definen claramente las condiciones superficiales que se tienen que alcanzar. Sin embargo, al escribir las especificaciones para preparación superficial con chorro de agua, el especificador debe usar una de las definiciones visuales de preparación de superficie (WJ-l a WJ-4) y una de las definiciones no visuales de preparación de superficie (NV-l a NV-3) para especificar el grado de materia superficial visible y no visible que tiene que ser removida. Las fotografías pueden especificarse para complementar la definición escrita. En cualquier conflicto, las normas escritas serán precedente sobre las referencias fotográficas visuales o normas visuales como la NACE VIS 7/SSPC-VIS 4.


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Un ejemplo de una aseveración de la especificación sería: “Todas las superficies a recubrir deberán limpiarse de acuerdo a con la norma NACE No.5/SSPC-SP 12 WJ-2/NV-1. El método HP WJ o UHP WJ finalmente seleccionado por el contratista deberá basarse en su confianza en las capacidades del equipo y de sus componentes.” El especificador y contratista deben estar de acuerdo en el método de prueba usado para determinar la cantidad de contaminantes no visibles; y obviamente, el fabricante de los recubrimientos debe ser consultado para determinar la tolerancia del recubrimiento a las condiciones de la superficie después de la limpieza con chorro de agua, correspondiente con las condiciones en servicio. Las siguientes tablas son reproducidas a partir de la norma conjunta NACE No. 5/SSPC-SP 12.


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Tabla 1 Definiciones para la Preparación Visual de la Superficie Términos Descripción de la Superficie WJ-l Una superficie WJ-1 deberá limpiarse hasta lograr un acabado, el cual, Limpieza a al observarse sin amplificación, esté libre de todo óxido visible, Sustrato suciedad, recubrimientos previos, calamina o materia extraña. Puede Desnudo. observarse decoloración de la superficie. (A,B,C) WJ-2 Una superficie WJ-2 deberá limpiarse hasta lograr un acabado mate Limpieza muy (opaco, jaspeado) el cual, cuando se observe sin amplificación, este Completa libre de todo rastro visible de grasa, aceite, tierra y óxido, excepto por o Sustancial algunas manchas de óxido dispersas aleatoriamente y recubrimientos delgados fuertemente adheridas, así como materia extraña adherida fuertemente. Las manchas o materia firmemente adherida se limitan a un máximo del 5% de la superficie. (A,B,C) WJ- 3 Una superficie WJ-3 deberá limpiarse hasta lograr un acabado mate Limpieza (opaco, jaspeado) el cual, cuando se observe sin amplificación, estará Completa libre de todo rastro visible de grasa, aceite, tierra y óxido excepto por algunas manchas de óxido dispersas aleatoriamente y recubrimientos delgados fuertemente adheridas, así como materia extraña adherida fuertemente. Las manchas o materia firmemente adherida se limitan a un máximo de 33% de la superficie. (A,B,C) WJ-4 Una superficie WJ-4 2 deberá limpiarse hasta lograr un acabado, el Limpieza cual, cuando se observe sin amplificación, estará libre de todo rastro Ligera visible de grasa, aceite, tierra, polvo, calamina suelta, óxido suelto y recubrimiento suelto. Cualquier material residual estará fuertemente adherida. (C) (A)

OBSERVACIÓN: Superficies limpiadas por LP WC, HP WC, HP WJ, o UHP WJ no exhiben el color de una superficie de acero limpiada en seco con abrasivo. Después del chorro de agua, el color acabado mate de la superficie de acero limpia inmediatamente cambia a un color dorado a menos que se use un inhibidor o controles ambientales. En superficies de acero viejas que tienen áreas de recubrimiento y áreas libres de recubrimiento, el color acabado mate varía, incluso aunque todo el material visible de la superficie ha sido removido. Las variaciones del color en el acero pueden variar desde un gris claro hasta un café oscuro o negro. Las superficies de acero muestran variaciones en la textura, sombreado, color, tono, picaduras, y calamina que deben ser consideradas durante el proceso de limpieza. Las variaciones aceptables en apariencia que no afecten la limpieza de la superficie incluyen variaciones causadas por el tipo de acero u otros metales, condición de la superficie original, espesor del acero, metal usado para soldaduras, marcas de fabricación, tratamiento térmico, zonas afectadas por el calor, y diferencias en la limpieza inicial con abrasivo o en el patrón de limpieza del chorro de agua. La decoloración gris o café a negro vista en acero corroído o con picaduras después de la limpieza con chorro de agua no puede ser removida usando de nuevo el chorro de agua. Una decoloración de café a negro de óxido férrico puede permanecer como una película delgada fuertemente adherida sobre acero corroído y con picaduras y no se considerada parte del porcentaje de la decoloración. (B)

El chorro de agua a presiones que exceden más de 240 MPa (35,000 psig) son capaces de remover calamina fuertemente adherida, pero las velocidades de producción no son viables económicamente. (C)

Calamina, óxido, y recubrimiento se consideran adheridos fuertemente sino se pueden remover con una espátula de yeso desafilada. (Vea NACE No. 4/SSPC-SP 7).


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Términos No Oxidación Ligero (L)

Moderado (M)

Fuerte (H)

Tabla 2 Definiciones de Superficies Oxidadas Descripción de la Superficie Una superficie de acero que, cuando se observa sin amplificación, no exhibe ningún óxido visible. Una superficie que, cuando se observa sin amplificación, exhibe cantidades pequeñas de una capa de óxido amarillocafé, en la cual se puede observar el sustrato de acero. El óxido o decoloración puede estar distribuida uniformemente o presente por zonas, pero está bien adherida y no se quita fácilmente con un paño pasado ligeramente sobre la superficie. Una superficie que, cuando se observa sin amplificación, exhibe una capa de óxido amarillo-café que obscurece la superficie original del acero. La capa de óxido puede estar incluso distribuida uniformemente o presente por zonas, pero está razonablemente bien adherida y deja marcas ligeras en un paño pasado ligeramente sobre la superficie. Una superficie que, cuando se observa sin amplificación, exhibe una capa pesada de óxido rojo-castaño que esconde completamente la condición inicial de la superficie. El óxido puede estar incluso distribuido uniformemente o presente en zonas, pero el óxido que está ligeramente adherido, fácilmente se desprende dejando marcas significantes en un trapo que pasa la superficie ligeramente.

Tabla 3 Descripción de Definiciones de Limpieza Superficial No-Visible (NV)

Términos

Descripción de Superficie

NV-l

Una superficie NV-1 debe estar libre de niveles detectables de contaminantes solubles, cuando se verifique mediante análisis de campo o laboratorio usando métodos confiables y reproducibles. Una superficie NV-2 deberá tener menos de 7 g/cm2 (0.0007 g/plg2) de cloruros, menos de 10 g/cm2 (0.001 g/plg2) de iones ferrosos solubles, o menos de 17 g/cm2 (0.0017 g/plg2) de sulfatos, determinados por análisis de campo o laboratorio usando métodos confiables y reproducibles. Una superficie NV-3 deberá tener menos de 50 g/cm2 (0.005 g/plg2) de cloruros o sulfatos, determinados por análisis de campo o laboratorio usando métodos confiables y reproducibles.

NV-2

NV-3


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Hay procedimientos de prueba recomendados para la extracción y análisis de sales ferrosas solubles, cloruros, y sulfatos contaminantes de superficies a limpiar y/o a recubrir. En el transcurso de la semana, se discutirán ciertos métodos de pruebas para determinar la presencia y la cuantificación de sales ferrosas solubles y cloruros.

El inspector de recubrimientos deberá obtener, leer, y comprender todos los requisitos de las normas cuando se le requiera para inspeccionar la preparación de la superficie realizada por el chorro de agua.

Equipo y Operación del Chorro de Agua

Figura 5.5: Unidad de Chorro de Agua

Introducción La unidad comercial de chorro de agua puede ser montada sobre una plataforma, remolque, o camión y usualmente consiste de bombas, mangueras, unidad motora (diesel, electricidad, etc.), y varias herramientas tales como pistolas, boquillas, lancetas, etc.


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Figura 5.6: Unidad de Chorro de Agua Montada sobre un Camión Mangueras Las mangueras (de alta presión), conexiones de la manguera y el resto del equipo, incluso la válvula de control de la boquilla, lancetas, y boquilla, deben tener una resistencia mínima de 2.5 veces la capacidad de su máxima resistencia de operación. La manguera de alta presión se ajusta con un dispositivo de seguridad conocido como whiplock el cual consiste de un cable o alambre corto anillado en los extremos de las dos mangueras conectadas con una unión. El whiplock se diseña para prevenir que los extremos de la manguera se enreden si la unión se rompe.

Figura 5.7: Pistola de Chorro de Agua con Boquilla La sección de la manguera cercana a la pistola se ajusta con un protector de manguera, pequeño y de uso rudo colocado sobre la manguera de alta presión para dar protección instantánea si la manguera se rompe. El protector de manguera puede usarse sobre las conexiones de la manguera Esta protección, sin embargo, no formará una barrera permanente al flujo de agua desde una manguera dañada o de un conector roto.


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Figura 5.8: Pistola Manual de Chorro de Agua

Figura 5.9: Pistola de Chorro de Agua (Doble-Mano)

Figura 5.10: Unidad de Manguera y Boquilla del Chorro de Agua


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Figura 5.11: Chorro de Agua Bajo el Agua

Figura 5:12: Pistola y Boquilla de Chorro de Agua con Protección de Manguera

Una manguera aparte de malla de acero es usada por un sistema operado por aire y a prueba de fallas, y está diseñada para prevenir que el sistema de seguridad se active accidentalmente por alguien que se tropiece, o corra sobre ella. Herramientas Las herramientas se pueden sostener con la mano o montadas sobre un robot. El agua puede impulsarse a través de un chorro sencillo, un chorro en forma de abanico, ó múltiples chorros giratorios. Los chorros se rotan por pequeños motores de aire, eléctricos o hidráulicos, incluso pueden ser


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rotados por los orificios ligeramente inclinados de una boquilla de orificios múltiples.

Figura 5.13: Puntas Típicas del Equipo de Chorro de Agua El chorro de agua se produce por orificios o puntas que vienen en diferentes formas. Los chorros de forma redonda son los más comunes, pero se dispone de otras formas. Un buen chorro de forma redonda se puede producir con 240 MPa (35,000 psig). Las puntas pueden diseñarse para producir chorros múltiples de agua que normalmente están girando para conseguir la mayor remoción posible. Los chorros de forma redonda son cortadores, y los chorros de abanico son talladores y/o empujadores. Normalmente se usan puntas de boquilla intercambiables para producir los flujos deseados. Una velocidad de flujo de agua típica es de 4 a 53 L/min (1 a 14 gal/min).

Figura 5.14: Operación del Chorro de Agua en Aspa

Las máquinas envían una corriente concentrada de agua a través de una manguera y boquillas a presiones de 70 a 414 MPa (10,000 a 60,000 psig); sin embargo, con la tecnología actual, las presiones más prácticas son de 70 a 240 MPa (10,000 a 35,000 psig). En algunos casos, se pueden usar presiones más bajas. Generalmente, si se usa una ultra alta presión con un


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volumen reducido de agua se producirá menos impacto de empuje por la propia presión del agua y por lo tanto, menos fatiga para el operador. Los resultados por el uso de HP WJ y UHP WJ no son necesariamente similares. Por ejemplo, no se pueden remover aceite y grasa de las superficies usando el HP WJ a 70 MPa (10,000 psig), pero podrían removerse completamente con el UHP WJ a 210 MPa (30,000 psig). El ángulo de la boquilla y su distancia a la superficie a limpiar se determina por el tipo de materia a eliminar y el tipo de equipo (HP WJ o UHP WJ) usado. Aunque la distancia de la boquilla a la superficie puede variar de 0.6 a 1 m (2 a 3 pies), típicamente la boquilla deberá mantenerse de 5 a 25 cm (2 a 10 pulg) de la superficie. En algunos casos con UHP WJ, de la distancia de la boquilla de la superficie deberá ser de sólo 6 a 13 mm (0.25 a 0.5 pulgadas). Cuando se remuevan laminaciones pesadas de óxido o recubrimientos preexistentes, la boquilla deberá mantenerse a 5 cm (2 pulg) de la superficie, casi perpendicular (90 grados) de la superficie. Para mejores resultados cuando se remueva mastique, la boquilla deberá mantenerse a 45 grados respecto a la superficie.

Personal para el Equipo del Chorro de Agua Generalmente a presiones de trabajo de 28 MPa (4,000 psig) o superiores, el equipo del chorro de agua consiste de: Operador de la boquilla Operador de la bomba Trabajadores u operadores adicionales

El operador de la boquilla controla la operación mientras se aplica el chorro de agua. Él sostiene la pistola y lanceta o manguera de suministro y controla el movimiento y dirección del chorro.

El operador de la bomba supervisa y controla la presión de la bomba durante la operación. Observa al operador de la boquilla todo el tiempo para poder reaccionar si cualquier dificultad surge, o si el operador empieza a mostrar señales de fatiga. El operador de la bomba también supervisa las áreas de trabajo y sus alrededores en caso de que alguien intente entrar a esta zona, o en caso de que surja un peligro potencial.


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En cualquier circunstancia, o como una necesidad, el operador de la bomba puede reducir la presión de la manguera de suministro hasta que la situación sea controlada. El operador debe tener cuidado al reducir rápidamente la presión del sistema; por otra parte el operador de la boquilla puede perder su equilibrio. Dependiendo del tamaño y el alcance del proyecto, se puede requerir a otros operadores o trabajadores para que ayuden a manejar la pistola de chorro de agua si ésta ha sido adaptada con más de una extensión de chorro o si la manguera debe ser llevada a la pieza de trabajo. Si la bomba se encuentra a cierta distancia y fuera del campo de visión del operador de la boquilla, se puede requerir que un miembro del equipo observe la operación del chorro de agua y se comunique con el operador de la boquilla y el operador de la bomba. Un elemento de fatiga del operador, mencionado anteriormente, es el empuje hacia atrás debido a la alta presión del agua. El operador no deberá permitir ningún empuje de más de un tercio de peso corporal durante un tiempo largo. Por ejemplo, un operador que trabaja con un chorro que fluye a 70 MPa (10,000 psig) y 38 Lpm (10 gpm) experimentará una fuerza de empuje de 23 kg (52 libras). En este caso, para operar la boquilla el operador debe pesar al menos 70 kg (156 lbs). Las unidades más recientes operan con menos fuerza de empuje que algunas de las unidades más antiguas.

Figura 5.15: Operador Contrarestando con su Peso la Fuerza de Empuje Hacia Atrás Para minimizar la fatiga del operador y asegurar una operación segura, el operador de boquilla deberá alternar posición con otro operador a intervalos designados, dependiendo del equipo y las presiones utilizados.


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Operaciones Previas al Trabajo Antes de comenzar el trabajo, el equipo de chorro de agua debe asegurarse que: El área de trabajo se limite adecuadamente y se instalen señales de advertencia. El equipo eléctrico se cubra adecuadamente y se proteja del agua. No se permita utilizar conexiones eléctricas que estén en contacto con el agua. Todos los conectores y mangueras deben estar en buen estado (no gastados ni dañados) y adecuadamente calibrados para la presión trabajo a usar. Las boquillas estén abiertas y libres de obstrucciones El sistema completo de mangueras debe estar purgado y el aire ha sido removido del sistema antes de la instalación de las boquillas. El sistema de descarga y control deben funcionar. Los componentes móviles del equipo tales como transportadoras, mezcladores, etc., estén mecánica o eléctricamente deshabilitados y bloqueados incluyendo la determinación de Requisitos de Entrada a Espacios Confinados.

Eficiencia de Operacion Basado en estudios de los ochentas, lo siguiente muestra la eficiencia global la limpieza HP WJ y UHP WJ. A presiones menores a 70 MPa (10,000 psig), se remueve óxido suelto, basuras, materia en picaduras y depresiones, pero permanece el óxido de hierro negro Fe3O4 (magnetita). No se alcanza un acabado mate. A presiones de 70 MPa (10,000 psig), se logra un acabado mate uniforme que rápidamente cambia a un color dorado a no ser que se agregue un inhibidor o se use un deshumidificador. Se remueve al óxido hierro negro, pero tan lentamente que es considerado impráctico. A presiones de 140 MPa (20,000 psig), se obtiene un acabado mate uniforme que rápidamente se torna a un tono dorado a menos que se agregue un inhibidor o se use un deshumidificador. Se remueve el óxido negro, pintura, recubrimientos elastoméricos, esmalte, óxido


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rojo, y revestimientos de polipropileno. Se removerán contaminantes químicos, pero con diferentes grados de efectividad. A presiones de 234 a 248 MPa (34,000 a 36,000 psig), se obtiene un acabado mate uniforme que rápidamente cambia a un color de tono dorado a no ser que se agregue un inhibidor o se use un deshumidificador. Se remueve materia superficial incluyendo gran parte de calamina. Generalmente, se requiere más tiempo para remover calamina fuertemente adherida.

Inspección El inspector de recubrimientos puede ser requerido para supervisar la operación del chorro de agua y evaluar la limpieza de la superficie de acuerdo con las descripciones vistas en la Sección 3 de esta norma conjunta. A diferencia de las normas de NACE/SSPC para limpieza con abrasivo, la cual claramente define la condición superficial que se quieren conseguir, la norma para el chorro de agua describe la limpieza superficial en términos de: Contaminantes visibles como calamina, óxido y recubrimientos viejos. Contaminantes no-visibles como cloruros solubles en agua, sales solubles de hierro y sulfatos. El especificador generalmente debe trabajar estrechamente con el contratista para determinar el método de chorro de agua y los procedimientos de prueba para determinar la cantidad de contaminantes no-visibles. Se debe consultar al fabricante de los recubrimientos para determinar la tolerancia de los recubrimientos candidatos a las condiciones de la superficie después del chorro de agua, conjuntamente con las condiciones del servicio. Estas características deberán ser determinadas en la reunión previa al trabajo, y es esencial que el inspector de recubrimiento se involucre en el proceso de deliberación para evaluar las condiciones logradas de la superficie de acuerdo con los requisitos establecidos. También se podría requerir al inspector para: Realizar pruebas específicas para la determinación de la cantidad de contaminantes no-visibles. Monitorear la limpieza de zona donde se realizara el chorro de agua


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Asegurar que el agua utilizada en la operación de chorro de agua se colecte, trate o se disponga de ella acorde a las regulaciones aplicables. Documentar cuidadosamente (con fotografías, si es necesario) cada fase de la operación del chorro de agua.

Seguridad La norma conjunta NACE No. 5/SSPC-SP 12 establece que “todo trabajo debe ser realizado de acuerdo a las reglas de seguridad y salud, y las regulaciones ambientales que apliquen”. De manera práctica, todo el personal involucrado con la operación de chorro de agua, lavado y limpieza debe obtener, estudiar, y familiarizarse con todos los procedimientos de regulación y seguridad que apliquen. La unidad de chorro de agua deberá tener una válvula de seguridad de control de presión (válvula de estrangulamiento), la cual inmediatamente interrumpirá el flujo de agua cuando el operador libere el disparador. (Observación: Esto es similar a la válvula de estrangulamiento en una manguera típica de soplado con abrasivo.) El operador puede usar una válvula de seguridad controlada con el pie para manejar el flujo del agua hacia la pistola. Las consideraciones de seguridad requieren el uso de un operador bien entrenado para usar el equipo de chorro de agua. Al operar el equipo, el operador llevará protectores auditivos, careta, impermeable, guantes y debe tener una postura firme. La plataforma debe estabilizarse cuando se usen los andamios móviles, hamacas y aparejo similar

Figura 5.16: Válvula de Seguridad Operada con el Pie


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Figura 5.17: Operador con Ropa Protectora Todo el personal debe usar: Protección en la cabeza con careta completa Protección ocular, como goggles con protección a los lados Protección auditiva: tapones, cubre-orejas, etc., Protección en el cuerpo, como impermeable o trajes químicamente resistentes (si se requiere). Protección para las manos como guantes recubiertos de plástico, hule o reforzados con malla metálica. Calzado protector como botas con casquillos y protectores para los metatarsos Respiradores cuando se requiera, que incluyan caretas completas con suministro de aire.

Asistencia Durante el Trabajo Un asistente estará presente para monitorear la seguridad y condiciones funcionales cuando la unidad del chorro de agua esté en operación.

Tarjeta de Alerta Médica Las lesiones causadas por el chorro de agua o el equipo de limpieza con agua pueden ser de vida o muerte. Cada operador debe portar una tarjeta


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de alerta médica para presentar al personal médico antes de cualquier tratamiento. La tarjeta debe contener la siguiente información: "Esta persona ha estado trabajando con chorro de agua a presiones hasta de 414 MPa (60,000 psig) y/o una velocidad de inyección de agua de hasta 870 m/s (2,850 pie/s). Personas lesionadas por el contacto directo con agua de alta o ultra alta presión típicamente experimentan infecciones inusuales causadas por los organismos microaerofílicos. Podría haber patógenos gram-negativos, como aquéllos encontrados en alcantarillados. Antes de administrar el tratamiento, el médico que atiende debería inmediatamente contactar a un centro de control infeccioso local para la información apropiada."

Chorro de Agua - El Futuro En áreas industriales tales como plantas químicas donde la limpieza con abrasivo está prohibida, el chorro de agua ha encontrado una amplia aceptación como un método viable de preparación superficial. La técnicas experimentales de chorro de agua tipo UHP se están realizando en la industria marina. Los barcos que entran al puerto, de manera rutinaria, se limpian de posible contaminación de animales y vegetación marina, después son inspeccionadas y reparadas en caso de ser necesario, y el chorro de agua tipo UHP se usa con agua caliente (82°C [180°F]) des-ionizada para quitar recubrimientos viejos. Después, el casco de la nave se repinta y se le aplica un recubrimiento de acabado con una pintura anti-fouling. Este procedimiento da como resultado una superficie virtualmente libre de todo contaminante no-visible, pero desarrolla un recubrimiento muy delgado de óxido. Casi inmediatamente después de haberse limpiado, el casco del barco puede pintarse sin mayor tratamiento para remover a la capa ligera de óxido. La norma para la preparación de la superficie de concreto es NACE No. 6/SSPC-SP 13 en la cual el chorro de agua se discute como un método viable para preparar el concreto para recubrirlo. El concreto representa un gran parte de la superficie en ambientes industriales. El chorro de agua está siendo ampliamente usado para limpiar y preparar esas superficies de concreto que se tienen que recubrir. El chorro de agua que se usa para limpiar y preparar el acero y el concreto, también se usa para cortar y pulir acero en ciertos ambientes.


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Figura 5.18: Biselado de un Ducto con la Unidad de Chorro de Agua

El chorro de agua puede ser un proceso complejo; sin embargo, su futuro es muy prometedor, particularmente en la planta industrial. El inspector de recubrimientos de hoy en día, está acostumbrado a trabajar con las normas y procedimientos para la limpieza del acero con abrasivo, y debería aprovechar la información actual sobre el procedimiento del chorro de agua para la preparación de la superficie (y limpieza). En algún punto, el inspector podrá ser requerido para supervisar parte o toda la operación de limpieza por chorro de agua.


Preguntas de Auto-Estudio

Nivel 2 Capítulo 6 Preguntas de Auto-Estudio

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, 2004 Enero, 2007

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Capítulo 1- Introducción 1. Al concluir satisfactoriamente el Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2, el alumno debería de __________ todas las _______ listadas en Nivel 1. 2. Solo después de haber concluido exitosamente el Programa de Inspector de Recubrimientos _______ y ________ además del ______de _______de________, puede el participante ser un ___________ de____________ __________ por ______. 3. La _______________ de la certificación debe realizarse cada ______ años. 4. El inspector es responsable de: a. Su propio ______________ b. El _________ de su propio _____________. 5. La especificación del recubrimiento se basa en los siguientes elementos: a. __________________

de trabajo

b. Selección de ________________ c. Preparación de ________________ d. _______________________________ e. ___________________________ f.

_____________________________________

6. El alcance puede incluir la ___________________________del proyecto 7. La selección de los materiales puede incluir los sistemas de ______________ y _____________ aprobados. 8. La preparación de la superficie puede incluir las normas de __________ y los requisitos________________. 9. La aplicación puede incluir una sección sobre la_________________, los métodos ___________, mano de obra y limitaciones ________________, ademas de un programa de trabajo. 10. La inspección (___________de_______ ) puede incluir las normas y ___________________ de____________________. 11. El inspector no debe dejar la reunión previa al trabajo sin un __________________ ____________________ de:



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a. La_______________________ b. Su ___________________________ en el ____________ c. Sus ___________________________ durante el _____________ 12. El patrón de anclaje o ________de_________ depende en gran parte del recubrimiento seleccionado. 13. La temperatura de punto de rocío generalmente se determina usando un __________ _____________ y tablas ____________ .

Capítulo 3- Deshumidificación 1. La deshumidificación se define como la eliminación de _________de ___________ del aire para _______________la temperatura de punto de rocío. 2. La humedad y la temperatura tienen un impacto sobre la __________de __________ y las ______________ de _______________. 3. Los ____________en la ______________ pueden absorber humedad del aire y ______________ sobre la superficie en una capa delgada de ______________ . 4. El aire_____________ puede retener o _________ más vapor de agua que el aire _____. 5. ___________ el aire no cambia el contenido de __________, el cual es una cantidad de ________, pero si, __________ su capacidad de __________ _____ vapor de agua; y así ____________ la humedad relativa. 6. __________ el aire __________ su capacidad de _________ vapor de agua y asi, ______________ su humedad relativa. 7. La mayoría de los recubrimientos ______ se puede _________ cuando la _________ ___________ es mayor al ______ %. 8. El aire junto al acero es conocido como la ________ _____________. 9. Existen dos maneras de _________ la humedad relativa de la capa límite: a. Incrementar la __________________de la _________________; b. Reducir el contenido de ____________ por la ___________________. 10. A menudo se usa la ____________ en ___________ con deshumidificadores de ____________ y _____________. 11. Los desecantes son sustancias que naturalmente tienen una ________ _____ para el agua. 12. La mayoría de los desecantes son sólidos en su estado _________, aunque hay algunos desecantes ________, tal como el _________ ___________ común.



6: 3

13. Los desecantes en ________ ________ se llaman desecantes ____________. 14. Para el contratista, los beneficios de la deshumidificacion son: a. Los trabajadores pueden comenzar más ________ y terminar más _______. b. La ____________ de _____________ ___________ _______________por la operación de limpieza con abrasivo puede ___________ c. Intervalos extendidos para ___________ pueden ser __________. 15. Solventes típicos usados para recubrimientos son mas ________ que el_______, y tienden a ____________en el _______ de una estructura, tanque, etc.,

Capítulo 4 Limpieza por Fuerza Centrífuga (Granalladora) 1.

Algunos elementos básicos del sistema de granalladora son: a. b.

Un sistema que ______________el abrasivo El _____________ de la granalladora

c. La rueda que ________ el abrasivo. 2. Una __________________ limpia ________cuando hay un _________ de _________de ____________. 3. Una ventaja de granallar (limpieza por fuerza centrifuga) es que se __________ ___________el abrasivo. 4. La mayoría de las unidades de rueda se diseñan para trabajar a ______________ _______________. 5. El área donde la limpieza con abrasivo se ______________ se llama zona caliente. 6. El desgaste sobre el _______del _________ y las ________ afecta la _______ y el ___________ de la _______ __________. 7. El _________ de acero puede ser el mejor abrasivo para la _________ con ________, __________, o ____________ el abrasivo disponible. 8. La ________ de acero es el mejor para __________; es decir, para crear un ________ de _________ antes de _________ o__________. 9. El equipo portátil de limpieza por fuerza centrífuga permite una operación de agranallado _____ _________ durante la ___________ y el ___________ de superficies de __________, ____________, y ___________, que pueden incluir: a. Cubiertas, _________, ____________ de barcos. b. ___________ de almacenamiento c. ___________ de concreto



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d. Autopistas y _________ en _________. 10. En la limpieza por fuerza centrífuga, el _________ ______ del equipo de taller relativamente alto. 11. Con la rueda de la granalladora, tan poco como el ______% de desalineamiento de la _______ del patrón puede ___________la ________ de la limpieza por un _____% o más. 12. La ________________________ de la rueda de la granalladora depende de muchos factores que incluyen: a. La mezcla de abrasivo durante la ____________ b. El _______________ del abrasivo. c. La _______________ del abrasivo _________ de la __________ . d. La __________y_________ del abrasivo ____________. e. La condición de las piezas de __________.

Capítulo 5- Chorro de Agua 1.

La Norma conjunta NACE No. 5/SSPC-SP 12 es para _______de _______ y___________ de__________por _________de _____________ antes de ______________.

2. La norma NACE VIS 7/SSPC-VIS 4 proporciona _______ de ________ para los varios grados de _______ de ________como una función de la ________ ______del acero. 3. EL chorro de agua es el uso de un flujo de agua de _____ ______ para limpiar los _______ _______ y para _______ _________. 4. El chorro de agua usa ________ _________, sin agregar ________ _______, como por ejemplo ________ o ________ dentro del _____ del ______. 5.

La limpieza con agua a baja presión se realiza con presiones menores de __________ (34 MPa).

6.

El chorro de agua con ultra-alta presión se realiza con presiones superiores a ____________ (210 MPa).

7.

Las condiciones para la limpieza de la superficie después del chorro de agua se definen como: a. WJ-l a WJ-4 __________________________________ contaminantes



6: 5

b. NV-l a NV-3 ___________________________________ contaminantes 8.

La especificación debe usar una definición visual (WJ-l a WJ-4) y una definición no visual (NV-l a NV-3) a ___________________ grados de materia en la superficie a ser _______________________

9. Las ________ (de alta presión), las __________ de las mangueras, y todo el resto del equipo, incluyendo las _________, ________, y _______ de ________ deben de tener una _________ _______ al ____________ de _____ veces la capacidad de su _________ ________ de ____________. 10. La manguera de alta presión esta adaptada con un dispositivo de _______ conocido como ___________. 11. El segmento de la manguera junto a la pistola esta adaptado con un ______ __________. 12.

El_______________ y_______________________ tienen que estar de acuerdo sobre el _____ de __________ que se usara para determinar la cantidad de contaminantes _________ presentes en la superficie.

13.

Después del chorro de agua, el __________ _________ ___________ de una superficie de acero limpia inmediatamente toma un _______ _______ a menos que se use un ________________, o se empleen _______ ________.

14. Una superficie WJ-l estará limpiado hasta tener un acabado que, cuando visto __ _________, esta libre del _____% de_______, ______, ________ anteriores, _________, y ________ _______ visibles. 15.

Una superficie NV-1 deberá estar libre de niveles ________ de _________ ________ cuando se verifica por análisis de _____________ o ____________ usando métodos de prueba confiables y _____________. 16.

Una superficie que, cuando se observa sin ____________ exhibe una capa de óxido color ____-____ que __________la superficie ________ del acero, se define como______________________ .

17. La velocidad típica del flujo de agua es entre __ a ____ __/min (__ a ___ __/min). 18. Cuando removiendo __________ de ______ en _____ cantidades, o _______ viejos, la boquilla debe ser mantenida a __ pulgadas (___ cm) de distancia de la superficie, casi ____________ (_____ grados) a la ________. 19. Mientras el equipo esta en uso, el operador debe ponerse _____ de _____, _______ de _______, un traje de _______, y __________, y debe estar _______ parado. 20.

Cada operador debe cargar una ________ de ________ ________.


Sistema de Perfil Personal

Nivel 2 Capítulo 7 Sistema de Perfil Personal


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0


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Análisis del Factor de Trabajo Antes de empezar la discusión sobre el Perfil Personal los estudiantes deberán completar las páginas 1 y 2 de la sección de Análisis de Factores de Trabajo en las siguientes páginas. Siguiendo las instrucciones, evalúe cada factor y su relevancia en el trabajo de un inspector de recubrimiento. Después de responder las 24 preguntas, sume los números para cada símbolo (corazones, tréboles, diamantes y espadas), y coloque los totales de cada símbolo en los cuatro espacios proporcionados al pie de la página 7.3. Por favor no pase la página 7.3 hasta que el instructor le pida hacerlo. Recuerde que las preguntas están relacionadas al trabajo de un inspector de recubrimientos.



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2

Trabajo del Inspector de Recubrimientos Utilice su juicio para medir la importancia de cada uno de “los factores de trabajo” siguientes para el inspector de recubrimientos. Seleccione un número de 1 a 5 usando la siguiente escala: 1 = no importante, 2 = poca importante, 3 = suficientemente importante, 4 =muy importante, 5 = esencial. Haga un círculo en el número apropiado, y después coloque el número en el espacio en el lado derecho de la página. El inspector de recubrimientos debería:

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1.- Tener la habilidad de tomar decisiones no populares, cuando lleve a cabo las responsabilidades de su trabajo.

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2.- Cuando sea necesario, “pegarse” a una estación del trabajo

12345

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3.- Tener tacto y ser diplomático

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4.- Tener el ingenio para crear y utilizar ideas nuevas

12345 12345

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5.- Usar un acercamiento sistemático para resolver situaciones o realizar actividades

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6.- Concentrarse en los detalles clave del trabajo

12345

♣

7.- Ser cauteloso en el cálculo de riesgos

12345

♥

8.- Tener la visión para planear

12345

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9.- Tratar de desarrollar un ambiente de trabajo armonioso

12345

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10.- Ser decisivo cuando se requiera actuar sin precedentes

12345

♣

11.- Ser capaz de organizar a varios tipos de personas

12345



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12.- Ser capaz de desarrollar una rutina viable y repetible

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13.- Tener la persistencia para un desempeño constante cuando realizando un trabajo repetitivo.

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12345

♣

14.- Tener la habilidad de persuadir a los demás a compartir su propio punto de vista.

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15.- Tener la capacidad de terminar el trabajo a la perfección.

12345

♣

16.- Ser capaz de crear un ambiente en el que las personas se auto-motiven.

12345

♣

17.- Tener la habilidad de resolver problemas humanos a través de la discusión

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18.- Considerar alternativas antes de tomar acción

♠ ♣

19.- Ser hábil en el uso del lenguaje y equilibrado cuando expresándose.

12345 12345

♥

20.- Ser capaz de superar objeciones.

12345

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21.- Tener la paciencia de seguir paso por paso las instrucciones.

12345

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22.- Ser capaz de tomar el control de la situación de trabajo.

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23.- Tener la capacidad de lidiar con interrupciones y cambios

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24.- Tener la firmeza para seguir el modelo de trabajo establecido

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Total de Puntos:

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Sistema de Perfil Personal Panorama General Probablemente se puede decir con seguridad que la mayoría de nosotros sentimos que podemos llevarnos mejor con los demás que en realidad nos llevamos. Sabemos que cooperando y trabajando juntos como un equipo, llegamos a ser más productivos como organización. Bien. ¿Ahora, primero que nada, permítanme preguntarles si hay alguien aquí quién sienta que se lleva maravillosamente bien con cada uno de sus colaboradores? Los inspectores de recubrimientos también deben de reconocer la importancia de cooperación y trabajo en equipo. Este curso proporcionará algunas pautas para ayudar a identificar los métodos para mejorar las relaciones laborales.

Explique el Sistema de Perfil Personal El propósito de esta sesión es ayudarlo a aprender las maneras de aumentar su efectividad para trabajar con otras personas para que todos se beneficien, - usted, sus colegas y su organización. El centro de nuestra sesión es un instrumento de informe propio llamado Sistema de Perfil Personal que ayuda a las personas a identificar sus propios estilos de conducta, así como los estilos de otras personas. Se han aplicado más de 15 millones de Perfiles. El Sistema de Perfil Personal es uno de los más populares y exitosos instrumentos de desarrollo personal y profesional en el mundo. Nuestra sesión de hoy sobre el Sistema de Perfil Personal tiene cuatro metas que lo ayudarán en: Entender sus tendencias de conducta en el trabajo y desarrollar un principio de entendimiento de cómo estos estilos pueden afectar a los demás. Entender, respetar, apreciar y valorar las diferencias individuales.


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Sistema de Perfil Personal Desarrollar estrategias para trabajar en conjunto con el fin de aumentar la productividad. Reforzar su efectividad en el logro de tareas al mejorar sus relaciones con los demás. En esta sección, discutiremos la estructura del taller, incluyendo: Completar el Sistema de Perfil Personal Interpretación y discusión de los resultados ¡Segmentos de video!

Función del Facilitador La función del facilitador no es tanto enseñar sino servir como guía a lo largo de esta sesión.

Función del participante La función del participante es: Participar tan activamente como sea posible. No juzgar a los otros miembros del grupo. Mantener la confidencialidad. Estar dispuesto a aprender. Nos enfocaremos en algunos conceptos básicos sobre la conducta humana que usted podría querer tener presente antes de tomar el Sistema de Perfil Personal.


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Elementos Básicos de Conducta Ventana de Johari ¿Cuántos de ustedes sienten que son bastante abiertos con los demás, es decir, que permiten que sus compañeros del trabajo lo conozcan y que ellos, en respuesta, dirían que lo conocen muy bien? Algunas personas, debido a una variedad de razones, no se abren mucho a sus colaboradores. Ellos, por ejemplo, pueden simplemente sentir que no es necesario o apropiado permitir que sus colaboradores los conozcan muy bien. ¿Cuántos de ustedes generalmente no permiten que sus colaboradores tengan información sobre ustedes? Como mucho de este seminario trata sobre la conciencia de uno mismo y de su estilo, pienso que es importante para nosotros comprender que algunas personas pueden no sentirse tan cómodos como otras en el grupo al hablar sobre si mismo y sobre su personalidad. Joseph Luft y Harry Ingam son dos sociólogos que desarrollaron un modelo simple llamado la Ventana de Johari que describe los niveles básicos de auto-conocimiento y de conocimiento de los demás. Como puede ver, la Ventana está dividida en cuatro secciones las cuales parecen del mismo tamaño. En realidad, esto es lo raro del caso. La sección izquierda superior se llama la Arena (la Plaza). Representa las cosas que sé de mí mismo que usted también sabe acerca de mí. Este conocimiento común que usted y yo sabemos de nosotros mismos y del otro nos permite construir una relación y trabajar juntos más efectivamente. La sección de abajo a la izquierda se llama Fachada o Máscara. Representa cosas que yo sé de mí pero que usted no sabe de mí. Puedo concientemente ocultar esta información o simplemente aun no la he abierto a los demás. Para que nuestras interacciones se hagan más significativas, necesitaría revelar más y más información sobre mí.


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Sistema de Perfil Personal Revelarse aumenta el tamaño de la Arena que es donde la confianza se desarrolla y las relaciones se profundicen.

Muchas personas, incluyendo a alguno de nosotros en este grupo, tienen dificultades el permitir que los demás tengan información personal sobre ellos. Por ejemplo, podemos ser tímidos, reservados, o preocuparnos por perder el control de una situación. Pero sin importar cuales sean nuestras razones, cuando finalmente tomamos la iniciativa y empezamos a permitir que la gente nos conozca, los demás se sienten seguros para permitir que también los conozca otra gente. Ésta es la manera en que las relaciones continúan creciendo y desarrollándose.

La sección superior a la derecha se llama el Punto Ciego. Representa las cosas que usted sabe de mí, principalmente por observación, de las cuales no estoy consciente que usted sepa. Estas pueden ser cosas que realmente estoy consciente en un nivel más profundo, pero que he escogido bloquear fuera de mi conciencia, ó pueden ser simplemente cosas sobre mí que yo realmente no he notado. En cualquier caso, necesito descubrir lo que usted sabe de mí, si vamos a desarrollar una relación de confianza mutua.

El truco para averiguar qué tanto los otros saben de usted es animarlos a que ellos le proporcionen esa retro-alimentación. ¿Cómo hacer esto?

Bien, la mejor manera que conozco es ser receptivo a la retro-alimentación. Muchas personas con Puntos Ciegos tienden a estar muy ocupadas haciendo y diciendo que son inconscientes del efecto que tienen en los demás. Si se toma el riesgo y se hicieran preguntas diseñadas para obtener retro-alimentación sobre la manera en que los demás lo ven, usted puede averiguar la información sobre usted que los otros saben. Al mismo tiempo, su disposición para aceptar retro-alimentación personal puede hacer a su vez, que los otros estén más dispuestos a aceptar retroalimentación de usted.

Finalmente, la sección inferior a la derecha se llama Potencial y representa simplemente la situación que existe cuando ni usted ni yo nos conocemos muy bien. Para trabajar e interactuar eficientemente con los demás, necesitamos poder abrirnos a los demás y recibir retro-alimentación. Necesitamos disminuir la sección de Potencial y aumentar la sección de la Arena de este modelo.

Como dijimos anteriormente, mucho de esta sesión trata sobre autoconciencia y apertura a los demás. De la Ventana de Johari usted también puede ver que el abrirse a los demás también involucra recibir y


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Sistema de Perfil Personal solicitar retro-alimentación de otros. Al tomar el Sistema del Perfil Personal, usted está, de hecho, solicitando retro-alimentación acerca de usted mismo. Sus respuestas se usan para proporcionarle la más completa y organizada información sobre su estilo de conducta natural. Esta experiencia lo colocará en el camino de agrandar su Arena y reforzar sus relaciones con los demás. Usted tiene una copia de la Ventana de Johari en las páginas de diapositivas de su manual.

Principios de Motivación Hemos hablado sobre los diferentes niveles de conocimiento que tenemos sobre nosotros y sobre los demás, y de cómo descubrir más sobre nosotros pueden producir que los demás hagan lo mismo. Parte del aprendizaje sobre nosotros y los demás está en descubrir en primer lugar lo que nos motiva para desarrollar ciertos estilos de conducta. Hay seis principios de motivación. Veremos a cada uno de ellos en orden. El primer principio es "Usted no puede motivar a otras personas." Nos tenemos que dar cuenta aquí de que podemos darle incentivos a la gente para animarlos a que actúen mejor y así apoyar sus esfuerzos, pero la motivación básica para su conducta debe venir desde el interior de ellos. Las personas se motivan solas. Ahora veamos el segundo principio: "Todas las personas están motivadas". ¿Cuántos de ustedes conocen a personas que sienten sin nada de motivación? No obstante, las investigaciones indican que todas las personas estan motivadas, sin importar cómo se están comportando. Por ejemplo, diga que Juana está trabajando a un paso lento. Su gerente puede asumir que Juana es perezosa o que no está "motivada". Pero realmente ella puede estar motivada por un deseo de lograr la perfección. Si la tarea requiere velocidad en lugar de perfección, el jefe de Juana necesita adiestrarla para ayudarle a adaptar sus conductas.


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Sistema de Perfil Personal Digamos que Tomás es otro empleado que trabaja a paso lento, pero debido a una razón totalmente diferente. ¿Qué otra razón o motivo puede tener para ser un trabajador tan lento? Todos estos ejemplos también apoyan al tercer principio motivador: "Las personas hacen cosas por sus propias razones y no por tus razones". Esto puede parecer egoísta, pero enfrentémoslo: el interés propio es una cuestión de sobrevivencia. Lo que necesitamos es darnos cuenta de que--aunque no podemos directamente motivar a otros--podemos crear un ambiente que de forma agradable los auto-animará de maneras deseables. Veamos ahora el cuarto principio de motivación: “El uso excesivo de la fuerza por una persona puede convertirse en una limitación". ¿Quién me puede dar un ejemplo de cuándo podría ser ése el caso? Qué tal el quinto principio: "¿Si yo sé más acerca de usted que usted de mí, puedo controlar la comunicación"? Esto nos regresa precisamente a nuestra Ventana de Johari, y a la Máscara o Fachada que la gente fabrica para evitar que otras personas los conozcan. Conocimiento es poder, y entender a los demás es la clave de una buena comunicación y de relaciones de trabajo productivas y exitosas. Finalmente, veamos el último principio de motivación: "Si sé más de usted de lo que usted sabe de mí, yo puedo controlarlo". Muchos de nosotros pensamos que nos conocemos bastante bien, y aún nos sorprendemos por la forma en que las personas reaccionan a veces a cosas que hacemos o decimos. Nuestro desafío es reconocer tanto nuestras fuerzas como nuestras limitaciones de tal manera que permanezcamos en control de las situaciones, particularmente en esas situaciones en las que típicamente estamos incómodos o somos ineficientes. ¿Qué preguntas o comentarios tiene usted ahora sobre estos principios de motivación, o sobre cualquier asunto que hemos cubierto hasta ahora?


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Inicio al Sistema del Perfil Personal Introducción del Sistema del Perfil Personal Hasta ahora hemos hablado de estar conscientes de cómo nos comportamos, y de por qué nos comportamos la manera que lo hacemos. Todos nosotros pensamos, sentimos y actuamos de ciertas maneras porque hemos desarrollado un patrón de conducta con el tiempo. De hecho, este patrón está tan inculcado en la mayoría de nosotros que le podemos llamar "estilo". Lo que ahora vamos a descubrir es cómo nos comportamos, en otras palabras, “nuestro estilo" de conducta en un ambiente de trabajo. El Sistema del Perfil Personal es un simple instrumento que no sólo nos ayudará a entendernos a nosotros mismos y a los demás, sino también a aprender cómo trabajar productivamente y armoniosamente con aquéllos en nuestra organización cuyos estilos de conducta son diferentes a los nuestros. El Sistema del Perfil Personal no es un examen en el que usted puede pasar o reprobar. No hay un estilo o patrón para esta materia que sea el más eficaz o productivo en nuestra organización, o en cualquier otra parte. Recuerde: la diversidad en la sociedad no sólo es inevitable, sino esencial. Necesitamos de diferentes temperamentos y talentos, tanto de artistas como de ingenieros, actores, empresarios, poetas y políticos. ¡Imagínese qué aburrido sería si todos nosotros reaccionamos de la misma manera a todo! El Sistema de Perfil Personal nos da las claves de las diferentes maneras en que nos comportamos en situaciones de trabajo. Una vez que identifiquemos nuestro estilo de conducta, podremos: Crear un ambiente motivador que conduzca más al éxito. Aumentar nuestra apreciación de los diferentes estilos de trabajo de otros. Minimizar conflictos potenciales con otros. En este momento, tome el Folleto llamado Sistema del Perfil Personal, y por favor escriba su nombre y la fecha de hoy en la parte inferior de la hoja de la portada del Perfil. Después de "Enfoque de Respuesta" escriba "Yo en el Trabajo". Ahora abra el Perfil en la página 2. Cada uno de los 28 cuadros en esta página contiene cuatro palabras que describen conductas. Lo que usted necesita hacer ahora es seleccionar de cada cuadro una palabra que sobretodo describa su conducta en su ambiente de trabajo, y


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Sistema de Perfil Personal una palabra que describa su conducta menos probable en su ambiente de trabajo. Es decir, en otros términos, usted tiene una palabra seleccionada de la columna de MÁS y una de MENOS para cada cuadro de contestación. Usted estará usando una moneda u objeto de metal para hacer su selección. Por ejemplo, en el primer cuadro usted ve las palabras "entusiasta" "atrevido" "diplomático”, y "satisfecho". Si me veo como MÁS entusiasta, usaré la moneda para frotar en el ovalo al lado de "entusiasta" bajo la columna de MÁS . Si me veo como MENOS atrevido, usaré la moneda para frotar en el ovalo al lado de “atrevido" en la columna de MENOS. Para recordarle que necesita responder según cómo se ve a si mismo en su ambiente de trabajo, escriba en la parte superior de la página 2, en el espacio asignado para Enfoque. Asegúrese de no frotar el ovalo demasiado fuerte porque entonces frotará a través del papel y nunca verá el símbolo. Cuando los símbolos aparecen, verá Z´s, Cuadrados, Triángulos, Estrellas y N´s. Discutiremos qué significan a continuación. Por favor responda tan rápido como sea posible. Tiene de 7 a 10 minutos para completar los 28 grupos de palabras. Tenga presente que su primera respuesta es generalmente la que es la más correcta para usted. Si usted decide cambiar de opinión después de frotar un ovalo, simplemente haga una cruz con un lápiz o pluma y frote en el ovalo que describe con más precisión su conducta. En algunos casos, usted pensará que todos los términos describen su conducta. Por favor seleccione el que más y el que menos lo describe. En otros casos, usted puede pensar que ninguno de los términos lo describe. En otros casos, usted puede pensar que ninguno de los términos lo describe. Aún así, haga un esfuerzo para hacer las selecciones que lo describen más y las menos descriptivas de usted en su ambiente de trabajo. Después pase al siguiente grupo. Cuando termine de responder, cierre el Perfil. Regresaremos a éste para trabajarlo juntos. ¿Está listo? Le diremos cuándo haya pasado la mitad del tiempo. Por favor comience.


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Anotando y Contando La Caja de la Cuenta Bien. Ahora, por favor abra su Perfil en la página 3. En la esquina de abajo a la derecha de la página, hay una sección etiquetada como "La Caja de la Cuenta”. Por favor raspe a lo largo de la línea perforada para revelar la Caja de la Cuenta real en la página 5. Como usted puede ver, hay tres columnas en la Caja de Cuenta, etiquetadas como: “Más" "Menos”, y "Diferencia". Lo que quiero que usted haga ahora es sumar el total de los Z encontrado en todas las cuatro columnas de MÁS y que registre ese número con una pluma o lápiz en el bloque de Z del la columna de MÁS. Siga exactamente el mismo procedimiento para los Cuadrados, Triángulos, Estrellas y las N. Cuando usted haya terminado el registro de los símbolos en las columnas de MÁS, sume los números para asegurarse que la suma es de 28. Como usted tenía 28 posibles selecciones, usted también debe tener un total de 28 después de sumar todos los símbolos en cada columna de su Caja de la Cuenta. Bien, usted puede empezar. Ahora por favor siga el mismo procedimiento para la columna de MENOS. De nuevo, asegúrese de que la suma de todos los simbolos anotada en la Caja de la Cuenta de Conducta es de un total de 28. Cuando usted haya terminado el registro estos números, sólo coloque su pluma abajo. La tercera columna de la Caja de la Cuenta es la diferencia entre su columna de MÁS y su columna de MENOS. Por ejemplo, resta el total de las Z encontradas en su columna de MENOS de aquéllas en su columna de MÁS. Si los Z contados en su columna de la MENOS suman mas que las Z contadas en su columna de MÁS registre un número negativo en su columna de la DIFERENCIA. Observe el ejemplo encima de la Caja de Cuenta. Por favor ahora llene la columna de la DIFERENCIA Ahora abra su Perfil para que se revele todo en la página 5. Lo que usted va a hacer es registrar los números de Caja de Cuenta a las gráficas de arriba de la página 5. Las gráficas corresponden a las columnas de MÁS, MENOS y la DIFERENCIA. Esto significa que usted tomará los valores encontrados en su columna de MÁS en la Caja de Cuenta para crear la Gráfica 1.


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¿Ve las letras minúsculas en el rincón superior izquierda de cada uno de los números de la Caja de Cuenta? Para crear sus gráficas, necesita saber que la contestación de Z está trazada en la columna D; la contestación de Cuadrado está trazada en la columna i de la gráfica; la contestación del Triángulo entra en la columna de S, y la contestación de la Estrella está trazada en la columna de C. Simplemente encuentre su número real a lo largo de la escala de O a 28 en las columnas que corresponden a cada símbolo. Use su pluma o lápiz para trazar y conectar sus puntos. Asegúrese de prestar atención a los números positivos y negativos que usted puede encontrar en su columna de DIFERENCIA de la Caja de Cuentas. Como puede ver, la gráfica III contiene números positivos y negativos en las escalas D, i, S y C. Puede empezar ahora.


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Note los Puntos Altos Usted probablemente sabe ahora que las columnas D, i, S y C representan conductas diferentes. Antes de que hablemos sobre estos estilos de conducta, observemos las tres gráficas que trazó. La gráfica III proporciona una descripción de su auto-percepción. Es una gráfica que resume porque combina dos formas diferentes de mirarse a sí mismo. Algunas personas se encuentran más cómodas describiéndose por la opción de MÁS en lugar de por la opción de MENOS. Otros pueden sentir que se describieron con más precisión en la opción de la MENOS. Y aún otros pueden sentirse igualmente cómodos en cualquier proceso seleccionado. La combinación de sus contestaciones a ambas opciones proporciona el cuadro más comprensivo de cómo usted se ve a si mismo. Me gustaría que hiciera una cosa más ahora. Mire la Gráfica III y vea las columnas en las cuales señaló puntos altos en -D, i, S y/o C. Después de vuelta a la página 7 de su Perfil. Éste es el principio del proceso de la interpretación. Usted notará que la página está dividido en cuatro cuadros: D, i, S y C. Haga un círculo en la cuadro o cuadros que corresponden a la letra que representa los puntos altos en su Gráfica III. Por ejemplo, si usted tiene puntos altos en la columna de S en la Gráfica III, haga un círculo en el cuadro de la S en la página 7. Ahora tomaremos un descanso de 15 minutos. Cuando regresen, averiguaremos más sobre lo que significan todos esos cuadros de categorías y estilos de conducta.



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Definiendo Nuestros Estilos Personales DISC Descripción del Estilo (8 minutos) Ahora averigüemos más sobre estos cuatro estilos de conducta descritos en la página 7 de su Perfil. Como usted puede ver, los cuatro estilos representan: Dominante Necesidad de Influir en los demás Perseverante Escrupuloso Ahora tómese unos cuantos minutos para leer la sección que marcó en círculos para representar sus puntos altos en la Gráfica III. Subraye esas conductas que está de acuerdo como naturales para usted. En otras palabras, si usted marcó en círculo C como su punto más alto señalado en la página 7, subraye todas las descripciones de conducta C que cree que se aplican a usted. También subraye las descripciones del ambiente que usted prefiere. Éste es su estilo de conducta primario. Cuando usted haya terminado de personalizar el punto alto de la sección, siga el mismo procedimiento para su segundo punto alto localizado en la representación gráfica. Éste es su estilo de conducta secundario. Si usted tiene un tercer punto alto en la marcación en la gráfica, subraye las conductas apropiadas y los descriptores de ambientes también para esa conducta.



Tendencias de Comportamiento D Observemos estos estilos ahora en más detalle, mientras empezamos con D, o conducta Dominante. Las personas que demuestran conducta de Dominación forman el ambiente mediante la superación de la oposición para lograr resultados. Tienden a conseguir resultados inmediatos, encauzar acciones, aceptan desafíos, toman decisiones rápidas, cuestionan el status quo, toman control, manejan problemas y los resuelven. Las personas que usan la conducta tipo D tienden a ser motivadas en un ambiente que incluye prestigio, desafío, poder y autoridad, franqueza en el habla y respuestas directas, oportunidades para el avance y logros individuales, libertad de control y supervisión directos, nuevas y variadas actividades, y una amplia gama de funciones. Ahora regrese en su folleto al inciso titulado "D-Alta Dominación”. Cuando describimos a las personas como estilo “Alto”, queremos referirnos a las personas que tienen los puntos de marcación en los segmentos 5, 6 o 7 o ese estilo en su Gráfica „m‟ del Perfil. Repasemos lo que acabamos de aprender sobre el estilo de conducta D. Por favor rellene los renglones #1 a través de #5 en su folleto. Bien. ¿Cuál es la orientación básica de una persona con la tendencia alta D? En otras palabras, ¿en qué está interesada una persona que usa las conductas D-altas? La respuesta es Metas o Resultados: Y, una persona que está orientada hacia resultados moverá a las personas a la acción y no tendrá mucha paciencia para charlas irrelevantes. Las personas con tendencias D-altas desean cambio y variedad y harán que el cambio ocurra en sus ambientes. Como las personas con la conducta D les gusta tener el control del ambiente y de la personas en éste, les gustan tomar la autoridad y usarla directamente. Recuerde, ésta es una motivación interna. Es lo que impulsa a las personas con tendencias D a comportarse de la manera que lo hacen. Estoy seguro que usted conoce a personas así; usted incluso puede tener un D-alto. A los D-altos, les gusta el desafío de conseguir que se haga el trabajo sin ningun contratiempo, ningún alboroto, ninguna charla irrelevante.


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El miedo puede también motivar a las personas con tendencias D, como puede motivar a las personas con las otras tres tendencias de conducta. Lo que observamos es conducta que se diseña para evitar este miedo. ¿Qué piensa usted que le dará más miedo a una persona con estilo D-Alto?

Finalmente, recuerde que anteriormente cuándo discutimos el principio de motivación, “¿el uso excesivo de la fuerza de una persona puede convertirse en una limitación"? Piense sobre el estilo D. También piense en las personas que conoce con tendencias D-altas. Cuáles son algunas de sus características fuertes que, cuando hay un exceso de ellas, pueden convertirse en sus limitaciones. En otras palabras, ¿cuáles son los aspectos menos positivos de su conducta?

Tendencias de Estilo i Ahora miremos a las personas con las tendencias de i. Como las personas con conductas tipo D, a las personas que demuestran conductas de i también les gusta darle forma al ambiente. No hacen esto mediante dirigir; sin embargo, lo hacen mediante alianzas con otros a través de la persuasión. En otras palabras, las personas con tendencias iAltas son orientadas hacia las personas. Contactan personas, logran impresiones favorables, son elocuentes, crean ambientes motivadores, generan entusiasmo, entretienen a la gente, y desean ayudar a otros y participar en grupos. ¿Qué tipo de ambiente piensa usted que las personas con la conducta tipo i preferirían? Las personas que despliegan la conducta i prefieren ambientes que dan énfasis a la popularidad, al reconocimiento social, al reconocimiento público de habilidades, a actividades de grupo, a relaciones democráticas, libertad de expresión y a la libertad de mando y detalle.

Tendencias de Estilo i Ahora regrese a su folleto al título "Influencia i-Alta.”


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Sistema de Perfil Personal Repasemos lo que acabamos de aprender sobre el estilo de conducta i. Por favor rellene el folleto, así como lo hizo con el último. ¿Cuál diría cuál es la característica más notable del estilo i?

Discuta la orientación del estilo i Ahora, ¿cuál es la orientación básica de las personas con el estilo i-alto? Recuerde: el estilo de D Alto era el orientado hacia resultados. ¿Hacia qué se orienta el estilo i-Alto? Las personas que demuestran conducta i-Alta se orientan hacia lo social; a menudo tienen una carga emotiva y les fascina entretener. Esto se debe a que el motivo positivo para la conducta de i Alta es el reconocimiento social. Ellos necesitan compañerismo, estar con personas y ser aprobados por la gente. ¿Si el reconocimiento social es la motivación positiva que está atrás de la conducta de i, éstos a qué le temerán? Recuerde, el miedo también es un motivo en el sentido que las personas se comportan de ciertas maneras para evitar las cosas que temen. Estoy seguro que usted conoce a personas quienes, cuando criticadas acerca de sus interacciones sociales y de lo que ellos mismos perciben como sus gracias sociales, interpretan la crítica como un rechazo personal.. En sus mentes, ellos están exhibiendo la conducta de i. Esto no significa que su estilo de conducta necesariamente sea tipo i; sólo significa que en esta circunstancia, muestran una conducta de i. Ahora piense en personas que usted conoce, quizá incluso colaboradores que tienen tendencias de i Alta, y quienes son realmente sociables. ¿Cuáles son algunas de sus fortalezas que puede convertirse en limitaciones? En otras palabras, ¿cuáles son los aspectos de su conducta menos positivos? Tenga presente que, como la persona con las tendencias D, la persona muy motivada con las tendencias i también está interesada en el poder. Solo que el tipo de poder que la persona con tendencias i quiere es el poder y la influencia social. ¿Qué preguntas hay acerca de los estilos Dominación o estilos de Influencia que acabamos de discutir?


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Tendencias de Estilo S Revisemos las tendencias de S. S, por supuesto, representa al Perseverante (Steadiness), y las personas que muestran conductas de S son totalmente predecibles y fiables. Se sienten particularmente cómodos al cooperar con otros realizando tareas. Las personas con conducta S demuestran paciencia, muestran lealtad, son buenos para escuchar a los demás y para tranquilizar a personas nerviosas. Como las personas con tendencias tipo D, pero en un nivel diferente, ellos están interesados en lograr las tareas de forma consistente; debido a esto, tienden a concentrarse en los trabajos, desarrollan habilidades especializadas y realizan patrones de trabajo aceptados. ¿Puede usted ahora notar en seguida las diferencias entre los estilos que hemos discutido hasta ahora? ¿Qué tipo de ambiente tienden a preferir las personas con conducta tipo S? Bien, ellos se motivan en ambientes que les proporciones seguridad como situaciones donde: El status quo es la regla Los cambios son la excepción. El trabajo no afecta continuamente la vida del hogar. El mérito se atribuye cuando se logra el trabajo. El territorio está limitado. Se proporciona apreciación sincera por el trabajo. El individuo se puede identificar con el grupo. Se observan procedimientos tradicionales. Ahora regrese a su folleto al título de "Perseverante S-Alto". Repasemos lo que acabamos de aprender sobre el estilo de conducta S. Completa el folleto como lo hizo en los anteriores. ¿Cuál diría usted que es la característica más notable del estilo S?


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Sistema de Perfil Personal Ya mencionamos que los individuos con las tendencias S se orientan hacia ejecución de tareas, pero están aun más interesados en lograr los resultados a través del esfuerzo del equipo. A las personas que demuestran el estilo S, les gustan los ambientes estructurados, tranquilos y con interacciones armoniosas. Se sienten particularmente incómodos con lo desconocido. Les gustan situaciones estables en donde se siguen las prácticas ya comprobadas. Una respuesta común de un estilo S seria: "¿Si funciona, por qué lo cambia"? ¿Cuál piensa que sea el gran miedo de individuos con las tendencias S? Ahora piense de nuevo en las personas que usted sabe que tienen las tendencias S-Altas. ¿Cuáles son algunas de sus características que se convierten en sus limitaciones? Como muchos de los miedos que hemos discutido hasta ahora, el ser posesivo es simplemente una necesidad individual sobre-extendida, en este caso, la gran necesidad de estabilidad de la persona de estilo S.


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Tendencias del Estilo C Finalmente, observemos las tendencias de C. C representa la Escrupulosidad. Las personas con las tendencias de C dan énfasis a trabajar dentro de las circunstancias existentes para asegurar calidad y exactitud. Ellos tienden a: Poner mucha atención a directivos y normas claves. Concentrarse en los detalles. Pensar analíticamente. Ser diplomáticos con las personas. Revisar para lograr la exactitud. Usar acercamientos sutiles o indirectos en los conflictos. Analizar la elaboración del trabajo críticamente. Como podemos esperar, las personas con tendencias C prefieren los ambientes seguros, aquéllos en que: Las expectativas de trabajo sean claramente definidas. Se aprecie la calidad y exactitud. El ambiente de trabajo sea reservado y profesional. Ahora revise el folleto titulado Tendencia "C" Alto –EscrupulosoRepasemos lo que acabamos de saber sobre el estilo de conducta C. Completa este folleto así como lo ha hecho antes. ¿Cuál diría usted que es la característica más notable del estilo C-Alto? Una persona con estilo C-Alto puede ser alguien girado naturalmente hacia el control de calidad, quien tiende a ser preciso y valorar la información. En lugar de orientarse hacia las personas, los individuos de estilo C-Alto se enfocan a las tareas del trabajo.


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Sistema de Perfil Personal Debido a su acercamiento preciso y cuidadoso a las cosas, las personas con las tendencias de C-Altas son cautelosas con las personas y las relaciones, y además se sienten mucho más cómodos con las tareas. Para las personas con un estilo C-Alto, los demás son a menudo muy desordenados, ya que ellos o ellas son personas muy disciplinadas, organizadas y que se motivan haciendo las cosas la manera correcta o apropiada. ¿Cuál piensa que sea el gran miedo de las personas con tendencia C-Alta? A las personas con la tendencia C-Alta les gusta analizar las ventajas y desventajas, las alternativas y resultados de las cosas y así mantener el control en las tareas, procesos y situaciones. Ahora piense en las personas que usted sabe que tienen las tendencias de C-Alta. ¿Cuáles son algunas de sus características que demuestran sus limitaciones? Tenga presente que aunque llamemos a estas características "limitaciones" de cada estilo, también se pueden ver como las oportunidades para cambiar y para mejorar. Las limitaciones son características o tendencias conductuales que cada uno de nosotros puede tener, dado nuestro estilo particular, y éstas se pueden convertir en fortalezas si aprendemos a modificarlas.


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Concluir Resumen Como usted sabe, hoy hemos cubierto mucha información sobre nuestros estilos conductuales, tendencias y patrones. El Sistema del Perfil Personal nos ha ayudado a: Entender nuestras tendencias de conducta en el trabajo y desarrollar un principio de entendimiento sobre cómo estos estilos pueden afectar a los demás. Entender, respetar, apreciar, y valorar las diferencias individuales. Entender cómo reforzar nuestra efectividad para lograr el cumplimiento de las tareas mejorando nuestras relaciones con los demás. Ahora, aún más de lo que hemos hecho antes, vamos a enfocarnos en nuestro último objetivo del seminario que es: Desarrollar las estrategias para trabajar en equipo para aumentar la productividad. Desarrollar un plan de trabajo de acción para aumentar su efectividad al trabajar con personas con estilos diferentes.

Índice de Intensidad Vea la barra azul de 28 números en el lado izquierdo de cada gráfica de la página 5? Como la Gráfica III proporciona el cuadro más comprensivo de su autopercepción, me gustaría que se fijara en la Gráfica y dibujara una línea horizontal de sus puntos de marcación para D, marcando directamente al número en la barra azul. Después haga un círculo en el número. Luego, dibuje una línea horizontal similar de su lugar de sus puntos de marcación para i, al número en la barra azul. Repita este mismo paso para los puntos de marcación para la S y C. Nosotros usaremos estos números en la barra azul para completar nuestro Análisis de Factor de Trabajo.


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El Análisis de Factor de Trabajo Finalmente, regresaremos al cuestionario para el Análisis de Factor de Trabajo que completamos al principio de la sesión. Regrese a la página 7.3, y registre los puntos que usted calculó para ♥, ♣, ♦ y ♠. Registre estos números de la primera columna (columna A) de la tabla 7.1 en la siguiente página. Haga los cálculos, y siga las instrucciones asociadas con la tabla 7.1


7: 24


7: 25

Tabla 7.1: Análisis del Trabajo del Inspector de Recubrimientos A

B

Puntuación Puntuación (A) Promedio (B=T÷4)

C Diferencia (C=A-B)

F

D

Factor de Puntuación Multiplicación de Trabajo (D=C x F)

♥ ♣ ♦ ♠

Tipo de Personalidad

D i S C

Total (T)

1. Reúna las puntuaciones totales de ♥ ♣ ♦ ♠ de la página 7.3 y escríbalas en el espacio apropiado de la columna A. 2. Haga el total de puntuaciones en la columna A, y escriba el Total en el espacio (T). 3. Divida el Total de las puntuaciones (T) por 4 y escriba en cada espacio de la columna B 4. Reste el número en la columna B del número en la columna A, y escriba en la columna C. Conserve los indicadores de positivo o negativo (por ejemplo, si la columna B es más que columna A, el número C es negativo, si el número en la columna B es menor que el número en la columna A, el número es positivo). 5. Encuentre el Factor (F), basado en la puntuación promedio (columna B) de la tabla de abajo.

Cálculo del Factor de Trabajo (F) Cuando la puntuación promedio (B) es De 12 a 13 F=8 De 15.5 a 17.5 F=6 De 19 a 21.5 F=5 De 23.3 a 26.5 F=4

13.5 a 15 18 a 18.5 22 a 23 27 a 28

F= 7 F = 5.5 F = 4.5 F = 3.5

6. Multiplique el número de la columna C por el Factor F, y coloque el número del resultado en la columna D. 7. Transfiera los números de la columna D a la posición apropiada de la Gráfica del Análisis de Trabajo (en la página siguiente) y dibuje la gráfica. (Ejemplo: D=27, círculo +27 en la línea D, I= -5, círculo -5 en la línea I, etc.) 8. Observación: si la marcación en cualquier categoría es>50 o < -50, use “50” o “-50” en una escala apropiada.



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Gráfica de Análisis del Trabajo del Inspector de Recubrimientos D

i

S

Puntuación de Trabajo JFA

C Gráfica III Escala de Intensidad

50 28 45 40

26

35 24 30 25

22

20 20 15 10

18

5 15 0 14 -5 13 -10 12 -15 -20 10 -25 -30

7

-35 4 -40 -45

2

-50

1



En la misma gráfica (la página anterior) localice la Gráfica III PPS. Use los números del Índice de Intensidad de la Gráfica III para ayudarse a hacer la marcación. Use o una pluma de diferente color para la segunda línea de la Gráfica, o marque una serie de puntos para diferenciar las dos líneas. Las dos marcaciones representan: Sus propias ideas sobre un perfil ideal para un inspector de recubrimientos. Su propia personalidad en el trabajo, definido por su actual situación en el trabajo. ¿Son las dos líneas idénticas? Si no, puede haber algún conflicto entre sus ideas en cuanto a usted en el ambiente de trabajo y sobre el inspector de recubrimientos “ideal”. Examine las diferencias en la línea vertical (DiSC). Identifique si su propia personalidad en el trabajo necesita reforzarse (es decir, mover hacia arriba en la escala), o debilitarse (es decir, mover hacia abajo la escala) para emparejar el perfil que usted decidió como apropiado para un inspector de recubrimientos. Usted puede usar las Interpretaciones del Sistema PPS (página 7) para identificar rasgos de personalidad que podrían modificarse o podrían ajustarse en el ambiente de trabajo con el fin de que coincidan más con sus propias expectativas.

Recuerde que no hay ningún tipo de personalidad "correcta" simplemente personas diferentes. El propósito de este ejercicio es ayudarlo a identificar los rasgos de personalidad diferentes, y encontrar las formas para mejorar las relaciones sabiendo más de las personas con quien trabajamos. Como inspectores de recubrimientos, podemos convertirnos en mejores equipos de actores si usamos la información que aprendimos hoy.


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Word accommodating

Alternate words helpful

accurate active adaptable adeptness admirable adventurous (adventuresome) affable aggressive agreeable alert aloof amiable analytical animated antagonism appealing arbitrary argumentative assertive

factual, correct energetic, dynamic versatile, adjustable competence, proficiency commendable, praiseworthy enterprising, questioning

attractive belligerent bold brave calculated risk taker calm captivating careful cautious change-oriented charming cheerful cognitive collaboration companionable competitive complacent compliant condescending confident conscientious conservative

friendly, easy-going, amiable assertive, pushy, determined amiable, friendly, nice attentive, vigilant, watchful detached, distant friendly, pleasant, likeable logical, rational, systematic active, energized, lively conflict, hostility, discord attractive, pleasant impulsive, subjective, erratic quarrelsome, combative forceful, confident, domineering, outspoken appealing, pleasant, enjoyable contentious, truculent, aggressive brave, daring, fearless unafraid, fearless, courageous balanced activist, logical, analytical adventurer tranquil, not agitated charming, influential, charismatic cautious, takes care wary, careful likes change, seeks new experience delightful, fascinating happy, lighthearted, optimistic aware, alert, recognizes issues cooperation, united effort friendly, aggressive, ambitious,

Definition (person who ........) is willing to adjust or change when requested, or to be helpful wants to be correct, checks all the facts rarely rests can accept change possesses many skills is admired by colleagues willing to try new experiences, perhaps take risks is a good companion invites conflict is co-operative, willing to agree is wide awake and is wary difficult to communicate with good company considers the facts and seeks a solution is demonstrative, has lively body-language actively causes contention likeable is not open to ideas other than own cannot see others viewpoint pushes his or her own ideas forward attracts others usually engages in conflict or aggressive behavior willing to take risks, make decisions is willing to take chances willing to take risks, but studies options before making decisions is impassive, serene able to command attention attentive to detail, avoids mistakes does not wish to take risks does not want to be in a rut and likes challenge of new things pleasing to others sees each day as a new beginning can know or perceive action from emotion is willing to work with others for the common good enjoys company, likes fellowship with associates compares actions and achievements with other people and wants to win is satisfied with own ideas, is not willing to make an effort complies with demands or requests feels others are beneath them, but will tolerate them is there own person in thinking and acting. takes care in every detail

indifferent, apathetic, nonchalant yielding, agreeable disdainful, patronizing assured, secure, certain painstaking, fastidious, meticulous, detailed traditional, orthodox, moderate likes the existing order of things

Word considerate contented controlled conventional convincing

co-operative cordial courteous critical cultured daring decisive defiant deliberate demanding demeanor dependent determined devout diligent diplomatic direct discontented discriminating dispassionate dissension dominant domineering eager easy-going easily led egocentric emotional empathy enthusiastic evasive even-tempered expressive extroverted fact-finder factual fault-finding fearful fidgety

Alternate words kind, thoughtful, polite satisfied, comfortable reserved, regulated, managed, suppresses emotions regular, standard, prefers customary approach persuasive, reassuring, can cause others to agree or believe agreeable, willing friendly, congenial polite, refined, gracious crucial, important, momentous learned, cultivated bold, brave, fearless, courageous conclusive, definite bold, insolent, rebellious calculated, considered, studied insistent, exacting behavior, conduct helpless, reliant, vulnerable resolved, unwavering dedicated, religious hard-working, industrious tactful, suave blunt, candid, frank, plain dissatisfied, unhappy discerning, fastidious calmly, objective difference of opinion commanding, controlling taking control impatient, anxious, ready for action relaxed, care-free no strong ideas self-centered impulsive sympathetic strongly attached to a cause, excited not direct or frank calm demonstrative, animated, flamboyant out going, socializer reality check literal, exact critical, carping apprehensive, afraid nervous, restless

Definition (person who ........) thinks of other people, is aware of other’s needs is satisfied with things as they are can regulate and direct lacks originality or spontaneity has credibility

willing to work together with others has sincerity of feeling and warmth has considerate regard for others gives careful precise evaluations is refined in morals, mind, and taste willing to take risks, try new ideas makes decisions readily disregards authority and opposition thinks and considers carefully asks boldly and authoritatively acts in a proper and suitable manner is subject to outside control has a fixed purpose is heartfelt and sincere shows perseverance in actions is skillful in dealing with people to the point is restless, uneasy in mind can draw clear distinctions will be impartial and unbiased might be dissatisfied or angry has power demands control, uses power shows enthusiasm or interest does not get upset easily, is easy to please can be manipulated has strong personality drive reacts with strong feelings can understand without experiencing has keen, animated interest in something particular avoids ready perception or understanding not excitable, slow to become angry shares ideas and thoughts freely likes attention, likes to be seen collects information correctly accepts only truth is dissatisfied and finds fault is filled with uneasiness cannot sit or stand still for long

Word firm force of character forceful friendly

Alternate words strong, unyielding mentally strong powerful, commanding showing interest and goodwill, open, cheerful frustrated by status impatient, upset quo fussy finicky, particular, hard to please generous unselfish, charitable gentle tender, kind good-mixer congenial, sociable good-natured amiable, having a pleasant, friendly disposition gregarious sociable harmonious compatible, complimentary helpful kind

Definition (person who ........) takes a strong view, willing to be strong imposes ones opinion on someone demands attention well disposed, not antagonistic is also helpful

high standards high-spirited humble impartial impatient impetuous impulsive

expects others to live by own actions full of energy, possibly nervous not proud does not show any preference will not wait, acts quickly acts on sudden impulse without forethought acts on impulse, will make a decision and act on it very quickly and perhaps unpredictably has no desire for action willing to act alone, may prefer to act alone can be self interested, no regard for others wields a greater control asks questions, wants to know the issues and facts persists, will not be deflected influences others able to see into a situation makes others fearful by whatever means looks inward, thinks deeply focuses on themselves, possibly shy acts contrary to reason makes many jokes, has good humor has contentment and satisfaction friendly, particularly when sympathy is needed is not harsh or severe when judging others not too serious conforms to the laws of logic faithful to friends or to the company, can be relied on has ability to attract others can handle ideas and people shrewdly is highly developed intellect gentle and moderate in actions can move easily from one thing to another avoids extremes, takes middle road

inactive independent individualistic influential inquisitive insistent inspiring insightful intimidation introspective introverted irrational jovial joyful kind lenient light-hearted logical loyal

yardsticks energetic modest, unassuming neutral, not biased lacking patience, overactive reckless, headlong spontaneous, acts suddenly, unpredictable idle, indolent self-reliant independent powerful, effective curious, searching firm, determined encouraging, motivating intuitive scare, make timid reflective, thinker inward looking absurd, senseless genial, playful, humorous happy, carefree, full of joy sympathetic, nice, helpful merciful, care-free, cheerful wise, rational, sound dependable, reliable

magnetic manipulative mature mild mobile moderate

charismatic skillful fully developed amiable-kind movable-free flowing not extreme

cannot easily accept established order wants all the details to be correct, everything to be neat and tidy willing to share refined, not harsh or rough likes to be with other people others like to be associated with enjoys the company of others shows agreement in views, feelings willing to help

Word modest neighborly nervy non-demonstrative nonchalant obedient obliging observant observing obstinate open-minded opinionated optimistic original outgoing outspoken own person passive patient peaceful perceptive perfectionist persistent persuasive pessimistic pioneering playful poised polished popular positive possessive precise predictable

Alternate words self-effacing, not pretentious friendly, sociable brash-impudent reserved casually indifferent willing to follow orders helpful watchful looking at, watching unyielding, stubborn reasonable, receptive close minded positive, bright outlook creative, inventive friendly, sociable, open speaks out, expresses opinion freely, bold speaker confident quiet, inactive persevering, tolerant undisturbed observant, aware idealistic, flawless unrelenting convincing gloomy, cynical original, adventurous frisky confident, polished, gracious slick, practiced likeable out-going, not negative selfish accurate, specific consistent, unchangeable

prerogatives private quarrelsome quick quiet realistic rebellious

rights, automatic choices reserved, guarded argumentative, sharp, intelligent serene, calm practical, down to earth resentful

receptive

open minded, amenable, flexible, perceptive cultured thoughtful at ease-unperturbed restrained submissive

refined reflective relaxed reserved resigned

Definition (person who ........) not boastful, plays down their own achievements easily makes friends is insolently assured can not show inner feelings does not show interest or excitement will obey orders or instructions ready to help or respond sees details spectator is fixed in ones purpose or opinion is free from prejudiced conclusions obstinately attached to ones own views sees the good side of any situation has new ideas joins in with the crowd, shares themselves can be very candid, gives opinions frankly does not need ego satisfaction submits without resistance has patience, can wait for results can act without hostile actions can see and recognize more detail sets high goals for self and others keeps trying, will not give in has the ability to make you believe or agree takes a dark view of anything willing to try something new, test new ideas likes to play or make a joke acts with superior confidence has great style liked by many people always looks on the bright side of life wants to dominate physically or emotionally likes to have exact descriptions and definitions actions can be anticipated because they rarely change demands rights hereditary or official does not easily share personal thoughts or opinions disagrees often, picks fights has readiness of movement or action is modest, not showy likes factual not theoretical ideas resists allocated duties, fights against the status quo is willing to listen, responds well to suggestions or new ideas behaves well, has good manners gives careful consideration and thought is less formal or strict hides or does not share emotions reconciles oneself to the inevitable

Word respectful responsive restless restrained reticent retiring ridicule rigid risk-taker (see also calculated risktaker) sarcastic satisfied

Alternate words deferential reactive, supportive uneasy, not relaxed cautious silent, reserved humble, unassuming taunt – deride fixed, unbending gambler

Definition (person who ........) shows respect to others quick to provide answers, act in support does not rest, seeks change, needs activity is able to hold back from quick action reluctant to speak out, does not need social activity makes fun at actions of another does not easily accept change or new ideas takes risks

self-reliant

mocking – scornful contented, pleased, have wishes fulfilled self-contained, confident

self-assured self-conscious self-critical self-disclosure self-effacing self-promoting self-reliant self-righteous sensitive serene sociable

confident shy, self-aware harsh, judgmental (to self) expose ones actions modest ambitious resourceful formality, hypocrisy touchy calm, regal, peaceful gregarious, companionable

soft-spoken spontaneous stable stimulating

mild, quiet unrestrained steadfast exciting, encouraging

strong-willed

determined

stubborn submissive sulky suspicious sweet sympathetic

unyielding, strong-willed yielding ill-humored – cross distrustful – skeptical agreeable, pleasant understanding, in agreement with logical, organized diplomatic, discreet, inoffensive, polite not possessing tact, indiscrete talks often, likes to talk colleague constancy, persistent carry to completion, detailed shy, hesitant lenient, liberal

uses words to conceal own failings is free from doubt of anxiety, well pleased with lot in life able to trust their own judgement, not dependant on others sure of themselves not confident finds fault with own achievements can tell of ones faults without worry own achievements wants to work in behalf of oneself does not need others judgements feels morally right in own actions easily offended not troubled, able to live without worry enjoys the company of others, likes to be part of a crowd speaks softly acts on own impulse is not easily moved, shaken, overthrown provides new ideas, promotes enthusiasm and new thinking has confidence in their own ideas and abilities, willing to push forward with projects will not change their mind does not resist, gives in is dismal and gloomy imagines something wrong without proof Is gentle, pleasing and kind is responsive to others’ moods or opinions

systematic tactful tactless talkative team-person tenacity thorough Timid tolerant

follows a logical sequence in their work activities careful with words not careful with words likes to share ones own thoughts feels secure working with others holds strong opinions and rights remembers all the details, misses nothing lacking in self-confidence, may be frightened is willing to accept beliefs and views even if

Word

Alternate words

trusting unassuming

confidence modest, reserved

unconquerable unobtrusive unsure verbalize vigorous weighs pros and cons well-disciplined will power willing withdrawn worrisome

proud, unyielding modest, shy, timid doubtful, uncertain use words forceful, powerful open minded sees both sides controlled, behaves well self-control ready to act, open reserved, retiring irksome, annoying

Definition (person who ........) different relies on integrity of others is not demanding, does not proclaim own achievements is resistant to criticism will not force opinions others without request cannot be definite on some ideas expresses oneself with words is energetic does not take action before all avenues are considered will comply with rules and regulations controls purpose over impulse ready to contribute or help, open to suggestion is unsociable, mentally detached sees the negative in a situation

8: 0

Estudio del Caso B

Nivel 2 Capítulo 8 Caso Estudio B


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Estudio del Caso B

"Ha llovido todos los días esta semana," pensó Butch Gofer cuando manejaba para trabajar aquel viernes, 15 de agosto. "Este contrato de trabajo de pintura con Loverboy Painting, Inc. no está resultando como pensaba; he trabajado todos los fines de semana desde el principio de verano y no se ve cuándo terminare. Debería obtener un reconocimiento por todo este trabajo extra" pensó. Cuando llegó al trabajo en el Blue Chip Fabricators, Malcolm Bodger, el capataz del taller lo saludó. "Parece ser un excelente día para pintar," dijo alegremente Malcolm cuando se encontró con Butch en el estacionamiento. "Será excelente si ese inspector con cuello de lápiz no se presenta con sus montones de reportes de inconformidad" dijo Butch. "Demasiado tarde" dijo Malcolm. "Ahí está". Simon Peabody había trabajado para la Compañía de Inspecciones Impecables, Inc. durante casi cinco años y tenía una buena reputación por su minuciosidad y atención a los detalles. La Compañía de Inspecciones Impecables Ltd., había sido contratada por Skinflint Pipeline, Ltd., para vigilar el control de calidad de un trabajo de tuberías que se estaban instalando en Alaska y que tenía que concluirse a finales de septiembre. Loverboy Painting, Inc., estaba recubriendo el ducto de acero de 26 pulgadas de diámetro con 25 mils de 100% sólidos de poluretano en el terreno de Blue Chips Fabricators en Seattle. "Quizás usted podría ponerme al tanto del trabajo que se ha realizado después de mi última inspección" Simon le dijo a Butch cuando éste se acercaba. "Todo lo que hemos hecho es reparar todo lo usted rechazó la última vez que vino" dijo Butch. "Con toda esta lluvia, no he podido recubrir ni un pedazo de ducto y el terreno de Blue Chip está tan apiñado de cosas que ni siquiera me puedo mover en ese espacio". "La pintura tiene que estar correctamente aplicada antes de que el material esté en ese barco ó habrá serios problemas en Alaska" dijo Simon. Cuando llegaron al sitio de trabajo, Simon comenzó a inspeccionar los ductos y a escribir las notas en una bitácora con forro de cuero. Después de unos minutos se acercó a Butch que se estaba preparando a su equipo de trabajadores para iniciar el día laboral. "Tendré que escribir un NCR (Reporte de No Conformidad) sobre las reparaciones que han hecho," dijo Simon. "¿Por qué?" preguntó Butch. "Porque la especificación dice en la cláusula de Mano de Obra, que la superficie de la pintura tiene que estar libre de cualquier escurrimiento, hundimiento, o sobre-atomizado (overspray). Hay sobre-atomizado alrededor de cada reparación que hicieron. Además el recubrimiento que había se lijó más allá del área de las reparaciones ocasionando una apariencia fea en todo el trabajo, lo cual tampoco está permitido en la especificación”. Dijo Simon.


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Estudio del Caso B

Butch inhaló profundamente y su cara volvió un color rojo carmesi mientras Simon describía su RNC y finalmente explotó, “¿Qué se supone que tengo que hacer al respecto, Simon?”. La especificación dicta que lije el recubrimiento anterior y que entonces repare todos los parches por atomización. Si piensas que voy a poner cinta para proteger alrededor de cada pedazo, usted está loco.” “No es mi trabajo mostrarle cómo cumplir con la especificación, señor Gofer. Sólo sé que no se ajusta a ésta y que el trabajo no es aceptable,” dijo Simon. “Bien, iré a ver a Malcolm para este asunto,” dijo Butch retirándose enojado, “porque estoy harto de esto!” Cuando Simon y Butch entraron a la oficina, Malcolm estaba con su taza de café platicando amigablemente con Sally, una de las secretarias. Justo sonó el teléfono. “Bert Stoud en la línea uno” dijo Sally. “Puedo adivinar de lo que se trata,” dijo Malcolm al tomar el teléfono. “¿Dónde está mi ducto?” gritó Bert. “Usted me prometió enviármela la semana pasada y entiendo que ni siquiera ha salido”. “Es cierto, señor Stoud” dijo Malcolm. “Le digo que el contratista de la pintura y el inspector acaban de entrar a mi oficina, déjeme decirles que tomen el teléfono.” Después de escuchar durante un par de minutos, Bert se cansó. “No quiero oír ni de problemas de clima ni de reportes de inconformidad, sólo me importa tener el ducto en el sitio de trabajo. Si me cancelan la obra por la falta del ducto, tanto Blue Chip como Loverboy van a tener que endeudarse hasta las narices por cargos de retraso. Consígame un ducto aceptable para finales de la próxima semana o van a ver,” dijo Bert y colgó el teléfono. Los demás se sentaron y durante unos pocos minutos se miraron hasta que finalmente Malcolm preguntó, “Está bien, muchachos…pero ¿cómo vamos a resolver estas diferencias y mandar a embarcar ese ducto?


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Estudio del Caso B

RESUMEN DEL EJERCICIO DE EQUIPO: 1. Identifique los estilos representados por los individuos involucrados y explique por qué usted ha hecho esas evaluaciones. Use sus notas de clase. 2. Describa lo que sucede con la gente, los materiales y los procedimientos que hacen de esto una situación difícil. 3. Describa cómo se pudiera manejar este problema de forma más eficiente o cómo se pudiera hacer menos difícil. 4. Desarrolle un plan de trabajo de cuatro a seis pasos que permita laborar más eficientemente con los otros tres estilos representados.

5. Prepárese para hacer una presentación al resto de la clase de 5 a 10 minutos del punto 1 al 4.


Pensemos en el Sistema Métrico

Nivel 2 Capítulo 9 Cálculos Matemáticos

Pensemos en el Sistema Métrico Introducción


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Pensemos en el sistema métrico Introducción Gradualmente, los Estados Unidos están convirtiendo su sistema de medición de pulgadas y libras al sistema métrico. Quizás dentro de las dos próximas generaciones, el sistema métrico se adoptará en los Estados Unidos, y la regla de pulgada deberá reemplazarse por la regla de centímetro. Hace aproximadamente 20 años, se hicieron esfuerzos por cambiar a sistema métrico, pero los esfuerzos fallaron por falta de apoyo de la industria y las empresas. Para ayudar a esto, el Congreso en 1991 aprobó una ley que hacía obligatorio para el Gobierno Estadounidense, después de 1992, comprara sólo aquéllos productos que se producían en unidades métricas. La ley no dijo que nadie tenia que cambiar al sistema métrico, solamente decía que el gobierno no compraría nada a menos que se produjera en unidades métricas. Europa y el Reino Unido tienen leyes y regulaciones similares, pero si usted quiere hacer negocio con los gobiernos en Europa y de los Estados Unidos debe empezar a pensar en el sistema métrico. Si usted hace cualquier trabajo de inspección en Europa o en cualquier otra parte del mundo, necesitará concocer el sistema métrico y poder trabajar con él. Algunas industrias importantes americanas, como la de bebidas alcohólicas, farmacéutica e industrias automotrices ya producen sus productos en unidades métricas. Otras, como la industria de los alimentos en los Estados Unidos enlistan sus productos en ambos sistemas, el ingles y el métrico en sus etiquetas. Los automóviles estadounidenses tienen el indicador de velocidad tanto en millas por hora como en kilómetros por hora. El sistema métrico tiende a poner a la mayoría de los Estadounidenses al límite, generalmente porque creen que será muy difícil. En realidad, el sistema métrico, como el dólar, está basado en un sistema decimal, de forma tal que es mucho más fácil hacer uso de éste que del sistema de pulgadas, libras, y grados Fahrenheit. Para aprender el sistema métrico, necesitamos aprender a pensar en ese sistema-conceptualizarlo no simplemente visualizar la cantidad de las dimensiones físicas que están siendo medidas por el sistema métrico. Podemos visualizar la distancia, pero no podemos visualizar la temperatura, ni la masa (peso). Necesitamos saber lo que se siente al levantar una masa de ese tamaño, y si es demasiada pesada para levantarla, necesitamos otra referencia y debemos ser capaces de visualizar algo que ya sabemos es pesado.


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Objetivos En este ejercicio, intentaremos conseguir un mejor entendimiento del sistema métrico. Queremos que usted: Vea algunas unidades métricas de medición y sus símbolos Identifique prefijos usados con las unidades métricas Identifique algunos tamaños de referencia para distancias pequeñas Haga listas comparativas de las medidas de muchos de los objetos comunes alrededor nuestro. Explore alguna forma simple de hacer una conversión rápida de un sistema al otro para obtener los valores aproximados Complete algunos ejercicios simples usando varias unidades métricas

Sistema Métrico Simplificado El sistema métrico está basado en el sistema simplificado llamado SI (Sistema Internacional de Unidades) que se adoptó aproximadamente en 1960 por la mayoría de las organizaciones científicas internacionales importantes para su uso científico en todo el mundo. En 1972, este acuerdo internacional se reafirmo y fue firmado por los países industriales más importantes, incluyendo los Estados Unidos.

Unidades Métricas y Sistemas Internacionales La tabla de abajo nos da las unidades métricas normalmente usadas y sus símbolos de SI (no sus abreviaciones) TABLA 9-1 Cantidad Física Longitud Volumen Peso (masa) Temperatura

Unidad Metro litro gramo grado centígrado


Símbolo M L G °C

9: 3


Prefijos El sistema métrico tiene una base para cada cantidad física y un prefijo para cada tamaño significativo. Estos prefijos dicen cuántas veces más grande o más pequeño es una unidad y también hacen las cosas de un tamaño más confortable, para que con ellas, ninguna unidad de SI sea demasiado pequeña o demasiado grande. Cada prefijo es algún múltiple de 10, y puede usarse con cada base. El prefijo kilo significa mil veces. Un kilo agregado a la raíz de gramo produce 1000 gramos que son un Kilogramo. Un Kilo agregado a un metro produce una medida que equivale a 1000 metros. La tabla de abajo proporciona los prefijos más comunes y sus símbolos. La mayoría de los prefijos que acaban en “i” hace la raíz más pequeña y los que terminan en una “o” o en una “a” se hacen más grandes. TABLA 9-2 Prefijo (más pequeño) Significado Símbolo deci centi mili micro

0.1 (un décimo de…) 0.01 (una centésima de…) 0.001 (una milésima de….) 0.000 001 (una millonésima de.. )

d c m µ

Haciéndolos más grandes Hecto Kilo Mega

(100) cien veces (1000) mil veces (1000 000) un millón de veces

h k M

Las Unidades más Comunes para Distancias Pequeñas En el sistema métrico, las distancias entre un décimo de pulgada y algunas yardas normalmente se pueden expresar de tres maneras: En milímetros (mm) En centímetros (cm) Como partes decimales de un metro (m)

Definiciones El metro En el siglo dieciocho, el metro se definió como 1/10,000,000 de la distancia entre el Ecuador y el Polo Norte. Ahora se define más precisamente como 1,650,763.73 longitudes de onda de la línea rojo-anaranjada del isótopo criptón-86, (ó 39.37 pulgadas).


9: 4


Unidades de masa (Peso): Hay cuatro unidades principales de masa (peso): -

El miligramo (el mg) (alrededor del peso de un grano de sal.)

-

El gramo (g), (el cual es el peso de un milímetro de agua)

-

El kilogramo (kg)

-

El megagrama (Mg)

Unidades de volumen: En los Estados Unidos, las unidades como el cuarto de galón seco y el cuarto de galón líquido son muy aproximados, pero no exactos. Las medidas métricas para el volumen son mucho más simples, ya que un conjunto de unidades es para ambas mediciones líquidas y secas. El sistema métrico usa tres unidades principales para medir el volumen: - Litro (L) - Mililitro (ml) - Metro cúbico (m3) La unidad más común para el volumen es el litro porque es aproximadamente un cuarto de galón (aproximadamente 5% más que un cuarto de galón). Por la definición, 1 litro es 1 decímetro cúbico (1 dm). Un cubo con lados iguales a 1 decímetro (10 centímetro) equivale a 1 litro Unidades de Temperatura La temperatura está basada en la escala Celsius anteriormente conocida como la escala de Centígrado. El rango es de 100° entre el punto en el cual el agua hierve (100°C) y su punto de congelamiento, a 0°C. Con la escala Fahrenheit, este intervalo es de 180°.

Distancias Podemos identificar ciertos tamaños de referencia de cuerpo que podrían usarse al estimarse pequeñas distancias. Los siguientes son algunos promedios de referencia de las mediciones: - El ancho de la uña del dedo más pequeño - Los 4 dedos apretados juntos

10mm 50mm


9: 5


- El ancho de la mano del puño es de - La distancia del hombro izquierdo al dedo más largo de la mano derecha es de - La distancia del codo, a la punta del dedo más largo es de - La longitud de la mano desde la muñeca al dedo es de

100mm 1m 500 mm 200 mm

La Figura 9.1 muestras cómo m, m2, y m3, y sus submúltiples se relacionan a partes del cuerpo humano y de algunos objetos comunes.

El tamaño representado dm3 (10 cm x 10 cm x 10 cm) comúnmente se conoce como un litro. El símbolo cm3 a menudo se denota por ml y a veces, incorrectamente en los Estados Unidos, por el cc también. En ingeniería y en la literatura técnica, sólo los símbolos del SI (m3, dm3, cm3, mm3, km3, etc.) se deben usar. En planos de ingenieria, las dimensiones se muestran en mm únicamente. Los ingenieros generalmente evitan los prefijos centi y deci excepto con el volumen. Estos prefijos, centi y deci mostrados en la tabla 9-3, podrían ser reemplazados por el prefijo m o por ningún prefijo. En este caso, las mediciones deberían ser: - El paso largo (paso) sería:

1 m o 1000 mm

- La anchura de la mano cambiaría a

1 dm a 100mm

- La anchura de la uña del dedo más pequeña cambia de

1 centímetro a 10mm

- El grosor de una moneda de un centavo sería de diez centavos de

l mm

- El área de uña del dedo más pequeño


9: 6


1 cm2 a 100 mm2

sería de

Dimensiones de Algunos Objetos Comunes Distancia – Piense en metros - El diámetro de una moneda 25 centavos (EU)

25 mm

- El diámetro de un centavo (EU)

18 mm

- El diámetro de una lata de coca-cola

50 mm

- El diámetro de un lápiz

8 mm

- El diámetro de una aguja

1 mm

- El diámetro de un hilo

0.3 mm

- El diámetro de un árbol grande

1m

- El diámetro de una aspirina

10 mm

- La altura de una lata de coca-cola

120 mm

- La altura promedio de la mujer

1.65 m

- La altura promedio de un hombre

1.80 m

- La altura de un jugador de basketball

2.13 m

- La altura de un jinete ecuestre

1.5 m

- La altura de la Torre de Sears

442 m

- La altura del Edificio Empire State

381 m

- Un furlong (1/8 milla-para carreras hípicas)

200 m

- La distancia de la base de “home” a la barda del campo izquierdo

100m

- La distancia de la zona de pitcheo a la base de “home” 19 m - Un campo del fútbol (americano)

90 m

- El Salto de Altura Olímpica

2.25 m

- Salto Olímpico con palo

5.60 m

- 11 campos del fútbol (americano)

1 km


9: 7


Área - Piense en metros cuadrados - El escritorio de la oficina

1 m2

En el sistema métrico, la tierra se mide en ares. Un are es igual a 100 m2, (10 m x 10m). Una hectárea (hect = 100) es 10,000 m2 o 1 km2. Esto es igual a 2.5 acres ó al equivalente de un campo típico del béisbol. Volumen - Piense en litros - El espacio para ubicar un refrigerador grande o el espacio muerto de una camioneta tamaño promedio

1 m3

- Cuarto de galón de leche

1 dm3 (1litro)

- La cuchara del bebé

1 cm3 (1 ml)

- 1 cucharadita

5ml

- 1 cuchara

15ml

- 1 Taza

250 ml

- 1 Galón EU de leche

3.8 L (litros)

- Un cubo de 10 cm x 10 cm x 10 cm

1 dm3 o 1 L

- Un cubo 1 cm x 1 cm x 1 cm

1 cm3 o 1 ml

El peso - Piense en gramos (gramos) - Una caja de 1 m x l m x 1m igual a un m3 sostendrá

1000 kg de agua.

- 1 tonelada métrica (tonelada)

1000 kg

- Un hombre grande

100 kg

- Un hombre promedio

80 kg

- Una mujer pequeña

50 kg

- Una mujer promedio

60 kg

- El luchador pesado

125 kg

- Un jinete

45 kg


9: 8


- 1 manzana grande

100g

- 1 piña fresca

1 kg

- La lata grande de sopa

500 g

- El receptor del teléfono

300 g

- Una batería tamaño D

100g

- 1 moneda de cinco centavos

5g

- 1 tachuela de la alfombra

1g

- Una maleta pesada

25 g

- Un pavo de Navidad

9kg

Temperatura - Piensa en Centigrados Grados

°F

°C

- El agua se congela a

32

0

- El agua hierve a

212

100

- La temperatura ambiente es

70

20

- Un día de mucho frío es de

-22

-30

- El día más frío en Dakota Nor

-40

-40

- El día más caliente en Arizona

113

45

Temperaturas del cuerpo - La temperatura normal del cuerpo

98.6

37

- Un resfriado

99.5

37.5

- Una baja temperatura

100.5

38

- Una gripe (influenza)

102

39

- Muy enfermo

104

40

- Alarmante

105

40.5

- Convulsiones

106

41


9: 9


Varias temperaturas: (aprox.) - Temperatura de fusión del acero 4500

3000

- Temperatura de fusión del oro

1800

1000

- Temperatura de cocción de un bistec (asado)

480

250

- Horneado de papás

390

200

- Horneado el pastel

375

190

Presión – Piense en Pascales Se define la presión como la acción de una fuerza ejercida sobre un área. La unidad SI es N/m2 y esta unidad se denominó pascal en honor del científico francés. El símbolo en la unidad métrica Pa. El pascal reemplaza todas las otras unidades de presión incluso la unidad denominada bar, aunque frecuentemente este término todavía se usa por algunos ingenieros. En el SI, la diferencia entre presión absoluta, presión manométrica, y presión del vacío se establecerse con palabras porque no hay ningún símbolo para éstos. Por ejemplo: - Presión absoluta de 150 kPa - Presión manométrica de 80 kPa; 85 sobre presión ambiente - 85 bajo presión ambiente (el término vacío se evita usualmente) La unidad de presión es una de esas unidades dónde una diferencia entre una escala y un incremento puede causar un error en la conversión; por ejemplo, a menudo no es aparente que se entiende por atmósfera. La escala de conversión se complica por la existencia de dos referencias estandarizadas de presión del aire - la internacional (101.325 kPa) y técnica (99.067 kPa). La referencia de la presión ambiente (atmosférica, barométrica) se espera que se establezca para el trabajo ingenieril a 100 kPa, con los incrementos siendo en pascales. Algunos valores comunes equivalentes de presión incluyen: - 1 psi es un poco menos de 7 kPa (realmente 6.895 kPa) - 1 atmósfera estándar es exactamente 100 kPa - 1 MPa equivale a 10 veces la presión atmosférica - 1 bar (cuando se usa) es exactamente 100 kPa


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- 1 pulgada de Mercurio (Hg) es aproximadamente 3.5 kPa Velocidad – Piense en Kilómetros por hora En el sistema métrico la velocidad se mide kilómetros por hora (km/h), y en el trabajo científico se mide en metros por segundo (m/sec). Un kilómetro equivale aproximadamente a seis décimas de milla, así que 100 km/h es igual a 60 millas por hora; 1 milla es igual a 1.609 km; por consiguiente 100 millas por hora son iguales a 161 km/h. Referencias para velocidad (aproximadamente): - Caminar a paso moderado

5 km por hora

- Trotar

10 km por hora

- Manejar en una zona escolar

32 km por hora

- Manejar dentro de la ciudad

55 km por hora

- Manejar en autopista

113 km por hora

- Manejar en el autódromo de Indianapolis

320 km por hora

- Viajar en un avión

965 km por hora

Referencias rápidas Distancia Para valores aproximados, se pueden usar algunas conversiones simples, pero para trabajar científicamente, es decir con precisión o trabajo ingenieril se tienen que usar los factores de conversión exactos. Factores de conversión como “reglas de dedo” (rule of thumb), son fáciles de memorizar. Dos de esas se deben de recordar. Cuando se convierte de una unidad más grande a unidades más pequeñas, se debe obtener un número más grande. Por ejemplo, cuando usted desea convertir 5 pulgadas a centímetros multiplique los 5 por 2.5, lo cual da 12.5. Unidad más Grande 5 pulgadas

Unidad más Pequeña 12.5 centímetros

Lo opuesto también es cierto: Cuando se convierte de unidades más pequeñas a unidades más grandes, se obtiene un número más pequeño.


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Unidad más pequeña 50 centímetros

Unidad más grande 0.05 metros

El factor de conversión de pulgadas a centímetros es 2.54 o 2.5. Se puede multiplicar pulgadas por 2.5, o para valores aproximados se puede duplicar y sumar la mitad. Por ejemplo: Para convertir 20 pulgadas a centímetros duplicamos 20 y agregamos la mitad, o 20 x 2 = 40 + 10 que igualan 50cm. Cuando se convierten millas a kilómetros, se debe multiplicar las millas por el factor de conversión de 1.609 (kilómetros) por milla o simplemente agregar un 60 por ciento. Por ejemplo, 100 millas por hora equivalen a 100 mph + 60% de 100 mph, lo que es lo mismo a 160 km/h. Temperatura La conversión de °F a °C se basa en la fórmula: °C = 5 (°F-32) 9 Para los valores aproximados de 0C, tome la mitad de la temperatura en °F y substraiga 15, como sigue: °C = 1 (°F) -15 2 °C = (°F -32)x 5 9 °C = (90 - 32)x 5 = 32.2°C 9 Peso (masa) Cuando se convierte de libras a kilogramos, recuerde que una libra es más pequeña que un kilogramo (lb = 0.45 kg). Para hacer una conversión rápida, tómele la mitad y entonces el 10% digamos de lo que quedó. Por ejemplo, usando 90 libras 1/2 (90) = 45 10% 45 son 4.5, digamos que 45 - 5 = 40 kg. El valor real es 40.5 kg. Volumen Cuando se trabaja con litros, recuerde que un litro es más grande que un cuarto de galón (un litro = 1.057 cuartos de galón). Si usted trata un cuarto de galón como si fuera un litro tendrá un error de aproximadamente el 5%.


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Ejercicios con el Sistema Métrico 1. Escriba el nombre correspondiente del prefijo y su símbolo usado para expresar lo siguiente: a. 0.01 b. 1,000,000 veces c. 1000 veces d. 0.1 e. 0.000001 f. 100 veces g. 0.001 2. Cambia cada una de las siguientes cantidades siguientes a su equivalente en la unidad base, y liste el símbolo correspondiente: a. 1 miligramo

gramo

b. 1 kilómetro

metros

c. 1 microgramo

gramo

d. 1 centímetro

m

e. 1 micrómetro

metro

f. 1 milímetro

metro

g. 1 centi1itro

litro

3. Escriba el símbolo para cada una de las siguientes unidades: a. centi1itro b. ki1ómetro c. centímetro d. mililitro e. decilitro f. micrómetro


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g. hectogramo h. milímetro i. megagrama j. micrón 4. Sin buscar atrás y sin pensar en las alturas de algunos objetos complete la siguiente lista: a. Su altura en milímetros es de _______________________ mm b. ¿Qué tan alto sería en centímetros un jinete? ____________ cm. c. Un hombre promedio mide alrededor de_______________ cm. d. Un jugador del baloncesto mide alrededor de ____________ cm. e. La altura de una lata de coca-cola es de alrededor de ______cm. 5. Sin mirar atrás, estime lo siguiente: a. ¿Cuánto es 5 m3 de agua en kilogramos? ________________ kg. b. ¿Cuánto cree que un paquete de 200 libras pesará? __________kg c. ¿Cuánto pesa un litro de leche en gramos? ____g ó ______

kg

d. ¿Cuánto pesa un metro cúbico de agua? ____________________ kg e. Una cucharadita de medicina equivale a ________________ ml. f. Un cuarto de galón de leche equivale a _________________ litro. 6. Sin mirar a atrás, estime lo siguiente: a. La temperatura normal del cuerpo humano es de __________°C. b. El Agua hierve a ____________________________

°C.

c. El día más frío en el Norte de Dakota es de _______________°C. d. La temperatura ambiente es de _________________________°C e. 100 kilómetros son alrededor de ________________________ millas f. Un avión viaja a una velocidad de alrededor de ____________Km/h


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7. Referencias Rápidas a. De unidades grandes a unidades pequeñas 10 pulgadas

centímetros

1 metro

pulgadas

1 metro

centímetros

1 hectárea

acres

1 litro

mililitros

1 kilómetro

metros

b. De unidades pequeñas a unidades grandes 100 centímetros

metro

1000 centímetros

metros

1000 metros

kilómetro

1 acre

hectárea

1000 kilogramos

tonelada métrica


Métodos e Instrumentos de Prueba No Destructiva

Nivel 2 Capítulo 10 Métodos e Instrumentos de Prueba no Destructiva

Métodos y Pruebas no Destructivas


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Métodos e Instrumentos de Prueba no Destructiva Introducción En el nivel 1 de este programa, se repasaron ampliamente algunos de los instrumentos de prueba básicos usados en la inspección de recubrimientos. Estos instrumentos se usaron para preparar las estaciones de práctica del examen de laboratorio de campo y también el examen de práctica final. En este curso se cubrirán otros tipos de instrumentos y pruebas para la inspección de recubrimientos. Estos instrumentos son: Más sofisticados y/o más complejos y debido a su naturaleza se usan menos. Parte de un grupo de instrumentos de prueba destructiva sólo se usan cuando la especificación lo requiere o cuando han sido autorizados bajo contrato. Los instrumentos de prueba e inspección a ser discutidos incluyen: •

Monitoreo atmosférico y de seguridad. - Medidores de vapores de solventes. - Medidor “Drager”.

•

Pruebas de superficie - Medidores del pH - Amplificadores - Evaluación de ampollas - Indicador de humedad -

Pruebas de sales químicas solubles en agua


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•

Integridad del recubrimiento: instrumentos no destructivos - Medidor magnético “pull-off” tipo 1 - Medidor electromagnético DFT tipo 2 - Medidor de corrientes Eddy DFT

Seguridad y Monitoreo Atmosférico Introducción Muchos ambientes en los que trabajan los inspectores de recubrimiento son peligrosos y esto puede ser consecuencia del medio ambiente existente, o debido a la creación de una atmósfera tóxica o explosiva causada por materiales relacionados con el pintado, principalmente por los solventes. El equipo de monitoreo atmosférico y de seguridad, se diseña para lograr un ambiente de trabajo seguro en las siguientes áreas de trabajo generalmente catalogadas como de “peligrosas”: Producción de petróleo o gas o instalaciones de almacenamiento Instalaciones para el almacenamiento de combustibles Plantas de tratamiento de aguas negras o tuberías de aguas negras Plantas químicas. Vagones-tanque de ferrocarril Las condiciones son especialmente arriesgadas al trabajar en espacios confinados, como en tanques, vagones, tuberías o recipientes de almacenamiento El inspector de recubrimientos es responsable de su propia seguridad, y a menos que se requiera en la especificación o en un contrato por separado, el inspector no monitorea, ni supervisa ni hace cumplir las reglas de seguridad y/o regulaciones. Debido a las posibles implicaciones legales, el inspector debe intentar limitar esta responsabilidad, aunque algunos de los aspectos del monitoreo de la seguridad, pueden ser un requisito del empleo.


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El inspector tiene la obligación de cuidar y debe informar a su supervisor sobre cualquier violación de seguridad o de prácticas inseguras.

Medidor de vapores de solventes Varios tipos de medidores monitorean la atmósfera para detectar: Gases tóxicos (metano, sulfuro de hidrógeno, etc.). Gases combustibles (como la mayoría de los solventes). Deficiencia de oxígeno (el contenido normal de oxígeno es de 20%). El instrumento es capaz de monitorear estas tres condiciones, y es pequeño y bastante ligero para ser transportado como un medidor personal. La mayoría de los instrumentos como éste, tiene hasta tres sensores separados que permiten al dispositivo supervisar simultáneamente estas tres condiciones.

Figura 10.1: Medidor de vapores de solventes (Tritector).

Típicamente estos sensores son: Celdas galvánicas, las cuales monitorean el contenido de oxígeno produciendo una corriente en proporción a la cantidad de oxígeno. Cuando la corriente alcanza un nivel preestablecido, suena la alarma. Los sensores de óxido metálico, monitorean los niveles de gases tóxicos o combustibles. Los óxidos metálicos cambian su resistencia eléctrica en presencia de gases. Cuando la resistencia de cualquier celda alcanza un nivel preestablecido, se enciende una alarma.


10: 3


Se deben consultar los manuales de instrucciones para el funcionamiento y mantenimiento de cada marca y modelo, pero algunos principios generales de funcionamiento pueden incluir: Leer las instrucciones. Verificar la calibración del dispositivo tan frecuentemente como se requiera para asegurar que las lecturas sean exactas. Asegurar que las baterías para la unidad sean nuevas y/o estén cargadas adecuadamente. Permitir un período de calentamiento cuando el dispositivo se enciende por primera vez para que se estabilice y proporcione lecturas correctas. Es importante que el inspector realice las pruebas de la atmósfera en las áreas donde se realiza realmente el trabajo. Muchas compañías actualmente requieren que sus trabajadores porten monitores personales y también de oxígeno de emergencia, (medidores y tanques de oxígeno de rescate de hasta 10 minutos de duración) si están trabajando dentro y/o alrededores o en espacios confinados.

Figura 10.2: Monitor personal con tanque de oxígeno de emergencia de hasta 10 minutos de duración. Los dispositivos de monitoreo, deben calibrarse usando concentraciones conocidas de gas (metano, sulfuro de hidrógeno, etc.).

El inspector debe estudiar cuidadosamente y seguir las instrucciones del fabricante cuando se calibren estos instrumentos. Algunos modelos de estos instrumentos están hechos para monitorear sólo un gas o vapor, y es imperativo saber lo que podría estar en el medio ambiente que se está verificando.


10: 4


Tubos y Medidor Drager El ejemplo de un instrumento de muestreo atmosférico simple es el medidor Drager. Este dispositivo consta de un bomba de fuelle, el cual se opera apretando y soltando. Este bombeo succiona aire o cualquier otro gas a través de un tubo de vidrio que contiene un indicador químico preestablecido.

Figura 10.3: Medidor Drager con Tubos Detectores Con este dispositivo, también está disponible un juego de aproximadamente 250 tubos y cada uno contiene un reactivo químico. Cada tubo es para un vapor químico o gas específico, por consiguiente, el inspector o verificador deberá contar con una indicación de cual gas o vapor se sospecha su presencia. El tubo está sellado en cada extremo, pero está diseñado para ser roto fácilmente y permitir la entrada de aire o vapor. Para operarse, el verificador selecciona el tubo para el gas indicado y rompe cada extremo del tubo. El tubo se coloca en el medidor Drager y los fuelles se comprimen un número apropiado de veces (normalmente 10). Conforme el vapor fluye a través del tubo, ocurre un cambio de color indicando el nivel del gas probado. Los tubos estarán graduados con marcas a lo largo del tubo e indican la concentración del gas en partes por millón (ppm). Esta lectura puede verificarse contra los niveles aceptables predeterminados.

Figura 10.4: Fuelle de Succión con Tubo Insertado.

Prueba de Superficie


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Introducción En el nivel 1, se puso mucho énfasis en la preparación de la superficie incluyendo: La observación o inspección de la superficie a ser recubierta. Limpieza previa, la cual incluye la inspección del diseño o defectos de fabricación y la reevaluación después de que las correcciones especificadas se han hecho. Las operaciones de limpieza. Las evaluaciones de la superficie limpiadas previo a la aplicación del recubrimiento y de la superficie recubierta antes y después de cada capa de recubrimiento. Este énfasis en la preparación de la superficie se continuará aquí conforme se discuten las siguientes herramientas y pruebas de inspección: •

Medidor de pH

•

Amplificadores

•

Prueba de evaluación de ampollas

•

Indicador de humedad

•

Sales químicas solubles en agua.

Figura 10.5: Agua Destilada e Indicadores de pH


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Medidor de pH El medidor de pH es un instrumento de prueba específico usado en el laboratorio y generalmente no se encuentra en campo. Como se estableció en el nivel 1, el nivel de pH indica qué tan ácido o qué tan alcalina es una solución acuosa, siendo neutro con un pH de 7.0. El intervalo de pH de 0.0 a 7.0 es ácido y el intervalo de 7.0 a 14.0 es alcalino. El sensor del medidor de pH se pone en la solución acuosa a ser medida. El sensor contiene dos celdas que producen un voltaje eléctrico en la solución. La circuitería del medidor convierte este voltaje en una lectura de pH.

Figura 10.6: Medidor de pH Un medidor de pH se calibra usando una solución estándar llamada “buffer” de concentración conocida a una temperatura específica. Un medidor de pH podría usarse en lugar del papel de pH descrito en CIP nivel 1 para probar la acidez o alcalinidad del agua de la superficie a ser recubierta, o del agua usado al probar la contaminación en los abrasivos.

Figura 10.7: Comparando el Papel Indicador de pH con la Escala de pH


10: 7


Amplificadores Además de los comparadores de superficie de 5x mencionados en el nivel 1, otros tipos de amplificadores pueden ser útiles para el inspector de recubrimientos. Estos dispositivos se usan para examinar la superficie por: •

Contaminación

•

Ampollas

•

Óxido

•

Calamina

•

Microporos

Una variedad de magnificadores de bolsillo plegables están disponibles y se pueden transportar fácilmente. Éstos pueden ser muy útiles al inspector.

Microscopio de Superficie 30x El microscopio 30x generalmente es tan fuerte como sea práctico para su uso en campo para un examen de la superficie antes y después de la preparación, así como después del recubrimiento. La unidad mostrada aquí es particularmente útil porque es compacta, se pliega para su fácil almacenamiento y tiene iluminación propia.

Figura 10.8: Microscopio de Superficie 30x. El magnificador consiste de dos tubos. Un tubo contiene al amplificador 30x y el otro contiene de baterías para la luz que ilumina la superficie.


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Microscopio Binocular El microscopio binocular, también llamado estereomicroscopio proporciona una imagen tridimensional. Estos microscopios están disponibles con amplificaciones de hasta de 500x.

Prueba de Evaluación de Ampolla La prueba de evaluación de ampollas está basada en ASTM D 714, Método de prueba para Evaluar el Grado de Ampollamiento de Pintura. Esta prueba se usa frecuentemente para evaluar el grado de ampollamiento que puede resultar de probar un recubrimiento bajo condiciones de laboratorio, tal como en una celda de prueba “Atlas”. En el campo, un supervisor también usa frecuentemente este método de prueba para evaluar el grado de ampollamiento encontrado en los recubrimientos de una estructura. El estándar usa un juego de papel fotográfico brillante B/N tomado por el supervisor para evaluar el grado de ampollamiento considerando el tamaño y frecuencia de las ampollas.

Este método de prueba está diseñado principalmente para su uso en superficies metálicas, pero puede también ser usado para los recubrimientos en superficies porosas. Hay cuatro tamaños de ampollas ilustradas aquí que oscilan desde un tamaño grande # 2 a un tamaño pequeño # 8. La frecuencia de las ampollas varía de denso a pocas, como se muestra a continuación: •

Denso (D)

•

Medio denso (MD)

•

Medio (M)

•

Pocas (F)

Esta diapositiva muestra cuatro paneles que describen la ampolla de tamaño # 4. Más importante que determinar el tamaño y frecuencia de las ampollas, es entender que las causa. Las causas comunes de ampollas incluyen: Presencia de sales ferrosas solubles en agua o residuos químicos higroscópicos sobre el sustrato limpio o recubierto (ampollamiento osmótico).


10: 9


10:10

Figura 10.9: Ampollamiento Osmótico Originado por Sales Químicas Solvente Atrapado

Figura 10.10: Ampollas Causadas por Solvente Atrapado

Figura 10.11: Ampollas Rotas en un Tanque con Corrosión Bajo la Película Gradientes de temperatura a través de la película Incompatibilidad de materiales de recubrimiento Ataque químico Excesivo Voltaje de Protección Catódica

Los informes de ampollamiento deben detallar los siguientes aspectos:


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Tamaño Frecuencia de distribución por unidad de área - Las áreas más pequeñas se indican en pulgadas cuadradas o centímetros cuadrados. - Las áreas más grandes se indican en pies cuadrados o metros cuadrados Patrones de distribución (dispersas, local o general). Forma de las ampollas.

Algunas causas de ampollado particular a substratos porosos son: Humedad en el substrato Aire atrapado en el substrato Expansión del aire y/o humedad debida a los cambios de temperatura y/o a la presión barométrica Presencia de sales hidroscópicas debajo de la película del recubrimiento

Detección de Humedad Pruebas

- Indicadores y

Se puede medir la humedad en la madera y el yeso con un medidor de humedad, el cual indica el nivel de humedad relativa a la pintura en los substratos. Un medidor de humedad también puede usarse como un indicador cualitativo del contenido de humedad en el concreto.

Indicadores de Humedad para Madera, Yeso y Concreto Un medidor de humedad es un instrumento no destructivo operado con baterías, usado para determinar niveles de humedad en paredes con recubrimiento de yeso, concreto y ladrillo, y aislamiento de paredes y techos a través de lecturas comparativas cualitativas. Puede usarse en madera para lo cual lee el contenido de humedad de la madera directamente como porcentaje del peso en seco.



Figura 10.12: Medidor de Humedad El medidor tiene dos escalas, una marcada como “madera” y la otra como “yeso-concreto” con escala de referencia de 0 a 100. Al probar madera, las lecturas deben hacerse en la escala de MADERA e indican el porcentaje del contenido de humedad.

Figura 10.13: Acercamiento del Frente de un Medidor de Humedad Al medir la humedad en el concreto, yeso o ladrillo, las lecturas se toman en la “escala de referencia de yeso-concreto”. Estas lecturas serán consideradas una medida cualitativa del nivel de humedad. Las lecturas en el extremo bajo de la escala indican una condición de “más seco”, la cual se hace progresivamente más “húmedo” conforme las lecturas se mueven hacia el extremo superior de la escala. Se sugiere que las pruebas se hagan en muestras de materiales aceptables “secos” y usar tales lecturas como estándar o puntos de referencia, para comparar con las lecturas subsecuentes. Debido a que el medidor opera bajo el principio de conductibilidad eléctrica, el usuario establecerá que ninguna lectura (o sólo aquellas muy bajas) se obtienen en “muestras secas”. Un material que incluso cuando


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está seco causa que la unidad lea un valor alto es un material conductor y hace al instrumento ineficaz.

Procedimientos de Prueba Primero, verificar la calibración oprimiendo el botón “Cal Check”, la aguja deberá moverse al valor “20” en la escala. Si no lo hace o si se queda atorada a la izquierda, reemplace la batería y verifique la calibración nuevamente. Conecte el electrodo al instrumento. Coloque las puntas del electrodo sobre el material a ser probado. Madera: Lea la escala de madera. Mueva o presione las puntas del electrodo en la madera y lea el porcentaje de humedad directamente de la escala. Yeso: Inserte las puntas del electrodo en el yeso. Tome las lecturas en la escala de yeso. Una “lectura seca” indica que el yeso está lo bastante seco para la aplicación segura de pinturas o adhesivos. Una “lectura húmeda” indica humedad excesiva y es inseguro para cualquier pintura. Una condición límite se indica por una lectura en la pequeña sección amarilla entre la “sección seca” y “húmeda” de la escala. Como una guía, al probar el yeso y la pared está seca, las lecturas en la sección verde indicarán que el nivel de humedad es mayor al 6%. Concreto: Lea la escala del yeso/concreto. Los resultados son sólo cualitativos.

Consideraciones Especiales para el Concreto Los detectores de humedad, como el del tipo Delmhorst BD, utilizan la relación entre resistencia eléctrica y contenido de humedad en los materiales higroscópicos. En algunos casos, esta relación es confiable al punto que una curva de calibración específica puede desarrollarse de forma tal que el medidor lee la humedad en términos de porcentaje. En el caso del concreto, ladrillos y aislamiento, la calibración de este tipo de instrumento en términos del porcentaje de humedad, es difícil y poco confiable. Esto se debe a muchas variables a difíciles de identificar. El concreto tiene un alto nivel de conductibilidad eléctrica, incluso cuando contiene una cantidad mínima de humedad. Por ejemplo, mientras que un 3 a un 4% de humedad en madera, la cual no puede ser medida por un medidor de humedad, causa una desviación significativa de la aguja del medidor. Por esta razón, los instrumentos usados para probar la humedad en el yeso y concreto son menos sensibles que aquéllos usados para la madera.


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Al probar losa de concreto, sobre todo en aquéllas de nivel promedio o bajo, el contenido de humedad no sólo debe probarse sobre la superficie sino también en el cuerpo interno de la losa para determinar si la migración de humedad continúa hacia la superficie. Cuando existe tal condición, el movimiento de la humedad puede ser muy lento, al punto de que conforme alcance la humedad la superficie, ésta se evapora, causando una aparente “lectura seca” cuando la superficie se prueba. Una prueba similar en la porción no expuesta de la tabla, normalmente produce una alta lectura, indicando la presencia de humedad y problemas potenciales. Si la losa es recubierta y el movimiento ascendente de humedad continúa, esto originará un incremento de presión bajo la porción “no respirante” del recubrimiento, causando su delaminación.

Procedimiento de Prueba en el Concreto Coloque dos clavos para concreto separados aproximadamente 18 mm (0.75 pulg) a una profundidad de 3 mm (0.125 pulg) en el concreto. Haga contacto con el electrodo y los clavos. Apriete el “botón rojo” y lea la medida. Si el medidor lee “húmedo”, el concreto no es satisfactorio para pintar. Si el medidor lee “seco”, muestra que la superficie está seca. Para hacer una prueba dentro de la superficie, taladre dos agujeros de 6 mm (0.25 pulg) de diámetro, separados 18 mm (0.75), a una profundidad de 12 mm (0.5 pulg) a 18 mm (0.75 pulg). Coloque dos clavos de concreto en el fondo de los agujeros sin tocar los lados de los agujeros, y haga la prueba como se describió anteriormente. Si el medidor lee “seco” está listo para el recubrimiento. Debe notarse que incluso las lecturas en la “zona roja” de la escala, indican una humedad relativamente baja contenida en el concreto. Por ejemplo, una lectura en el intervalo 80 a 90 de la escala, indica un intervalo de humedad del 2 al 4%.

Verificando la Operación del Medidor ¿Pueden calibrarse los medidores de humedad? La respuesta es sí. Presione el botón “Cal-check”. La aguja deberá moverse al valor “20” en la escala. Si no lo hace o si se queda parada a la izquierda reemplace la batería. Es normal para el instrumento quedarse parado a la izquierda cuando los electrodos no están en contacto con algún material. ¿Cómo saber si el medidor no opera adecuadamente? Si la unidad se calibra a 20 y no lo registra cuando el electrodo está en contacto con una superficie húmeda, entonces la unidad no está operando correctamente. Además si una batería nueva no restaura la unidad, entonces tampoco funciona adecuadamente.


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Ventajas Portátil Fácil de usar Resultados inmediatos.

Desventajas No puede usarse en metales Cuando se usa con el concreto, los resultados son sólo cualitativos

Comunicados de seguridad La unidad no es intrínsecamente segura.

Otras Pruebas de Humedad para el Concreto Otras pruebas para la presencia de humedad en el concreto incluyen: ASTM D 4263 Método de Prueba Estándar para Indicar la Humedad en el Concreto por el Método de la Hoja de Plástico. ASTM F 1869 Prueba de Cloruro de Calcio Procedimiento de Prueba por el Método de la Hoja de Plástico Un segmento de 1.0 mm (4.0 mil) de espesor de una hoja de polietileno claro de aproximadamente 457 mm por 457 mm (18 pulg x 18 pulg), se adhiere sobre el concreto a ser probado de forma que el concreto se selle herméticamente de la atmósfera y luz del sol. El parche de prueba deberá permanecer adherido al menos 16 horas.

Figura 10.14: Prueba de la Hoja de Plástico sobre un Piso de Concreto Después de que haya pasado el tiempo permitido, la hoja de plástico se removerá y la parte inferior de la hoja en contacto con la superficie de concreto se inspecciona buscando la presencia de humedad. Para pisos, paredes y plafones se requiere de un área de prueba de 46 m2 (50 pies2) o una porción equivalente del área de la superficie, a lo menos que se haya especificado otras.


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La práctica recomendada es de un mínimo de una prueba por cada 3 metros (10 pies) de subida vertical en todas las elevaciones iniciando a 300 mm (12 pulgadas) del suelo.

Procedimiento de Prueba de Cloruro de Calcio ASTM F 1869

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Una cantidad previamente pesada de cloruro de calcio, que es muy higroscópico, es aplicada en un área de la superficie de concreto y se deja por un período convenido de tiempo. Al final de este período el cloruro de calcio se retira y recoge completamente, y se pesa de nuevo. Se puede desarrollar una relación de escalas a partir de las diferencias en peso del cloruro de calcio húmedo y seco. Esta relación de escalas puede usarse para evaluar la condición de la superficie del concreto antes de pintar.

Figura 10.15: Prueba del Cloruro de Calcio de Emisión de Humedad Sobre Concreto Ésta es una prueba usada muy a menudo por contratistas para desarrollar un “negador” en sus garantías si se considera que el nivel de la emisión de vapor de humedad en el concreto es demasiado alto para pintar o sellar. La falla de recubrimientos aplicados a los pisos puede ser el resultado de que contenga demasiada agua líquida o del paso de vapor de agua a través de él. Es importante verificar ambos antes de aplicar los recubrimientos para solidificar los suelos.

Pruebas para Sales Químicas Solubles en Agua Las sales químicas solubles en agua en la forma de iones ferrosos y cloruros, sulfatos, carbonatos, u otros iones pueden estar presentes en una superficie de acero sin recubrir. El dióxido de azufre en la atmósfera puede reaccionar con la humedad sobre el acero y formar ácido sulfuroso y sulfúrico que reaccionan con el acero para formar sulfatos ferrosos que es el ión soluble en agua.



Los iones cloruro pueden depositarse sobre la superficie del acero cerca de atmósferas marinas o de instalaciones químicas. Cualquier sal soluble en agua si se le permite permanecer sobre el substrato descubierto después de la preparación de la superficie, puede absorber la humedad de la atmósfera y formar una celda de corrosión. Esta celda puede permanecer activa en el substrato después de aplicado el recubrimiento y podría originar una falla prematura en éste. Esta situación puede ser más crítica cuando el acero está muy picado. En tal caso, una combinación de soplado abrasivo húmedo y el chorro de agua de alta presión, seguida por un soplado del abrasivo en seco, se puede requerir para reducir la cantidad de contaminación a un mínimo deseable. El efecto de sales solubles como contaminantes en el esquema del recubrimiento ha sido reconocido por mucho tiempo. Desgraciadamente, la industria no ha llegado todavía a un acuerdo general en cuanto al nivel mínimo aceptable de contaminación. Tampoco la industria ha desarrollado un procedimiento estándar para la detección y evaluación de estas sales solubles. Actualmente NACE, conjuntamente con SSPC e ISO, está trabajando para desarrollar este método estándar de prueba. Se espera que como parte de este esfuerzo conjunto, se recomendarán algunos niveles mínimos aceptables de contaminación de sales.

Prueba Cualitativa para Sales Ferrosas Solubles en Agua La prueba cualitativa para las sales ferrosas solubles en agua (iones), es diseñado solo para detectar la presencia de estas substancias en un substrato de acero. No está diseñada para medir la cantidad de estos iones.

Procedimiento de Prueba de Iones Ferrosos La prueba cualitativa para las sales ferrosas solubles en agua incluye: •

Uso de indicadores de papel preparados

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Superficie humedecida con agua destilada

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Aplicación del papel de prueba -El color azul oscuro indica la presencia de sales solubles

El papel filtro se satura con una solución al 5% de cianuro férrico de potasio y se deja secar. Este papel indicador está disponible


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comercialmente, pero puede ser preparado por el inspector, con tal de que tenga un suministro de cianuro férrico de potasio.

Figura 10:16: Papel Indicador con Cianuro Férrico de Potasio, que Indica la Presencia de Sales Ferrosas Solubles

Para realizar la prueba, rocíe una cantidad pequeña de agua destilada sobre la superficie de acero y permita el contacto del agua con la superficie durante 30 segundos. Presione el papel indicador sobre la superficie humedecida y mantenga la presión durante aproximadamente cinco segundos. Cualquier cantidad presente de sales ferrosas solubles se mostrará en el papel de prueba y producirá puntos azules en el papel correspondiente a las áreas contaminadas de la superficie de acero. Ésta es una prueba sensible que incluso puede detectar cantidades diminutas de hierro soluble. Si el papel indicador muestra una gran cantidad de color azul, el usuario puede realizar pruebas sucesivas para intentar cuantificar el hierro. El papel de prueba es sensible a la luz y a la humedad y debe guardarse en un lugar seco y oscuro, lejos de la luz hasta ser usado. El cianuro férrico de potasio también se disipa con el tiempo, así que el papel de prueba debe estar fresco (la vida útil del lote es de aproximadamente tres meses) para minimizar las lecturas falsas o erróneas.

Prueba Semi-cuantitativa de Iones Ferrosos Solubles en Agua Se han hecho esfuerzos para introducir una prueba cuantitativa realista para iones férreos que podrían llevarse al campo. Sin embargo, estos esfuerzos no han sido totalmente exitosos. El método de prueba descrito a continuación está clasificado como semi-cuantitativo y su exactitud depende ampliamente de la técnica del operador.


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Procedimiento de Prueba Marque un área de 15 x 15 cms (6 x 6 pulgadas) del sustrato a ser probado.

Figura 10.17: Delimitación de un Área de 15 x 15cm (6 x 6 pulg) para una Prueba Semicuantitativa de Sales Solubles en Agua. Agrege dos o tres gotas de vinagre (ácido acético diluido) a una probeta graduada de 100 ml y llenala con agua destilada o desionizada hasta la marca de los 22.5 ml. Vierta esta solución en un vaso graduado de 100 o 150 ml. Use un algodón clínico) del tamaño de una pelota de golf y sumérjala en la solución. Use el algodón para limpiar la superficie del área de prueba, cuidando de que el líquido quede dentro del área marcada sobre la superficie.

Figura 10.18: Medición del agua en una Probeta Graduada



Figura 10.19: Limpieza de la Superficie con Algodón Clínico. Regrese el algodón al vaso graduado que contiene la solución de lavado. Use un algodón nuevo y seco para secar el área de prueba. Regrese la segunda pelota al vaso que contiene la solución de prueba y repita el proceso de secado con nuevos algodónes hasta que la superficie esté seca. Agite el contenido del vaso (el cual debe contener todas los algodónes usados) durante 20 segundos.

Figura 10.20: Agitado del Contenido del Matraz durante 20 segundos

Remueva una o dos tiras de prueba del recipiente, cuidando no tocar la zona de prueba del papel. Sumerja brevemente (1 o 2 segundos) una banda de prueba en la solución.


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Figura 10.21: Inmersión de la Tira de Prueba en la Solución de 1 o 2 segundos

En 20 segundos después, compare la zona de prueba del papel con la escala de color al lado del recipiente de tiras de prueba. La carta de colores indica la concentración en miligramos por litro (partes por millón). La concentración se lee en miligramos, pero se reporta en mg/ m2. Este procedimiento proporciona una medida semicuantitativa de los iones ferrosos solubles en agua.

Figura 10.22: Prueba Semi-cuantitativa para Sales solubles en agua—Dentro de 20 segundos compare la Tira de Prueba con la Escala de Prueba.

Almacenamiento Evite la exposición de los indicadores a la luz del sol y humedad. Almacene el equipo en un lugar seco a una temperatura menor a 30º C (90ºF). El papel indicador está disponible para una variedad de substancias. Son de particular interés aquéllos usados para la detección de: Sales ferrosas solubles en agua Haluros, específicamente cloruros, normalmente en la forma de cloruro de sodio



En esta diapositiva se muestra de izquierda a derecha: Papel cualitativo para sales ferrosas solubles en agua Papel semi-cuantitativo para hierro soluble Papel semi-cuantitativo para cloruros

Figura 10.23: Papel Indicador

Pruebas de Iones Cloruro Es posible realizar pruebas para cloruros con la misma solución de prueba usada para determinar las sales ferrosas solubles, pero se usan diferentes indicadores. Un procedimiento en particular usa el analisis volumetrico capaz de detectar cloruros en un intervalo de 30 a 600 ppm (0.005% a 0.1% como cloruro de sodio). Los analisis volumetricos consisten en una tira plástica delgada y químicamente inerte. Laminado dentro de la tira está una banda impregnada con el dicromato de plata. Cuando una tira volumetrica se coloca en la solución, el fluido subirá por la banda por acción capilar. La reacción del dicromato de plata con el cloruro produce una columna blanca de cloruro de plata en la banda. Cuando la banda se ha saturado completamente, la línea sensible a la humedad en la parte superior se vuelve azul. La longitud de la columna blanca en la tira es proporcional a la concentración de iones cloruro.


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Figura 10.24: Analisis Volumetrico para Cloruros en la Solución La prueba se realiza de la siguiente manera: Coloque el extremo más bajo del analisis volumetrico en la solución a ser probada. (La inmersión de la banda completa activará un resultado falso en el cambio de color.) Permita que el fluido de la muestra sature completamente la banda. Determine la altura de la columna blanca después de 2 y 30 minutos posteriores a que la línea de señalización comienza a cambiar a azul. Habrá un área blanqueada de forma cónica en la banda. Se registra el número más cercano a la parte alta de la porción blanqueada. Este número se compara con la carta que acompaña al equipo de prueba. Es importante usar sólo números de lote que coincidan para la carta y el analisis volumetrico para evitar lecturas erróneas. La concentración de cloruros se da en el partes por millón (mg/L).

Otros Métodos de Prueba de Sales Solubles son: Método de la Celda de Recuperación (BresleTM) ISO 8502-6

Figura 10.25: Parche BresleTM


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El siguiente procedimiento se usa con la celda BresleTM Remueva la parte posterior y el círculo de esponja de la celda de prueba y adhiera fuertemente la celda al área a ser probada. Inserte una aguja de una jeringa de 5 mL en la celda a través del perímetro esponjoso. Quite el aire del área de prueba tirando el embudo de la jeringa. Inyecte todo el líquido (agua) del reactivo (3 mL) dentro de la celda, cuidando evitar burbujas de aire. Asegúrese de que no gotee. Remueva la aguja de la jeringa del centro de la celda, pero déjela en el perímetro esponjoso y dé masaje suavemente en la parte de arriba de la celda durante 10 o 15 segundo. Retire y reinyecte el agua un mínimo de tres veces. Entonces recupere tanta agua como sea posible con la jeringa, colóquela en un contenedor limpio. Esta solución puede analizarse usando los tubos kitigawa, método cuantitativos de laboratorio, analisis volumetrico, o determinaciones de conductividad para cuantificar la concentración de sales solubles. Método de la Funda. Una cantidad previamente medida de solución se vacía en una funda proporcionada por el equipo de prueba. La funda se adhiere a la superficie por sus bordes adhesivos. Se eleva y se sostiene para forzar a la solución se mantenga sobre la superficie a ser probada. El operador da masaje a la solución de prueba contra la superficie a través de la funda de prueba durante dos minutos. La funda se remueve de la superficie y se coloca en la rendija de la caja del equipo de prueba. Ambos extremos del tubo analisis volumetrico se sacan con una espátula de metal proporcionada. El tubo del analisis volumetrico se inserta en la funda con los números más pequeños y flecha al fondo. Espere aproximadamente 1½ minutos o hasta que la solución haya alcanzado el extremo superior del tubo analisis volumetrico, el algodón en el extremo superior del tubo cambiará de color a ámbar cuando esté totalmente saturado. Inmediatamente quitar y leer el número en el tubo en el punto de cambio de color. El color rosa es normal, el blanco es en el nivel de cloruro. Las unidades de este número son µm/cm2 o partes por millón.


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Figura 10.26: Equipo de Prueba de Funda, Solución, Funda y Tubo Analisis Volumetrico El equipo Chlor* TestTM “CSN Salts”, tiene componentes para probar cloruros, sulfatos y nitratos. Esta prueba corresponde a: ISO 8502-5, NACE Publication 6G186 y SSPC-Guide 15.

Figura 10.27: Equipo de Prueba de Sales C-S-N Éste es un equipo de prueba de campo y se usará en clase.

Prueba de Cloruro por Conductividad Éste es un método de medición de la conductividad de una solución que contiene cloruros. La prueba se realiza usando un medidor de conductividad para medir una solución de control (sin cloruros) y después se mide una solución con una cantidad dada de cloruros. El aumento en la conductividad indica que la solución contiene cloruros.


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Figura 10.28: Medidor de Conductividad Otras pruebas se pueden realizar en el laboratorio bajo condiciones controladas. Observe que estos métodos no son recomendaciones oficiales de NACE Internacional. Actualmente NACE no tiene ninguna norma de recomendación que considere estas pruebas, y estos datos sólo se presentan como información complementaria. Todas las pruebas anteriores tienen ventajas y desventajas. La mayor limitación es que la eficacia de recuperación variará con el método de prueba y el operador. Se debe lograr una claridad y un acuerdo por todas las partes involucradas antes de realizar estas pruebas.

Prueba de Integridad del Recubrimiento por Mediciones de Película Seca Introducción En el nivel 1, cada estudiante pudo repasar en detalle la Norma SSPC-PA 2 Medición de Espesores de Pintura Seca con Calibradores Magnéticos, que describe el uso de los dos tipos básicos de mediciones magnéticas: Tipo 1. Medidor Magnético Pull-Off Tipo 2. Medidor Electromagnético de Sensor Fijo Ambos tipos 1 y 2 se usan para determinar el DFT de recubrimientos no magnéticos sobre un substrato magnético (usualmente ferroso). Frecuentemente los recubrimientos no magnéticos y/o no conductores se han aplicado sobre sustratos conductores pero no ferrosos, como aluminio,


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zinc, cobre, latón y algunos aceros inoxidables. Se utilizan instrumentos que usan el principio de corrientes Eddy para determinar el DFT de recubrimientos no conductores sobre estas superficies.

Tipo 1. Calibradores Magnéticos Pull-Off Como se describió en el nivel 1, el tipo 1, es un medidor magnético que usa un resorte para levantar un pequeño imán desde la superficie de la pintura. El medidor convierte la fuerza requerida para levantar el iman de la superficie en el espesor del recubrimiento. La fuerza para sostener al imán sobre la superficie, varía con la distancia entre el imán y el acero, (es decir, el espesor de la pintura).

Figura 10.29: Medidor de Aguja Tipo 1 DFT El medidor tipo 1 deberá calibrarse según las instrucciones del fabricante. Puede ser calibrado según el procedimiento de calibración descrito en SSPC-PA 2 que se explica aquí. Se pretende que PA 2 complemente las instrucciones del fabricante, pero no reemplazarlas.

Verificación de la Calibración Medidores (Pull-Off) Tipo 1

y

Mediciones

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Los medidores tipo 1, usan bloques de prueba con recubrimiento no magnético calibrados que son identificables a una norma nacional conveniente. (vea sección 8.15). Las estandares deben ser lo suficientemente largos como para exceder la masa crítica del acero para satisfacer el campo magnético de los imanes del tipo 1 (Pull-Off). Las laminillas de plástico o de metales no magnéticos que son aceptables para la calibración de los medidores tipo 2 (sensor de presión constante), no deben usarse para la calibración de los medidores tipo 1 (vea sección 8.1.1.). Si las instrucciones del fabricante están en conflicto con esta norma al permitir el uso de laminillas de plástico o no magnéticas para la calibración del medidor tipo 1, las partes contratantes deben ser notificadas de este hecho y acordar un método de calibración.



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Si se usan estándares propios para la determinación de espesores, se debe llegar a un consenso entre las partes contratantes antes de iniciar los trabajos. Al usar el medidor tipo 1 (Pull-Off), mida el espesor de una serie de estándares de calibración cubriendo el rango esperado de espesores del recubrimiento. Para no medir con un medidor impreciso, hay que verificarlo al principio y al final de cada trabajo con uno o mas de los estándares. Durante el trabajo, si el medidor se cae o se sospecha que las lecturas son erróneas, su calibración debe ser revisada. Si se juzgó apropiado por las partes contratantes, se puede llegar a un acuerdo inicial con los detalles y frecuencia de la verificación o calibración. Registre los datos de calibración y el método usado para verificar la calibración. Si se encuentra que el medidor está fuera de calibración después de haber realizado el trabajo, todas las mediciones realizadas desde la última calibración, estarán bajo sospecha. Cuando el medidor ya no concuerda con el estándar, verifique la limpieza del sensor. Si está sucio, límpielo como se describió en la Sección 8.5.1. Si el calibrador aún no concuerda con el estándar, el medidor necesita ser reparado o reemplazado. Algunos medidores pueden ajustarse para leer con precisión en un rango dado. Ajuste el medidor para leer correctamente sobre un estándar dada. Entonces inspeccione el medidor sobre estándares de espesores más altos y más bajos para establecer el rango en el que el calibrador es exacto. Todos los medidores tipo 1 tienen escalas no lineales y cualquier ajuste es de naturaleza lineal. Por consiguiente, sólo un segmento dado de la escala puede ser exacto después del ajuste. Mida el substrato desnudo en ciertos lugares para obtener un valor promedio representativo. Este valor promedio es la lectura del metal base (BMR). Observe que el medidor no esté ajustado sobre el sustrato desnudo. Mida el recubrimiento seco en un número de puntos como se especificó en la sección 5. Reste la lectura del metal base (BMR) de la lectura del medidor para obtener el espesor del recubrimiento. Observación: Si el medidor es del tipo que no puede ajustarse, entonces la exactitud del medidor debe determinarse antes de que se tomen mediciones en el recubrimiento seco. Para determinar la exactitud del calibrador, mida una serie de bloques de calibración lo más cercano al espesor esperado del recubrimiento a ser medido y obtenga un promedio. Si el medidor toma una lectura alta, este error deberá restarse al BMR de las mediciones del recubrimiento en seco. Si el medidor mide bajo, este error deberá sumarse a la medición de la película seca de recubrimiento. El BMR siempre se deberá restar. Este proceso debe repetirse cada vez que se desee medir un rango diferente de espesores de recubrimientos.



Medidores Electromagnéticos DFT Tipo 2 Los medidores electromagnéticos Tipo 2 de sensor fijo usan corriente directa para inducir un campo magnético que entonces interactúa con el metal ferroso del substrato de la misma forma como el imán del medidor Pull-Off Tipo 1.

Figura 10.30: Medidor Electromagnético Tipo 2 de Sensor Fijo El sensor debe permanecer en contacto con la película de pintura durante la medición. Cuando la lectura digital se estabiliza, puede leerse el indicador digital.

Figura 10.31: Medidor Electromagnético Tipo 2 de Sensor Fijo con Laminillas de Calibración


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Calibración, Verificación y Medición: Medidores Tipo 2 de Sensor de Presión Constante. Diferentes fabricantes del medidores tipo 2 (sensor de presión constante) siguen diferentes métodos de calibración o ajuste. Ajuste el medidor según las instrucciones del fabricante. Un método común y que usaremos en este curso, es calibrar el medidor sobre laminillas de plástico o no magnéticas de espesor conocido. Una laminilla debe seleccionarse según el espesor de la película de recubrimiento que deseamos medir. El espesor de la laminilla debe verificarse con un micrómetro. La laminilla se coloca en la superficie magnética limpia y esta debe ser de al menos 76 x 76 x 3 mm (3 x 3 x 0.125 pulg). El medidor se ajusta al espesor de la laminilla. El medidor debe mantenerse firmemente contra la laminilla. Debe evitarse una presión excesiva, ya que puede marcar el plástico o sobre un substrato granallado, puede marcar los picos en la laminilla de plástico. Con un medidor ajustado adecuadamente, mida el recubrimiento seco como se ha especificado.

Medidores Electromagnéticos vs Medidores de Corriente Eddy Se usan frecuentemente medidores operados eléctricamente en lugar de los de tipo magnético para medir DFT. Las ventajas de usar este tipo de medidores son una mayor exactitud y la capacidad de hacer muchas mediciones en un período relativamente corto de tiempo y la capacidad de usar la tecnología de la computadora como toma de datos y de análisis estadístico. La primera generación de medidores electrónicos eran generalmente más grandes que los modelos de hoy en día, pero de acuerdo con la tecnología electrónica actual, los nuevos medidores son más pequeños, mejores y más baratos. Generalmente hay disponibles dos tipos de medidores, los basados en el principio electromagnético o de corriente Eddy. Instrumentos que usan ultrasonido están disponibles y pueden usarse para medir el espesor de recubrimientos sobre concreto y otras superficies no metálicas.

Medidores Electromagnéticos DFT


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Los instrumentos basados en el principio electromagnético se usan para medir el DFT de recubrimientos no ferrosos sobre substratos ferrosos. El sensor del instrumento usa un oscilador para inducir un campo magnético que interactúa con el metal ferroso del substrato de la misma forma como lo hace el imán del calibrador Pull-Off. Se mide la fuerza de la influencia del substrato en el sensor, y la medición eléctrica resultante se convierte en una lectura del espesor en la pantalla del instrumento. La calibración del medidor es esencial si se desea realizar mediciones exactas, aunque la estabilidad de la circuito integrado debe asegurar esa calibración, una vez hecho esto, permanece estable por largos períodos, a veces semanas. Sin embargo, es prudente que el inspector verifique la exactitud calibrando el instrumento cuando menos una vez cada día, y siempre que la exactitud esté en duda, así como cuando se encuentren mediciones raras. Como siempre, cuando una especificación dicta un método de trabajo, éste debe ser seguido. (Observación: SSPC-PA 2 requiere la calibración antes y después del uso, el mismo día). Los factores que afectan la exactitud de los calibradores electromagnéticos incluyen: Propiedades magnéticas del substrato Para una mejor exactitud, la pieza de calibrar debe ser de la misma composición metalúrgica como el del material recubierto a ser medido. Se sabe que la precisión de un medidor cambia con aleaciones distintas de acero y mediciones de espesores sobre fundiciones, así requiriendo una recalibración. Espesor del substrato Dependiendo del instrumento específico, el espesor mínimo requerido del substrato puede variar. Algunos instrumentos requieren más „masa magnética‟ que otros, para mantener la consistencia de la exactitud. Bordes Generalmente, no pueden hacerse mediciones precisas a una distancia cerca de las orillas, más cerca de 25mm (1 pulg) del borde. Superficies Curvas Cuando este tipo de medidores se usa para medir el DFT en una superficie curva, el sensor debe sostenerse a ángulos rectos sobre la superficie; la calibración (si es posible), debe hacerse en una superficie curva similar.


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Recubrimientos magnéticos La medición de DFT de recubrimientos parcialmente magnéticos (como aquéllos que contienen pigmento de óxido de hierro), pueden tener problemas y se deberá verificar las recomendaciones del fabricante. Configuración del substrato La naturaleza del substrato, si es liso o áspero por la limpieza con abrasivo, puede afectar la medición. La calibración debe hacerse en un substrato similar a éste, a menos que se especifique otra cosa. En cada caso, las instrucciones específicas y recomendaciones del fabricante del instrumento deben estudiarse cuidadosamente y deben cumplirse. Calibradores DFT de corriente Eddy Los instrumentos basados en el principio de corriente Eddy se usan para medir el DFT de películas no conductoras aplicadas a substratos conductores, en la mayoría de éstos, el metal es no ferroso como aluminio, cobre, latón y acero inoxidable. El instrumento puede parecer exactamente el mismo como el medidor electromagnético, pero induce corrientes Eddy en el substrato por medio de una corriente alternante alimentada al sensor. Aunque pueden hacerse las mediciones en cualquier metal conductor, la forma y tamaño del sensor y la conductividad del substrato metálico es importante. La calibración del medidor debe hacerse en el substrato real o en un substrato similar al que será recubierto. Los instrumentos capaces de operar bajo ambos principios: el electromagnético y el de corriente Eddy, normalmente usan un sensor separado para cada principio. Algunos medidores de corriente Eddy actuales usan sensores diferentes para substratos ferrosos y no ferrosos. Los sensores de corriente Eddy son más especializados que los sensores electromagnéticos y generalmente se puede usar sobre un intervalo más pequeño de DFT. La mayoría de los sensores de corrientes Eddy han sido calibrados y diseñados para usarse sobre sustratos de aluminio y su uso para otros substratos proporciona resultados menos exactos. El diseño del sensor es un factor crucial. Según la opinión de los fabricantes parece ser que sólo cuando se usan en substratos de aluminio, se puede conseguir una respuesta uniforme y garantizar la exactitud. La recalibración para otro substrato mejora la exactitud, pero a menudo no puede garantizarse.


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Los factores que afectan la exactitud de las mediciones con calibradores de corriente Eddy, pueden incluir: Propiedades magnéticas y conductivas del substrato Para una mayor exactitud, la pieza de calibración deberá ser de la misma composición metalúrgica que el objeto recubierto a ser medido. Espesor del substrato. Dependiendo del instrumento específico, el espesor mínimo del substrato requerido variará. Algunos instrumentos trabajarán con el substrato tan delgado como de unas pocas milésimas de pulgadas. Bordes: Generalmente las mediciones no pueden ser exactas cuando se hacen más cercanas a 25 mm (1 pulg) en cualquier borde. Superficies Curvas Si este medidor se usa para medir DFT en una superficie curveada, el sensor debe sostenerse a ángulo recto (90 grados) sobre la superficie, y la calibración (si es posible), debe hacerse en una superficie curveada similar. Conductividad del recubrimiento Las mediciones del DFT en recubrimientos conductores (como los recubrimientos de aluminio pigmentado), ciertamente tendrán problemas y se deben buscar las recomendaciones del fabricante. En cada caso, las instrucciones específicas y recomendaciones del fabricante del instrumento deben estudiarse cuidadosamente y deben cumplirse.

Calibración Una vez que el instrumento ha sido ajustado, debe permitirse un breve intervalo de calentamiento y un tiempo para estabilizarlo. Deben usarse laminillas de plásticos de espesor conocido al calibrar el medidor. El espesor de la laminilla debe estar en el rango de espesor del recubrimiento a ser medido. (Si el cliente lo permite, pueden usarse los estándares de calibración NIST).


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Las laminillas de plásticos deben colocarse sobre un substrato de volumen suficiente (en masa) para que el instrumento pueda ser usado. Hasta 3 mm (0.125 pulg) grosor del substrato, puede tener una influencia significativa en el esquema de la calibración. Los instrumentos con escalas múltiples deben ser ajustados a una escala de medición adecuada. La mayoría de los medidores usan una técnica de calibración por la cual las mediciones están hechas en los dos extremos de la escala “cero” y “alto” (seleccione DFT), sobre un substrato desnudo y laminillas no ferrosas (electromagnético) o no conductivas (corriente Eddy) respectivamente. Una vez que la calibración se ha hecho, las mediciones deben ser bastante exactas según la escala, es decir, en los puntos inmediatos entre los valores de calibración usados. Para lograr una calibración exacta, las mediciones de prueba deben ser repetitivas hasta que las medidas se estabilicen. Los instrumentos más antiguos en particular, pueden requerir una secuencia de ajuste “cero/alta/ cero/alta......”. hasta que los resultados sean consistentes. Hay una gran variedad de medidores electrónicos disponibles y las instrucciones de los fabricantes se deben seguir siempre para asegurar que se puedan hacer las mediciones exactas. Debe notarse que si un inspector quiere medir el DFT de un material como mastique pigmentado con aluminio sobre un substrato como cobre, no podría confiar en los resultados obtenidos usando un instrumento electromagnético o de corriente Eddy. El inspector puede estimar el DFT a partir del WFT del recubrimiento aplicado, o usar alternativamente un medidor Tooke.


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Instrumentos y Pruebas Destructivas

Nivel 2 Capítulo 11 Instrumentos y Pruebas Destructivas


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Instrumentos y Pruebas Destructivas Introducción Los instrumentos de inspección y prueba discutidos, han sido clasificados como no-destructivos; es decir, el instrumento o la prueba no se diseña para destruir o afectar adversamente al recubrimiento. Como se mostró en el Nivel 1, en algunos casos, el detector de discontinuidades de alto-voltaje puede dañar un recubrimiento si el voltaje está demasiado alto. Sin embargo, este instrumento se considera como un instrumento no-destructivo. Algunos instrumentos o pruebas usadas para realizar ciertas funciones o pruebas de inspección pueden estropear o destruir una parte del recubrimiento. Obviamente, estos instrumentos de prueba son clasificados como destructivos. El inspector de recubrimientos no debe realizar ninguna prueba destructiva ni usar ningún instrumento de tipo destructivo en recubrimientos al menos que: La especificación claramente requiera pruebas destructivas específicas. El dueño o el representante del propietario requiera o permita tal prueba. Se requieran tales pruebas en una asignación de análisis de falla.

Algunas pruebas, procedimientos, e instrumentos son clasificados como destructivos, como: Pruebas de sensibilidad a solventes Medidor de Inspección de Pintura (Tooke)



Figura 11.1: Medidor Tooke

Adhesión - Cuchilla/micrómetro/microscopio - Cinta de desprendimiento (pull-off) - Testigo (dolly) de desprendimiento Dureza - Lápiz - Impresor (impresion) Desprendimiento Catódico


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Figura 11.2: Medición de DFT de una hoja de pintura con un Micrómetro

Figura 11.3: Corte en X y Cortes Cruzados


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Figura 11.4: Prueba de Adhesión con el Medidor Elcometer®

Figura 11.5: Prueba de Dureza con Lápiz


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Figura 11.6: Impresor Barcol

Figura 11.7: Pruebas de Desprendimiento Catódico


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Otras Pruebas de Laboratorio para Determinar el Desempeño del Recubrimiento Prueba de Sensibilidad a Solventes Esta discusión se enfoca en la prueba de sensibilidad a solventes para el zinc inorgánico (ASTM D 4752, Métodos de Prueba para Medir la Resistencia MEK de Primarios de Etil Silicato Ricos en Zinc por Frotado con Solvente). Esta norma que involucra una técnica de tallado, fue establecida para evaluar la resistencia de primarios de etíl silicato ricos en zinc (inorgánico) al metíl etíl cetona (MEK) . La resistencia al MEK de algún primario de dos componentes de etil silicato rico en zinc, se relaciona bien con el curado del primario, esto se ha determinado por espectroscopia infrarroja de reflectancia diferencial difusa. Muchos usuarios industriales han adoptado esta prueba, o alguna modificación de ésta como un indicio del curado del recubrimiento polimerizado (inducido químicamente o por calor). Un usuario puede desarrollar un criterio especial para evaluar el recubrimiento, y un inspector involucrado en dicha prueba deberá estar consciente y entender esos criterios.

Procedimiento de Prueba Una prueba modificada generalmente se usa en la industria, y se le puede exigir al inspector realizar esta prueba de la sigue manera: Seleccionar un área de la superficie del recubrimiento de al menos 150 mm (6 pulg) de largo sobre la línea de prueba. Limpiar la superficie con un trapo húmedo o seco para remover cualquier impureza suelta, y medir el DFT en el área seleccionada. Doblar el trapo para que quede de doble grosor.


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Instrumentos y Pruebas Destructivas Saturar el trapo hasta que gotee con MEK. No permitir que pasen más de 10 segundos antes de proceder con los siguientes pasos. Colocar el dedo índice adecuadamente protegido en el centro del trapo doblado mientras sujeta el trapo saturado entre el dedo gordo y los dedos restantes de la misma mano. Con el dedo índice a un ángulo de 45 grados sobre la superficie de prueba, frote un área rectangular con una presión moderada, primero alejándose del operador y después hacia el operador. Un movimiento hacia delante y hacia atrás es un frotado doble y se completa en aproximadamente un segundo. Continuar frotando la superficie con MEK saturado, sosteniendo el trapo doblado sin despegarlo de la superficie hasta que el substrato se encuentre expuesto o se hayan completado 50 frotadas dobles. Registrar el número de talladas hasta que (si) se expone al substrato. Seleccione un área adjunto como de control. Repita los pasos anteriores, excepto que esta vez use un trapo seco para establecer el efecto de tallado sin la influencia del MEK. Use esta área de control para visualizar la apariencia sin efecto. Como se ha establecido, el dueño puede haber desarrollado algún criterio de aceptación usando este procedimiento para determinar el curado del recubrimiento, o usando la escala de resistencia publicada en ASTM D 4752.


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Escala de Relación de Resistencia Relación de Resistencia

Escala para la Relación de Resistencia

5

Sin efecto en la superficie; nada de zinc en el trapo después de 50 talladas dobles

4

Apariencia pulida en la área frotada; ligeras cantidades de zinc en el trapo después de 50 talladas dobles

3

Algún deterioro y aparente depresión de la película después de 50 talladas dobles

2

Deterioro notorio, una depresión obvia en la película después de 50 talladas dobles

1 0

Fuerte depresión en la película, pero ninguna penetración real al substrato después de 50 talladas dobles Penetración al substrato en menos de 50 talladas dobles

La Norma ASTM D 5402, Método de Prueba para Medir la Resistencia a Solvente de Recubrimientos Orgánicos, se realiza de la misma forma que en el recubrimiento orgánico usando un soluble adecuado. En general, un recubrimiento polimerizado inducido químicamente o por calor, se considera totalmente curado si no se desprende ninguno o sólo algunos rastros del recubrimiento después de 50 talladas doble.

Medidor (Tooke) de Inspección de Pintura El siguiente mecanismo de inspección es el Medidor de Inspección de Pintura. Esta herramienta se llama a menudo el Medidor Tooke debido al nombre de su inventor, H. Tooke (ASTM D 4138, Medición del Espesores de Película Seca de Sistemas de Recubrimientos Protectores por Medios Destructivos [Método A]). El medidor se usa para cuantificar el espesor total del recubrimiento y el espesor de las capas de recubrimientos individuales de películas múlticapas. La medición directa es independiente de las características del substrato y, por consiguiente, a menudo encuentra aplicaciones como instrumentos de arbitraje.



Figura 11.8: Medidor Tooke El medidor puede usarse para ver grietas microscópicas, tendencia a la fragilidad, ampollas, u otras anomalías microscópicas en los recubrimientos. El microscopio de superficie del medidor puede usarse para inspeccionar el substrato bajo el recubrimiento en busca de contaminación de la superficie, calamina, y la calidad del soplado abrasivo. El medidor se usa frecuentemente en análisis de fallas. El medidor Tooke se usa normalmente en el análisis de fallas de recubrimientos.

Figura 11.9: Modelo Cilíndrico del Medidor Tooke


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Descripción Un medidor de inspección de pintura (a menudo llamado PIG) está adaptado de un lado con postes guía alineados con la cuchilla.

Figura 11.10: Postes Guías en el Medidor Tooke

Figura 11.11: Cuchilla Corte en el Medidor Tooke


Instrumentos y Pruebas Destructivas Un extremo del medidor, en ángulo recto al costado de los postes guías, está provisto con un microscopio de 50X con luz integrada. El ocular contiene una retícula de medición que establece la escala.

Usos El PIG es un instrumento de prueba destructiva usado para: Medir el DFT total del recubrimiento de 0.0 a 1,270 µm (0.0 a 50.0 mils) Medir el DFT de cada recubrimiento de pintura de colores contrastantes (puede ser difícil distinguir entre múltiples recubrimientos del material del mismo color.) Evaluar el trabajo de limpieza del soplado abrasivo. Puede detectar calamina no removido por soplado. También, el uso de una solución al 5% de sulfato de cobre puede ser útil para distinguir entre zinc y el sustrato de acero. Medir el espesor de pátina y pintura sobre cerámica, metal, madera, concreto, y recubrimientos de espejos. Medir la pintura sobre plásticos.

Figura 11.12: Principio de Medición del Medidor Tooke


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Procedimientos de Prueba Estime o mida el espesor del recubrimiento en el área a ser probada. Seleccione una punta de corte (llamada cutter o cortador) de acuerdo al espesor del recubrimiento:

Figura 11.13: Ángulos de Corte de las Hojas del Medidor Tooke Una punta 1X (a un ángulo de 45 grados) se usa para recubrimientos con espesores de 500 a 1250 µm (20 a 50 mils). Cuando se usa la punta 1X, cada línea en la escala de la retícula representa 25.4 µm (1 mil). Una punta 2X (a un ángulo de 26.6 grados) se usa para recubrimientos de 50 a 500 µm (2 a 20 mils) de espesor. Cuando se usa esta punta, cada línea en la escala de la retícula representa 12.7 µm (0.5 mils). Una punta 10x (ángulo 5.6o) se usa para recubrimientos de 0 a 75 µm (0 a 3 mils) de espesor, y cuando esta punta se usa, cada línea en la escala de la retícula representa 2.5 µm (0.1 mils). Usar un marcador de superficie de color contrastante para dibujar una línea (línea de referencia) sobre la superficie de aproximadamente 50 cm (2 pulg) de longitud. Se puede usar líquido de borrado (WhiteOutTM) como marcador en superficies oscuras. Para hacer una ranura, tome el medidor Tooke firmemente con los postes guía y la punta de corte formando un tripie sobre la superficie recubierta con la punta de corte ligeramente sobre la marca y alineada para realizar la marca. Arrastre la punta de corte directamente sobre la marca (en ángulo recto a la marca), con los postes guía dirigiendo la punta de corte. Aumente la presión en la punta hasta que corte el sustrato antes de que termine la línea base.


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Figura 11.14: Cortando con el Medidor Tooke Mantenga contacto continuo en los tres puntos para asegurar un preciso alineamiento vertical de la ranura, pero evite la presión excesiva en los postes guía. Si la ranura no se hace apropiadamente a través del recubrimiento al substrato, haga una nueva marca en otro lugar. No intente recortar cualquier incisión anterior. Encienda la lámpara del microscopio y vea la incisión a través del microscopio de 50X. Use el tornillo de enfoque ubicado en el cuerpo debajo del microscopio para ajustar la imagen. Rote el ocular para enfocar la escala del microscopio. El recubrimiento será visible en ambos lados del substrato expuesto. Un lado parecerá tener un extremo más suave con respecto al otro en la línea de base. Evalúe sólo el lado más suave del recubrimiento (Observación: Cuando jale el cortador hacia usted, alinee el microscopio, encuentre el substrato expuesto, y lea el lado IZQUIERDO). Alinee el borde izquierdo del cortador con cualquier línea de la retícula y cuente hacia adentro y de izquierda a derecha hasta alcanzar la próxima capa de recubrimiento o sustrato.


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Figura 11.15: Calculando la Medición

Calibración del Medidor No se puede calibrar al Medidor Tooke. La calibración original de fábrica está hecha ubicando los postes guía alineados precisamente con las puntas de corte. Se pueden hacer verificaciones con estándares de películas de recubrimiento aplicados con precisión. Para un trabajo de alta precisión, el usuario deberá mantener los paneles pintados de espesor conocido y verificar el instrumento con estos paneles periódicamente. En campo, verifique que las puntas de corte estén en buenas condiciones. Si es difícil realizar un corte a través del recubrimiento puede ser que las puntas de corte estén gastadas y deban reemplazarse.


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Ventajas El Medidor Tooke ofrece ventajas específicas tales como: Portatil Util en campo o en laboratorio Facilidad relativa de uso Permite montar una cámara y tomar fotografías a través del microscopio Es un instrumento confiable de arbitro, en caso de un arbitraje

Desventajas El medidor Tooke tiene ciertas desventajas: Necesita baterías para su funcionamiento Destruye secciones del recubrimiento durante la realización de pruebas Puede no producir cortes suaves en recubrimientos con fibras o rellenos Recubrimientos suaves o elásticos pueden necesitar enfriarse o congelarse con hielo seco para permitir un buen corte Pueden no ser intrínsecamente seguros

Esmerilador de Precisión de Ranuras Un instrumento auxiliar que se usa a menudo con el Medidor Tooke (PIG) se llama el esmerilador de precisión de ranuras. Esta herramienta portátil y operada por baterías usa una rueda en lugar de una cuchilla para cortar una ranura en el recubrimiento y para su observación con el Medidor Tooke. La cuchilla del medidor Tooke no es un cortador fiable sobre ciertos tipos de recubrimientos suaves, elásticos, y de relleno, o con el reforzamiento de fibra de vidrio. El esmerilador de ranura de precisión proporciona una incisión suave en estos recubrimientos.



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Figura 11.16: Corte Realizado con el Esmerilador de Presión de Ranuras

Figura 11.17: Vista de Cortes Hechos con el Esmerilador de Precisión de Ranuras La incisión, hecha correctamente, se parece a una pequeña media luna en el recubrimiento. La línea recta es el lugar correcto para la observación y para la medición del espesor. Una vez hecho el corte, el medidor Tooke puede usarse para medir el DFT, como se hizo con el medidor Tooke. Un procedimiento de calibración para el esmerilador con precisión de ranuras se establece al final de este capítulo. Otro instrumento similar al esmerilador con precisión de ranura es el micro-ranurador que se describe en la Norma ASTM D 4138.



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Figura 11.18: El Microranurador con Bloque de Posicionado

Figura 11.19: Cortes hechos con la Herramienta de Microranuras

Taladro Saberg La Norma ASTM D 4138 describe el Método C, el cual involucra el uso de una punta taladro de ángulo específico para cortar una cavidad cónica en el recubrimiento.



Figura 11.20: Taladro Saberg

Figura 11.21: Método de Medición del Taladro Saberg


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Instrumentos y Pruebas Destructivas Esta herramienta puede realizar un agujero en el recubrimiento perforando al sustrato. Este dispositivo está equipado con un microscopio 50X y dos ruedas manuales para sostener la broca o cuchilla en su lugar y girarse. La rueda pesada es para usarse con recubrimientos gruesos de más de 250 µm (10 mils) de espesor, y la rueda ligera es para recubrimientos suaves o delgados de un espesor menor a 250 µm (10 mils). El microscopio se enfoca del lado del hoyo, y el número de divisiones reticulares entre la superficie del recubrimiento y el sustrato o las capas individuales de pintura se anotan. Para calcular el grosor del recubrimiento: Para milésima de pulgada, multiplique la gradación por 0.79. Para micrómetros, multiplique la gradación por 20.0.

Pruebas de Adhesión La mayoría del los recubrimientos aplicados adecuadamente sobre una superficie bien preparada tienen buena adherencia al substrato. Sin embargo, algunos usuarios pueden elegir realizar algún tipo de pruebas de adherencia para determinar la calidad de la unión del recubrimiento al substrato, así como entre los recubrimientos. Algunas de estas pruebas de adherencia son: Cuchilla/micrómetro/microscopio Cinta de desprendimiento Pull-Off (ASTM D 3359) Dolly Pull-Off (usando un testigo de adherencia de alineación fija Tipo 2, ASTM D 4541) Pruebas de adherencia tales como éstas pueden usarse para investigar las fallas del recubrimiento.


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Cuchilla/Micrómetro Para una prueba de adherencia rápida, se puede usar una cuchilla de bolsillo o un cuchillo demasiado filoso. El cuchillo se usa para cortar a través del recubrimiento, y se intenta desprender el recubrimiento del substrato. Ésta es una prueba altamente empírica, y la evaluación de la fuerza de adherencia puede estar en los ojos del espectador. Una evaluación de los resultados puede estar sujeta a discusión. Obviamente, si el recubrimiento se desprende fácilmente de la superficie, podría decirse que la adhesión al substrato no es la apropiada. Si se pueden remover pequeñas piezas del recubrimiento picándolo con el cuchillo, entonces la adhesión debe ser totalmente aceptable. Si esta prueba se usa, entonces se debe lograr algún acuerdo entre las partes involucradas sobre cómo evaluar los resultados de la prueba.

Medición de Adherencia con Cinta de Prueba ASTM D 3359, Método de Prueba Estándar para Medir Adherencia por Cintas de Prueba, describe dos métodos para medir la adherencia. El método descrito a la izquierda en esta diapositiva es el Método A en el que se hace un corte en X en la película del recubrimiento. Este método se usa para películas de recubrimiento de espesor superior a 127 µm (5 mils). El método descrito a la derecha de esta diapositiva es el Método B. En este caso se hace una serie de cortes en ángulos rectos unos a otros. Para películas más delgadas de 50 µm (2 mils), se hacen 11 cortes de 1 mm de separación en cada dirección. Para películas de recubrimiento de 50 a 127 µm (2 a 5 mils) se hacen seis cortes a ángulos rectos separados 2 mm unos de otros.


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Figura 11.22: Corte en X Después de la Remoción de la Cinta

Método A Las descripciones de la Norma ASTM para clasificar la adhesión por el método de corte en X son: 5A

Sin remoción o descarapelado

4A

Rastros de descarapelado o remoción sobre incisiones o sus intersecciones

3A

Remoción notoria sobre las incisiones de hasta 1.6 mm (0.0625 pulg) en cualquier lado

2A

Remoción notoria sobre casi todas las incisiones de hasta 3.2 mm (0.125 pulg) en cualquier lado

1A

Remoción de la mayoría del área de la X bajo la cinta

0A

Remoción más allá del área de la X



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Figura 11.23: Realizando Cortes con la Cuchilla A-Acto para la Prueba de Cinta de Reticulado Después de hacerse los cortes, cepille el área ligeramente para quitar cualquiera capa desprendida. Corte dos tiras completas de cinta especial. Coloque la cinta sobre los cortes, aplanando firmemente la cinta con una goma de borrar para asegurar un buen contacto. Quite la cinta dentro de 90 ( ±30) segundos de aplicación desprendiendo el extremo libre y tirando rápidamente de éste (pero sin jalar) lo más cercano posible a un ángulo de 180 grados.

Figura 11.24: Cinta Después de la Prueba sobre el Reticulado



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Figura 11.25: Clasificación de los Resultados de la Prueba de Cinta de Adhesión

Método B La Norma ASTM describe la clasificación de adherencia cuando se realiza esta prueba: 5B

Los extremos de los cortes son completamente suaves; y ninguno de los cuadrados de la retícula se desprende.

4B Pequeñas hojuelas del recubrimiento se desprenden de las intersecciones; menos del 5% del área se ve afectada.



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3B Se desprenden del recubrimiento hojuelas pequeñas del recubrimiento a lo largo de los extremos e intersecciones de los cortes. El área afectada es de un 5% a un 15% del reticulado. 2B El recubrimiento tiene hojuelas a lo largo de los extremos y en las partes de los cuadrados. El área afectada es de un 15% a un 35% del reticulado. 1B El recubrimiento se ha desprendido a lo largo de los extremos de los cortes en grandes cantidades, y los cuadrados en su totalidad se han desprendido. El área afectada es de un 35% a un 65% del reticulado OB Formación de hojuelas y desprendimientos que sobrepasan al Grado 1. Una herramienta es diseñada especialmente para esta prueba. Consiste en un cortador de seis o de once hojas cortadoras en una base. Los extremos del cortador se presionan sobre la superficie a ser probada, y esta herramienta se jala una vez en cada dirección para cortar a un ángulo de 90 grados.

Figura 11.26: Cortador Reticular de Seis Hojas Deberá observarse que algunos recubrimientos que podrían tener un buen resultado en las pruebas de adherencia por desprendimiento (pull-off), no dan muy buen resultado en las pruebas de adhesión reticular. Recubrimientos que son frágiles tienden a fracturarse cuando se usa este método. Se pueden hacer cortes en cruz usando una hoja de afeitar y una guía apropiada con 1, 2, o 3 milímetros de separación.



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Figura 11.27: Uso de la Herramienta Cortadora

Pruebas de Adhesión por Desprendimiento (Pull-Off) usando Medidores de Adhesión Portátiles Las pruebas de cinta descritas anteriormente proporcionan un primer indicio de adherencia del recubrimiento a un substrato. Sin embargo, frecuentemente se puede requerir un método más preciso de medición de adherencia del recubrimiento particularmente en sistemas con múltiples recubrimientos. Este método está descrito en la Norma ASTM D 4541, Método de Prueba Estándar para la Resistencia al Desprendimiento de Recubrimientos Usando Probadores Portátiles de Adherencia, Anexo A-2. Este método de prueba cubre aparatos y procedimientos para evaluar la fuerza de desprendimiento (adherencia) de un recubrimiento, determinando: Ya sea la fuerza perpendicular más grande (en tensión) que una superficie pueda soportar antes de que un pedazo del recubrimiento se desprenda, o Si la superficie permanece intacta a una fuerza predeterminada (pasa/falla) La falla ocurrirá a lo largo del plano más débil en el sistema, el cual comprende: Prueba de cohesión Sistema adhesivo-recubrimiento Substrato



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Las fallas serán expuestas por la superficie fracturada. Este método minimiza el esfuerzo de tensión comparado con el esfuerzo cortante aplicado por otros métodos como el raspado o cuchilla de adherencia, y los resultados no son comparables. Este método usa un probador portátil de adherencia que es capaz de aplicar una carga concéntrica y contra-carga a una sola superficie de forma que los recubrimientos puedan probarse, incluso si un sólo lado es accesible. Las mediciones están limitadas por la fuerza de adherencia entre dispositivo de carga y la superficie del recubrimiento, o la fuerza cohesiva del substrato. Las pruebas pueden ser destructivas y se puede requerir la reparación de la superficie. En general, la prueba de adhesión por desprendimiento se realiza con un adhesivo, un dispositivo de carga (testigo o ‘Dolly’ de aluminio) perpendicularmente a la superficie del recubrimiento. Después del curado del adhesivo, el aparato de prueba portátil se ata al testigo de prueba y se alinea para aplicar una tensión perpendicular a la superficie de prueba. La fuerza aplicada al testigo de prueba se incrementa periódicamente hasta que un pedazo de recubrimiento se desprende o hasta que se alcanza un valor especifico de la fuerza. Cuando un pedazo del material se desprende, la superficie expuesta representa el plano de la fuerza limitante dentro del sistema. La naturaleza de la falla se califica en base al porcentaje de falla adhesiva y cohesiva en la interfase y capas involucradas. La fuerza de desprendimiento (adherencia) de un recubrimiento se mide en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm2), o en libras por pulgada cuadrada (psi).

Procedimiento de Prueba La prueba se realiza de la siguiente manera: Las áreas seleccionadas para la prueba deben ser superficies planas bastante largas para acomodar un número específico de pruebas de réplicas. Usualmente, se requiere de un mínimo de tres réplicas para un carácter estadístico del área de prueba.



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Figura 11.28: Probador de Adherencia Las áreas de prueba seleccionadas deberán tener suficiente espacio alrededor de éste para colocar el aparato, suficientemente planas para permitir el alineado y ser lo suficientemente rígida para soportar la contra fuerza.

Figura 11.29: Poniendo Aspero al Dolly Remueva cualquier aceite o grasa del Dolly de prueba con un solvente adecuado como MEK o xilol. Ligeramente raspe el fondo de la superficie del Dolly de prueba.


Instrumentos y Pruebas Destructivas Limpie la superficie a ser probada de forma que no afecte la integridad del recubrimiento, ni que deje residuos. La abrasión de la superficie puede introducir pequeñas fallas que se deben evitar. Un papel de lija suave, 400 ó más fino, deberá usarse en caso de ser necesario remover contaminantes sueltos o ligeramente adheridos a la superficie. Mezcle el adhesivo especificado y/o acordado por recomendación del fabricante. (Observación: Muchos clientes permiten el uso del Gel Adhesivo Super GlueTM que es un excelente adhesivo debido a su rápido tiempo de curado.) Aplique el adhesivo entre el probador Dolly y la superficie a ser probada, y coloque al Dolly en el área de prueba perpendicular a la superficie. Cuidadosamente remueva el exceso de adhesivo de alrededor del Dolly. (Precaución: moviendo, especialmente girando, puede causar la formación de burbujas diminutas que durante la prueba pueden derivar en discontinuidades.) Permita un tiempo suficiente de secado para que el adhesivo alcance el curado recomendado. Una presión constante de contacto deberá mantenerse en el Dolly durante el secado del adhesivo previo a la fase de curado. Deberá usarse un sistema de sujeción mecánica o magnética. Sistemas de sujeción, tales como el maskingtape, el cual depende del contacto deberá usarse con cuidado para asegurarse que no se relajen con el tiempo y permita que se introduzca aire entre el Dolly y el área de prueba. El raspado alrededor del Dolly viola el criterio fundamental de la prueba de un recubrimiento inalterado (vea ASTM D 4541, Sección 6.7). Si se raspa, deberá reportarse. Si el substrato es delgado, normalmente menor que 6.4 mm (0.25 pulg), un anillo de soporte debe usarse. El anillo debe colocarse concéntricamente alrededor del Dolly sobre la superficie recubierta.


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Figura 11.30: Acercamiento del Indicador Después del curado del adhesivo y de que el área esté lista para probarse, coloque el probador de adhesión sobre el testigo y gire la rueda cuidadosamente hasta que la rueda central del probador haga contacto con el testigo. Alinee el dispositivo de acuerdo a las instrucciones del fabricante y coloque el indicador de fuerza en cero.

Figura 11.31: Colocando la Pinza sobre el testigo Incremente la carga de manera continua y suave a una velocidad no mayor a 1 MPa/sec (150 psi/seg) hasta que la falla ocurra o el esfuerzo máximo se alcance en aproximadamente 100 segundos o menos.



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Figura 11.32: Operación de la Rueda Manual Lea a través de la escala del indicador de fuerza y determine el valor más alto en el que se obtuvo la falla o la fuerza máxima aplicada. Si un pedazo de material se desprende, márquelo y almacene el testigo para cualificar la superficie fallada.

Figura 11.33: Acercamiento del testigo Después del Desprendimiento



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Figura 11.34: Dollies con Varias Cantidades de Recubrimiento Adherido Para todas las pruebas de fallas, calcule el porcentaje de fallas adhesivas y cohesivas de acuerdo a sus áreas respectivas y posiciones dentro del sistema de prueba conteniendo las capas del adhesivo y recubrimiento. Un método para hacer esta determinación es el siguiente: Describa el espécimen de prueba como el substrato, A, y las sucesivas capas de recubrimiento que han sido aplicadas como B, C, D, etc., incluyendo al adhesivos Y, el cual pega al Dolly Z sobre el recubrimiento externo Designe las fallas cohesivas en las capas dentro del cual ocurrió como B, C, etc., y el porcentaje de cada una. Designe las fallas adhesivas por las interfases en las cuales ocurre como A/B, B/C, C/D, etc., y el porcentaje de cada una.

Probador de Adhesión Ajustable Tipo III (Probador Hidráulico HATE VII) Otro tipo de instrumento de prueba adhesiva descrito en la Norma ASTM D 4541 es el Probador de Adhesión Ajustable Tipo III, el cual se conoce como el Probador de Adhesión Hidráulica Hate Mark VII. El diseño de este probador es simple. La carga se aplica al centro del Dolly por un pistón y una punta. La punta semi-esférica asegura un punto de carga de la fuerza. Por lo tanto, la fuerza alcanzada en el Dolly es uniforme, carga puramente de tensión. La idea es evitar esfuerzos cortantes en el probador Dolly, el cual producirá resultados inexactos.



Figura 11.35: Probador de Adhesión HATE El diámetro del pistón se ajusta de forma que su área sea igual al área neta del probador de adherencia Dolly. La presión alcanzada por el Dolly es la misma que la presión del área del piston, la cual se transmite directamente al medidor de presión. Esta relación de áreas es 1: 1, y una lectura directa del medidor de presión asegura una exactitud del orden de ± 1 - 9/10, comparado con la exactitud de ±10% de los probadores de adhesión mecánica.

Figura 11.36: Desprendimiento del DolIy con un Probador de Adhesión HATE


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Cuando la manija se gira en sentido de las manecillas del reloj, un émbolo finamente graduado disminuye su volumen e incrementa la presión hidráulica dentro del cuerpo. La medición hidráulica en el instrumento proporciona los resultados de las pruebas de adhesión en libras por pulgada cuadrada (psi). Los testigos de prueba han sido fabricados para ajustar el OD (diámetro externo) y ID (diámetro interno) de tuberías, y están disponibles para pruebas de recubrimiento internos en tubería.

Probador de Adhesión Auto-Ajustable Tipo IV (Instrumento de Prueba de Adhesión Neumática Tensorial [PATTI]) Este aparato descrito en la Norma ASTM D 4541, Anexo 4, usa aire comprimido para suministrar una carga continua a un pistón de aluminio de 13 mm (0.5 pulg) de OD, pegado a la superficie del recubrimiento. Las fallas ocurren en la capa más débil del espécimen en prueba.

Figura 11.37: Instrumentos de Prueba de Adhesión Neumática Tensorial La presión máxima de falla se mide y convierte a libras por pulgada cuadrada (psi) haciendo referencia a una tabla suministrada por la unidad. Los especimenes de prueba pueden ser flexibles o rígidos, planos o curvos.



Pruebas de Dureza La dureza de un recubrimiento se puede considerar como un indicador de su curado y por lo tanto, su desempeño esperado. Hay varios métodos para determinar la dureza del recubrimiento, pero sólo se presentarán dos en este curso: Dureza del lápiz Dureza de Hendidura (Impresión) La rápida determinación de la dureza de una película de un recubrimiento orgánico por la prueba de dureza de lápiz, se usa para el desarrollo del trabajo y para establecer criterios para varios recubrimientos. Estas pruebas de dureza se realizan mejor bajo condiciones de laboratorio; sin embargo, puede realizarse en campo. El inspector de recubrimientos deberá familiarizarse con estos procedimientos de pruebas y deberá ser capaz de realizar estas pruebas en condiciones de campo. La dureza de hendidura (impresión) se usa para clasificar los recubrimientos o sustratos rígidos por su resistencia al abuso mecánico tal como el producido por ventarrones, rasgados y estrías.

Prueba de Lápiz La prueba de lápiz para la dureza de películas está basado en la Norma ASTM D 3363. Métodos de Prueba para la Dureza de Películas por Prueba de Lápiz. Este método de prueba cubre el procedimiento para determinar la dureza de la película de un recubrimiento orgánico sobre un substrato en términos del trazado de un lápiz de dureza conocida. El propósito de la prueba es determinar la dureza del recubrimiento como lo requerido por las especificaciones, o como dato de referencia para el material recubierto.


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Los valores de dureza están a menudo correlacionados como una función del curado de un recubrimiento. Muchos fabricantes de recubrimientos utilizan este método de prueba en trabajo experimental, pruebas de control de producción y como un indicador del desempeño de un recubrimiento dado, en razón de que, entre más duro sea el recubrimiento, más completo será el curado y mejor será el desempeño del recubrimiento. Debido a que los resultados pueden varían entre diferentes operadores y entre diferentes laboratorios. Deberá hacerse un esfuerzo para regularizar la dureza del carbón usado y la técnica seguida. Si se usa como base para un acuerdo de compra, este método logrará la máxima precisión si un juego dado de lápices de referencia concuerda con el comprador y el vendedor.

Figura 11.38: Herramientas para la Prueba de Lápiz

Procedimiento de Prueba Realice la prueba 25 ± 2° C (73 ± 4° F) y del 50% ± 5% de humedad relativa. Use el lápiz de dibujo o lápices de madera calibrados equivalentes del mismo fabricante, el cual cumpla las siguientes escalas de dureza: 6H, 5H, 4H, 3H, 2H, H, F, HB, B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B (los intervalos de dureza van desde 6H como el más duro, hasta el 6B como el más suave). Remueva la madera o el papel de la punta del lápiz de 5 a 6 mm (0.19 a 0.25 pulgadas) para exponer la punta del lápiz. Talle la punta sobre un pedazo de lija manteniéndolo a un grado de 90 grados con respecto al papel para obtener una sección transversal suave y circular.



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Figura 11.39: Lápices en el Sujetador

Figura 11.40: Realizando Pruebas con un sólo Lápiz Cuando se haga esta prueba, sujete el lápiz firmemente a un ángulo del 45 grados respecto a la película del recubrimiento con la punta del lápiz lejos del operador. Presione el lápiz hacia el operador a 6.5 mm (0.25 pulgadas) de trazo.


Instrumentos y Pruebas Destructivas Inicie con el lápiz más duro (6H) y continúe hacia abajo la escala de (6H a 6B) hacia cualquiera de los puntos extremos: El lápiz no cortará la película del recubrimiento (la dureza de la estría [a menudo considerada como la dureza del lápiz]), o El lápiz que no rayará la película (la dureza del rayado). Ejerza una presión uniforme y suficiente hacia un lado y otro para cortar la película, o para romper el extremo del carbón. Repita el proceso nuevamente yendo hacia abajo en la escala de dureza hasta que se encuentre un lápiz que no corte la película a el sustrato o a el recubrimiento anterior por una distancia de al menos de 3 mm (0.13 pulgadas). Ésta es la dureza de la ranura. Continúe este proceso hasta que encuentre un lápiz que ni raye ni corte la superficie. Ésta es la dureza del rayado. Cualquier defecto sobre la película que no sea una cortadura (ranura) se considera una ralladura. Realice un mínimo de dos pruebas para la dureza de la ranura o dureza del rayado para cada lápiz. Registre la dureza final (si aplica), el medidor empleado, el grado de lápiz y cualquier desviación de las condiciones normales, incluyendo rugosidad en el acabado. Las condiciones ambientales, la técnica del operador tal como las diferencias en el ángulo de incidencia de los lápices, y presión ejercida sobre el lápiz pueden afectar la precisión y reproducibilidad de la prueba. Si los lápices son como se ha especificado, no habrá ninguna razón para que la prueba no funcione. Si están defectuosos, la prueba no funcionará adecuadamente. De acuerdo a la Norma ASTM D 3363, los dos puntos extremos son de la siguiente manera: Dureza de ranura: El lápiz más duro que deje la película sin cortes por una línea de al menos de 3 mm (0.13 pulg). Dureza de raspado: El lápiz más duro que no rompa o raye la película.


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Instrumentos y Pruebas Destructivas Por ejemplo, un recubrimiento consiste de dos capas de material. Los lápices 6H y 5H cortarán a través de la película al substrato, y un lápiz 4H cortará a través del recubrimiento superior a lo alto del primario (primer recubrimiento). El lápiz 3H dejará a la película sin cortaduras. En este ejemplo, la dureza de ranura es 3H. Continuando el proceso a lo largo de la escala de dureza, los lápices 2H y H rayarán la superficie, pero el siguiente lápiz F, no lo hará, entonces la dureza de ralladura es de F. La Prueba de Dureza de Lápiz no puede calibrarse.

Ventajas Portil Fácil de usar

Desventajas La prueba es subjetiva. Generalmente no es para el uso en campo. La prueba normalmente se realiza en el laboratorio. Las pruebas entre diferentes operadores en el mismo laboratorio o en diferentes laboratorios pueden variar tanto como el carbón de un lápiz en la escala descrita anteriormente.

Impresor Barcol Existen varios probadores de dureza portátiles y manejables para usarse en campo. La mayoría de estos instrumentos se basan en la hendidura (o impresión) de un émbolo o punta en metales suaves, materiales como hule o goma y plásticos reforzados o no reforzados. Uno de tales instrumentos es el impresor de Barcol.


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Figura 11.41: Barcol 934 El uso del impresor de Barcol se basa en la Norma ASTM D 2583, Método Estándar para la Dureza de Impresión de Plásticos Rígidos por medio del Impresor Barcol. Este método de prueba cubre la dureza de identación de los plásticos rígidos reforzados o no reforzados. Este método de prueba puede especificarse para muchos materiales pero con algunas modificaciones en el procedimiento que sería precedente cuando se adhiera a la especificación. Por consiguiente, se recomienda al usuario referirse a la especificación antes de usar este método. El Sistema de Clasificación ASTM D 4000 lista los materiales estándares ASTM que son pertinentes. El inspector deberá estar totalmente consciente de los requisitos del cliente al especificar una prueba de dureza de impresión y debe revisar la norma completamente, o su adaptación a ser considerada. Algunos usuarios consideran la dureza como una función del curado del recubrimiento y de su desempeño, esto es, dentro de ciertos límites, el más duro el recubrimiento polimerizado químicamente inducido o inducido por calor, y entre más completo sea el curado es mejor el desempeño del recubrimiento. Muchos usuarios especifican este tipo de método de prueba para aquellos recubrimientos como los poliesteres rellenos de fibra de vidrio, esteres vinílicos, epóxicos, etc., como un indicador del curado. Sin embargo, algunos instrumentos como el impresor de Barcol, son mejor indicados para usarse en materiales homogéneos.


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Instrumentos y Pruebas Destructivas Cuando se aplica a materiales de plásticos reforzado (no homogéneos) el impresor Barcol producirá una mayor variación en las lecturas de dureza con respecto a aquéllos materiales no reforzados (homogéneos). Estas variaciones se pueden originar principalmente por las diferencias en dureza en la resina y los materiales de relleno en contacto con un impresor de diámetro pequeño de 0.157 mm (0.0062 pulg). Hay una menor variación en las lecturas de dureza en materiales más duros en el intervalo de 50 Barcol y más altos y son considerablemente más variadas las lecturas en materiales más suaves. En general, las lecturas de dureza por un método de prueba dada se afectan debido a: Tipo de recubrimiento, lámina, o material de relleno Curado Temperatura ambiente Espesor del material a ser probado Tamaño de muestra prueba Las lecturas de dureza de impresión son numéricas. Estas lecturas corresponden a los estándar de referencia establecidos por el fabricante del equipo de prueba, o por acuerdo de la industria. Hay varios fabricantes de probadores de dureza, como: Rockwell Vickers Brinell Barcol No hay ninguna relación directa entre la escala de dureza; sin embargo, una escala puede correlacionarse con la otra usando una gráfica apropiada de conversión.


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Instrumentos y Pruebas Destructivas Estas gráficas habilitan al inspector para correlacionar la escala de dureza de un fabricante con otro. Por ejemplo, una revisión de la gráfica de conversión Barcol muestra que una lectura de 73 en la escala de Brinell deberá compararse con los valores de otros fabricantes como se muestra a continuación: Lecturas Muestra Brinell Vickers Rockwell Rockwell B E 73 81 39 81

Impresor El principio activo del impresor consiste de un cono truncado de acero templado con un ángulo de 26 grados con una punta plana de 0.157 mm (0.0062 pulg) de diametro. La punta se ajusta en el hueco de una aguja y se mantiene presionado por un émbolo de resorte. La escala indicadora tiene 100 divisiones, cada una representa una profundidad de 0.0076 mm (0.0003 pulg) de penetracion. A mayor la lectura, mayor dureza del material.

Calibración Discos de aleaciones de aluminio duras y suaves se suministran por el fabricante del instrumento y son los estándares usados para calibrar el instrumento.

Figura 11.42: Sección Transversal del Barcol 934


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Rockwell H 101


Con la guía del émbolo superior retraída hasta que ajusta al resorte, el impresor se coloca en la superficie del vidrio y se presiona hasta que llegue a la guía del émbolo inferior. El indicador deberá ahora leerse en 100. Si no lo hace, el tornillo de seguridad deberá aflojarse y la guía del émbolo inferior deberá moverse para obtener una lectura de 100. A continuación, el disco de calibración duro se lee; y si es necesario, el dispositivo se ajusta a la lectura a la cual está marcada en el disco. Entonces, el disco suave se lee y los ajustes necesarios se hacen. Si estas lecturas no se pueden hacer, entonces cualquier lectura subsecuente no será valida.

Procedimiento de Prueba De acuerdo al fabricante, para lecturas exactas, el espécimen de prueba deberá tener un espesor de al menos 0.79 mm (32 mils [0.03 pulg]) y ser lo suficientemente grande para asegurar una distancia de 3 mm (0.13 pulg) en cualquier dirección desde el punto de identación al extremo del espécimen.

Figura 11.43: Prueba con el Impresor Barcol Coloque el impresor, los discos de calibración, y el material de prueba en una superficie lisa y dura. Ubique el cuerpo del impresor en la superficie de prueba.


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Instrumentos y Pruebas Destructivas Coloque las piernas del equipo en la misma superficie, o sobre un material sólido del mismo grosor de forma que el impresor esté perpendicular a la superficie de prueba. Agarre el instrumento firmemente entre las piernas del equipo y la cubierta del impresor. Rápidamente con una mano, aplique una fuerza (aumente la fuerza) hasta que la aguja indicadora alcance un máximo (Observación: Algunas lecturas pueden tender al máximo en algunos materiales). Registre la lectura máxima. Cuando se use un probador de dureza, un fenómeno conocido como flujo frío, o de arrastre, se puede observar. Esto sucede cuando el probador de dureza entra en contacto con el material de prueba durante un periodo de tiempo. El impresor continúa penetrando el material y la aguja indicadora marca cantidades menores. Esto ocurre debido a que algunos materiales son más plásticos que otros. Si se deformara un material plástico, éste permanecerá más o menos deformado cuando se deje de aplicar la fuerza. Un ejemplo sería la masilla, el cual tiene un alto grado de plasticidad. Un material elástico regresará más o menos a su estado original cuando la fuerza se reduzca. Un ejemplo podrían ser las pelotas del tenis o las pelotas de plástico. Sin tomar en cuenta la elasticidad o plasticidad de los materiales de prueba, de acuerdo con este método de prueba, la lectura máxima se registrará como la dureza del material que se está evaluando. La prueba de dureza del impresor Barcol usado en materiales reforzados con vidrio como el polietileno, deberán realizarse antes de que se aplique el recubrimiento de gel para evitar un daño al recubrimiento sellador. El recubrimiento de gel debe repararse si se realizan pruebas de identación o pruebas de dureza de impresión después de que se aplique el recubrimiento de gel, sino podría crear un punto de falla potencial.


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Desprendimiento Catódico Las pruebas de desprendimiento catódico son procedimientos acelerados para determinar el grado comparativo al cual el recubrimiento probado puede desprenderse, o puede desarrollar discontinuidades debido a la acción de potenciales normales del suelo o de la corriente impresa de la protección catódica. La Norma ASTM G 8, Métodos de Prueba Estándar para el Desprendimiento Catódico de Recubrimiento de Tubería, describe en detalle cómo se puede llevar a cabo el desprendimiento catódico.

Figura 11.44: La Prueba de Desprendimiento Catódico ASTM G 95 Se han desarrollado varios métodos de prueba, los cuales generalmente incluyen: Preparación de una muestra del sustrato y recubrimiento aplicado Creación de una discontinuidad artificial en el recubrimiento Inmersión de la muestra en una solución de agua (preferentemente destilada): -

Cloruro de sodio (NaCI)

-

Sulfato de sodio (Na2S04), o

-

Carbonato sódico (Na2CO3)

La muestra se conecta eléctricamente a un ánodo, o, si se usa un método de corriente impresa a una fuente de voltaje DC.


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A intervalos especificados, se examina al espécimen en busca de desprendimiento del recubrimiento alrededor de la discontinuidad artificial, de nuevas discontinuidades y de otras condiciones requeridas. La Protección Catódica se discutirá más ampliamente en este curso.

Otras Pruebas de Laboratorio Muchas pruebas de laboratorio para establecer un criterio de desempeño de recubrimiento están detalladas en libros de referencia, y éstas incluyen: Normas ASTM, Volumen 6.01 y 6.02. Manual de Pruebas de Pintura, por Gardner y Sward, ASTM STP 500: Manual de Pruebas de Pintado Estas referencias detallan muchos procedimientos de prueba de campo o laboratorio en los recubrimientos para: Permeabilidad Dureza Penetración Punto de fundición Adherencia Resistencia a la Abrasión Retención del Color Retención del Brillo Flexibilidad Rocío de sal y otras características del recubrimiento.


Estándares de NACE

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Nivel 2 Capítulo 12 Estándares de NACE

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, 2004-Enero, 2007

Estándares de NACE

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Estándares y Reportes Técnicos Aplicables a Operaciones de Recubrimiento Introducción NACE Internacional, fundada en 1943, ha crecido para convertirse en la asociación más grande del mundo dedicada a la ciencia de la corrosión y a la mitigación de la corrosión. Además de sus publicaciones técnicas, educación y cursos de entrenamiento, seminarios técnicos, y otros foros sobre el control de la corrosión, NACE es uno de los grupos de voluntarios más grandes del mundo para el desarrollo de normas. Las normas se desarrollaron y publicaron por NACE conforme a principios de acuerdo general de la asociación y cumplen con los requisitos de aprobación de los procedimientos, reglas y regulaciones de NACE. Otras sociedades desarrollan y publican normas que se relacionan con varias fases de la operación de recubrimientos. Algunas de estas organizaciones son: Asociación Americana de Instalaciones de Agua (AWWA) Sociedad para Recubrimientos Protectores (SSPC) ASTM (anteriormente Sociedad Americana para Pruebas y Materiales) Organización Internacional para la Estandarización (ISO) Normas como las discutidas abajo son ilegales y están prohibidas a menos que se citen en un contrato (el cual incluya una especificación de recubrimiento) o en regulaciones gubernamentales. Varios especificadores consideran una norma como un documento que indique “cómo” hacer algo en lugar de que sea una guía. Otros especificadores a menudo se refieren a una norma según sus especificaciones sin un verdadero entendimiento de la intención y alcance de la norma. El inspector de recubrimiento debe tener acceso a las normas referidas en la especificación y entenderlas totalmente. Las modificaciones a una norma dada pueden realizarse por un acuerdo entre el dueño, contratista, y el inspector. En la reunión previa al trabajo, se deben plantear preguntas sobre cualquier duda sobre una norma de referencia y resolverlas.


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Normas Internacionales de NACE NACE publica un Libro de clasificaciones:

Normas

el cual se basa en tres

Prácticas Estandarizadas (SP)1 Métodos de Prueba (TM) Requerimientos de Materiales (MR) Las Prácticas Estandarizadas (SP) incluyen métodos recomendados para: Diseño Instalación Mantenimiento Uso apropiado de un material o de un sistema de control de corrosión Algunas de las Prácticas Estandarizadas se enfocan en: Detalles de construcción de un sistema de control de corrosión Métodos de tratamiento de la superficie para reducir la corrosión Requisitos para usar dispositivos para reducir la corrosión Procedimientos para incrementar la efectividad, seguridad, y beneficios económicos de una instalación o sistema

1

NACE Internacional publica tres clases de estandares: practicas estandarizadas, requerimientos de materiales estandarizados, y metodos de prueba estandarizados. Hasta el 23 de junio del 2006, NACE publicaba las practicas estandarizadas recomendadas, pero la designacion de este tipo de estandar fue cambiada a practica estandarizada unicamente. Los nuevos estandares publicados después de esta fecha se senalaran con una nueva designacion (SP), y los estandares existentes seran cambiados conforme se revisan o se reafirman. Las practicas estandarizadas recomendadas que fueron publicadas anteriormente incluiran la designacion anterior por debajo de la nueva, e.g. SP0592-2006 (anteriormente RP0592-2001).


Estándares de NACE

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Los Métodos de Prueba de NACE (TM) se relacionan a la prevención y control de la corrosión. Este tipo de norma puede proporcionar el método para llevar a cabo pruebas para determinar las características de: Materiales Diseño

Operación Los requisitos de los materiales (MR) establecen las características necesarias de un material en los que la corrosión es un factor de selección, aplicación, y mantenimiento del material. No puede esperarse que el inspector de recubrimientos memorice todo lo referente a las diferentes normas disponibles. Sin embargo, es responsabilidad del inspector de recubrimientos saber en dónde se pueden obtener las normas. Cuando una norma está referida en una especificación, el inspector de recubrimientos debe obtener una copia de esa norma y debe estar consciente de la confiabilidad de la norma. Si alguna parte de la norma referida no está clara para el inspector, en la reunión previa al inicio del trabajo, éste debe plantear sus dudas y aclararlas. Los inspectores de recubrimientos deben estar al tanto acerca de cambios y revisiones en las normas con las que están trabajando en cualquier proyecto que se les han otorgado. Las normas industriales a partir de varias organizaciones que escriben las normas, tales como, SSPC, ASTM, AWWA, ANSI, ACI, API, e ISO, por nombrar sólo algunas. Estas organizaciones proporcionan una lista completa en Internet de las normas disponibles. Se pueden obtener copias de estas normas vía Internet o por correo. Al final de este capítulo se encuentra una lista de algunas normas de NACE/SSPC y ASTM, junto con una lista de algunas revisiones de normas y normas recientes, publicadas a partir del año 2000.


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Normas ASTM Preparación de la Superficie para el Pintado D2092 Prácticas para la preparación de superficies de acero recubiertas con Zinc (galvanizado) para el pintado D4258 Prácticas para Limpieza de Superficies de Concreto que se recubrirán D4259 Prácticas para raspado de Concreto D4260 Prácticas para el decapado ácido del concreto D4261 Prácticas para la Limpieza de Superficies de Concreto de Mampostería para Recubrir D4262 Método de Prueba del pH de Superficies de Concreto decapadas o Limpiadas Químicamente D4263 Método de Prueba para indicación de Humedad en Concreto usando el Método de Hojas de Plástico D4285 Método de Prueba para Indicar Aceite o Agua en Aire Comprimido D4417 Método de Prueba para Mediciones en Campo de Perfiles de Superficies de Acero Limpiadas con abrasivo D4940 Método de Prueba para Análisis por Conductimetría de iones Solubles en Agua por contaminación de Abrasivos E337 Método de Prueba para medir Humedad con un Psicrómetro (La Medición de la temperatura de los Bulbos Húmedos y Secos) Propiedades Físicas – Películas Húmedas D3925 Práctica para el Muestreo de Pinturas Líquidas y Recubrimientos Pigmentados Relacionados D4212 Método de Prueba de Viscosidad usando Copas de Viscosidad Tipo Sumergibles Propiedades Físicas – Películas Curadas D2240 Método de Prueba para Propiedades de Goma – Dureza con el Durómetro D2583 Método de Prueba para la Dureza de Impresión de Plásticos Rígidos usando el Impresor Barcol D3359 Método de Prueba para Medir la Adherencia con la Prueba de Cinta D3363 Método de Prueba para Películas Duras usando la Prueba de Lápiz D4541 Método de Prueba de Resistencia al Desprender Recubrimientos usando un Probador Portátil de Adherencia D4752 Método de Prueba para Medir la Resistencia a MEK de Primarios de etil silicato ricos en Zinc (Inorgánico) por el tallado con solvente Mediciones de Espesor D1005 Método de Prueba para Medir el espesor de películas secas de Recubrimientos orgánicos usando Micrómetros D1186 Métodos de Prueba para Mediciones no Destructivas del espesor de Películas secas de Recubrimientos No Magnéticos Aplicados a Bases Ferrosas D1400 Métodos de Prueba para Mediciones No Destructivas del espesor de Películas Secas de Recubrimientos no Conductivos Aplicados a Bases Metálicas no


Estándares de NACE

12: 5 Ferrosas D4138 Método de Prueba para Mediciones del espesor de Películas Secas de Sistemas de Recubrimientos Protectores con Métodos Destructivos D4414 Práctica para la Medición del espesor de Películas Húmedas usando Medidores Notch Detección de Discontinuidades D4787 Prácticas para la Verificación de Continuidad de revestimientos Líquidos o de Hojas Aplicados a Substratos de Concreto D5162 Prácticas para Pruebas de Discontinuidad de Recubrimientos no conductivos sobre Substratos Metálicos Examen Visual y Apariencia D4214 Métodos de Prueba para Evaluar el Grado de Caleo de Películas de Pintura en Exteriores D4610 Guía para Determinar la Presencia de y Remoción del Crecimiento Bacterial de (Algas u Hongos) sobre Pinturas y Recubrimientos Relacionados

D16 D3276 D4227

D4228

D4537 D4538

Temas Generales Terminología Relacionada a Pinturas, Barnices, Lacas y Productos Relacionados Guía para Inspectores de Pintura (Substratos Metálicos) Prácticas para la Calificación de Oficiales Pintores para la Aplicación de Recubrimientos sobre Superficies de Concreto en Áreas de Seguridad e Instalaciones Nucleares Prácticas para la Calificación de Oficiales Pintores para la Aplicación de Recubrimientos sobre Superficies de Acero en Áreas de Seguridad e Instalaciones Nucleares Guía para Establecer Procedimientos para Calificar y Certificar de Personal de Inspección para Trabajo de Recubrimientos en Instalaciones Nucleares Terminología relacionada con Recubrimientos Protectores y Trabajo de Revestimiento para Instalaciones de Plantas de Generación

NACE Internacional y SSPC: La Sociedad de Normas para Recubrimientos Protectores: SSPC-VIS 1 Guía y Referencia con Fotografías para Superficies de Acero Preparadas con Limpieza por Soplado con Abrasivo en Seco SSPC-VIS 2 Método estándar para Evaluar el Grado de Oxidación en Superficies de Acero Pintadas SSPC-VIS 3 Guía y Referencia con Fotografías para Superficies de Acero Preparadas con Herramientas de Limpieza Manuales o Motorizadas SSPC-VIS 4/NACE VIS 7 Guía y Referencia con Fotografías para Superficies de Acero Preparadas con Chorro de Agua


Estándares de NACE

12: 6 SSPC-VIS 5/NACE VIS 9 Guía y Referencia con Fotografías para Superficies de Acero Preparadas con Limpieza por Soplado con Abrasivo Húmedo SSPC-SP 1 Limpieza con Solvente SSPC-SP 2 Limpieza con Herramienta Manuales SSPC-SP 3 Limpieza con Herramientas Motorizadas NACE No. l/SSPC-SP 5 Limpieza por Soplado a Metal Blanco NACE No. 2/SSPC-SP 10 Limpieza por Soplado a Metal casi Blanco NACE No. 3/SSPC-SP 6 Limpieza a Soplado Comercial NACE No. 4/SSPC-SP 7 Limpieza por Cepillado NACE No.5/SSPC-SP12 Preparación de la Superficie y Limpieza de Metales con Chorro de Agua antes de la Operación de Recubrimiento NACE No. 6/SSPC-SP 13 Preparación de la Superficie de Concreto NACE No. 8/SSPC-SP 14 Limpieza Industrial con Soplado SSPC-SP 15 Limpieza con Herramienta Motorizada a Grado Comercial NACE No. 10/SSPC-PA 6 Revestimientos de Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio (FRP) aplicados al fondo de los Tanques de Acero al Carbón que están a nivel NACE No. 11/SSPC-PA 8 Películas Delgadas de Recubrimientos Orgánicos Aplicados a Contenedores para Procesos de Acero de Carbono Nuevos NACE No. 12/AWS C2.23M/SSPC-CS-23.00 Especificación para la Aplicación de Recubrimientos por termo-atomizado (Metalizado) de Aluminio, Zinc, y sus Aleaciones y Compuestos para la Protección del Acero contra Corrosión SSPC-SP 11 Limpieza por Herramienta Motorizada a Metal desnudo SSPC-PA 1 Recubrimientos para Acero en Taller, Campo, y de Mantenimiento SSPC-PA 2 Medición del Espesor de Recubrimientos Secos con Medidores Magnéticos SSPC-AB 1 Abrasivos Minerales y de escorias Norma NACE RP0302 Selección y Aplicación de un Sistema de Recubrimiento para Superficies Interiores de Vagones y Tanques de Ferrocarril Nuevos y Usados en Servicio de Azufre Fundido


Estándares de NACE

12: 7 Norma NACE RP0402 Sistemas de Recubrimiento de Tuberías con Epóxicos Aplicados en Campo de unidos por Fusión (FBE) para Uniones Soldadas de GIRTH: Aplicaciones, Desempeño y Control de Calidad Norma NACE RP0602 Sistemas de Recubrimiento de Tuberías Aplicadas en Campo con Alquitrán: Aplicación, Desempeño y Control de Calidad Norma NACE TM0102 Medición de la Conductancia Eléctrica de Recubrimientos Protectores en Tuberías Subterráneas Existen normas más recientes en diferentes etapas de culminación que se presentarán a la industria del recubrimiento una vez que éstas sean publicadas.


Procedimiento para la Revisión de Pares

Nivel 2 Capítulo 13 Procedimiento para la Revisión de Pares

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, 2004

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Procedimiento para la Revisión de Pares En esta semana, las dos principales actividades para que usted se prepare para la Revisión de Pares, son: Repasar el material del Nivel 1 del CIP para refrescar su memoria, y aprovechar el tiempo permitido para revisión en esta semana y hacer preguntas sobre cualquier tema del cual tenga dudas. Relajarse – Trate de no preocuparse por la Revisión de Pares. NACE ha intentado hacer la Revisión de Pares lo más justa y directa posible. Esta revisión tiene una duración de máximo de 2 horas. La revisión está dividida en dos (2) partes: la Técnica y la Práctica. Esta revisión es una oportunidad para demostrar su conocimiento técnico y práctico, por lo tanto, esté dispuesto a participar en esta demostración. La serie de preguntas seleccionada es representativa de un conjunto de conocimientos y es consistente con los otros grupos de preguntas. La serie de preguntas se usa sólo una vez. La integridad del proceso está basada en la integridad del candidato. Respete su esfuerzo de trabajo y al programa no repitiendo las mismas preguntas que le tocaron en la revisión. Durante la revisión ubíquese mentalmente en el papel de un Inspector de NACE. Llegue temprano, por lo menos 30 minutos antes. El horario puede cambiar, por tal, no se alarme sino esté listo y permanezca flexible a los cambios de horario. El Par que dirige la Revisión, puede avisarle para ponerlo al tanto, si es que las revisiones se llevarán a cabo antes del horario. En sus cuadernos hay una copia del Procedimiento de Revisión de Pares. Tómese unos minutos para leerlo de nuevo para que tratemos de contestar cualquier pregunta que usted pueda tener.


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Procedimiento para la Revisión de Pares Los tiempos para la Revisión del Pares son asignados por personal de NACE, y se acomoda primero a aquéllos que están tomando al mismo tiempo el Nivel 2 y la Revisión del Pares. Estas asignaciones son provisionales porque las determinaciones finales están hechas por los pares cuando éstos llegan. Si usted requiere de un horario para la Revisión de Pares que alguien más en la clase tiene, consiga a esa persona y vea si es posible intercambiar. Usted debe hacer ese cambio en el horario anunciado o verificar con el personal representante de NACE. Este esquema describe el procedimiento y las preguntas que se bosquejaron para usarse en la Revisión de Pares para la Certificación de Inspector de Recubrimientos de NACE. El comité para la Revisión de Pares consistirá en tres personas designadas por NACE.

Expectativas La revisión de la parte Técnica consiste el 6 preguntas técnicas, cada una tiene un tiempo designado de un máximo de 10 minutos. Tome su tiempo para concentrarse en la pregunta, y tome el tiempo necesario para completar sus respuestas. Al dar su respuesta, concéntrese en lo que la pregunta está preguntando, no se desvíe del tema de la pregunta. Si está inseguro de lo que la pregunta se trata, puede pedir a los Pares que le aclaren la pregunta, ellos le ayudarán en lo posible. Si es necesario, deje tiempo al final de cada pregunta para que los Pares le aclaren la pregunta. Los pares "sugieren" que una contestación debe empezar en o, cerca de los 6 minutos. Algunas preguntas requieren sólo de una respuesta corta, mientras otras requieren contestaciones más elaboradas. En ningún caso, no hay preguntas confusas.


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Procedimiento para la Revisión de Pares Todas las preguntas se formularon de los cursos de CIP y del material de lectura con el cual usted ha estado en contacto en algún momento durante el desarrollo del Programa del CIP. La parte práctica de la revisión consiste en 4 preguntas prácticas, cada una tiene un tiempo aproximado de 15 minutos. Revise y entienda el Código de Ética. Mucho de lo que nosotros hacemos como Inspectores de NACE está basado en los ideales que contienen el Testimonio y el Código de Ética. La parte práctica de la revisión requiere que aplique su conocimiento técnico, experiencias del campo, y lógica para satisfacer la situación. Cada pregunta Práctica corresponde a una situación en la cual usted es el Inspector de NACE. El esquema presenta una situación para la cual se requiere facilidad para resolverla. Es muy posible que exista más de una pregunta correcta para el caso, así que piense en la situación y desarrolle completamente su respuesta. El escenario de la situación puede ser enmendado y los Pares pueden tomar parte en el asunto para ver cómo usted respondería a una situación modificada.

Evaluación Después de que se han completado ambas partes de la revisión, se le pedirá al solicitante dejar el salón, y esperar sin alejarse del lugar. Entonces los Pares votarán, sin hablar entre si, y quedará decidido, si, en el juicio de cada Par, las respuestas del solicitante son satisfactorias para el nivel en que el solicitante debe ser juzgado para pasar la Revisión del Pares, o si las respuestas del solicitante fueron poco satisfactorias para el nivel en que el solicitante debe juzgarse para reprobar la Revisión del Pares. Se requieren dos votos de aprobación para que el solicitante pase la Revisión del Pares.


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Si el solicitante no recibe un voto unánime (para pasar o reprobar), los Pares pueden discutir las respuestas del solicitante, y votar un segunda vez. En cualquier caso, los resultados finales se anotarán en un formato estandarizado que será enviado a la Oficina principal de NACE. Cada Par que otorga un voto negativo tiene que documentar los comentarios negativos en la segunda página del formato.

Procedimiento de Notificación Resultados de la Revisión de Pares

de

los

Cuando está lista una decisión, se llama al candidato al salón de Revisión de Pares por el Par Principal. El candidato se presentará para saber la decisión del Comité de Pares a través del Par Principal, el cual le presentará al candidato la copia correspondiente de la carta de aprobación o reprobación. El comité de Pares puede estar disponible para otorgar un tiempo breve para contestar preguntas, pero si el candidato desea discutir la decisión del Comité de Pares en detalle, debe hacer los arreglos necesarios para una cita formal con el Comité del Pares a través del personal de NACE. Será responsabilidad del Par Principal el comunicar inmediatamente los resultados del Comité de Pares al personal de NACE. Los candidatos que no pasaron la Revisión del Pares en su primer esfuerzo, deben esperar por lo menos una semana antes de intentar volver a tomar la Revisión del Pares. Candidatos que fallan en el segundo intento, y esfuerzos subsecuentes, debe esperar un mínimo de seis meses entre cada intento de pasar la Revisión de Pares. Preguntas


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Caso Estudio C

Nivel 2 Capítulo 14 Caso Estudio C


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Caso Estudio C

Estudio de un Caso Simon Peabody de Inspecciones Impecables, Inc., llegó a su trabajo para iniciar sus nuevas asignaciones a las 7:00 a.m. en punto, como había sido acordado. Él había sido reubicado recientemente en esta nueva labor después de conflictos políticos en su trabajo anterior. Al llegar al lugar, Simon se encontró con los representantes del contratista y el dueño los cuales estaban construyendo un ducto de transmisión de gas de alta presión en las afueras de una enorme área metropolitana. En este trabajo, el ducto había sido recubierto en taller con dos recubrimientos de alquitrán de carbón epóxico y se habían entregado en el lugar de trabajo con los extremos limpiados con abrasivos y cubiertos con plástico. Al soldarlo, el ducto había sido probada ultrasónicamente a un 100% para asegurar que no hubiera ninguna porosidad ni huecos en las soldaduras. Las uniones se habían recubierto usando equipos miniaturas pre-paquetados del mismo epóxico de alquitrán que había sido usado para recubrir el ducto en taller. Los documentos del contrato especificaban que habría inspecciones cada semana al sistema de recubrimientos protectores por parte de un Inspector Certificado por NACENivel 3 independiente. Aunque el trabajo había iniciado casi dos meses atrás, el contratista apenas había empezado a recibir y colocar el ducto. En este momento, el contratista había instalado 18 uniones de ducto las cuales estaban expuestas en la zanja y estaban listas para la inspección. La especificación del recubrimiento requería una prueba de campo del recubrimiento con un detector de discontinuidades de alto voltaje a 2,500 V, prueba de espesores de acuerdo con la Norma SSPC PA-2, y una inspección visual para defectos tales como escurrimientos y hundimientos. La especificación particularmente señalaba que no se llevarían a cabo pruebas destructivas en el ducto después de que éste se instalara en el lugar de trabajo. Simon realizó pruebas de espesores y encontró que el recubrimiento estaba dentro de los límites de la especificación. La apariencia general del recubrimiento parecía buena. Sin embargo, cuando Simon realizó la prueba de detección de discontinuidades notó que al pasar la sonda encima de una junta soldada, el material del parche parecía estar despegado donde entraba el chaflan en contacto con el recubrimiento aplicado en taller. Simon con curiosidad sacó de su bolsillo su cuchillo y vio que podía correr la navaja por debajo del recubrimiento y remover el material de parche fácilmente. En la inspección, Simon encontró que esa misma situación estaba en cada una de las juntas soldadas. Esto lo alarmó, por lo que fue a discutir el problema con el contratista y el representante del dueño. La recepción que obtuvo Simon fue explosiva. El representante del dueño se sobresaltó cuando Simon le dijo que él había desprendido el parche del recubrimiento de cada junta. El contratista le dijo a Simon que no tenía ningún derecho de realizar pruebas destructivas que específicamente estuvieran excluidas en la especificación. El contratista estimó que incurriría en una pérdida de más de $25,000 dólares debido a los


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Caso Estudio C

retrasos por los trabajo de reparación y curado de los recubrimientos. El contratista también le dijo a Simon que demandaría a la Compañía de Inspecciones Impecables, por ésta y cualquier otra pérdida en la cual incurriera debido a la incompetencia de "Inspecciones Impecables". Preguntas de discusión (exponga las razones de cada respuesta): 1. Simon la regó?

2. Que haría usted en esta situación?

3. Que piensa de las oportunidades de éxito que tiene el Contratista de que la compañía Inspecciones Impecables le pague los daños? Establezca sus razones.

4. El representante del dueño debería estar de lado de Simon en condenar la condición del recubrimiento en las uniones? Porqué y porqué no?

5. Si usted fuera Simon que haría después?




Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, 2004—Enero, 2007

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Capitulo 10 - Instrumentos de Prueba No-Destructivas 1. El monitoreo atmosferico y la seguridad incluye el uso de ___________________ y ____________________. 2. Los instrumentos de prueba no-destructivos incluyen: a._____________________ b._____________________ c._____________________ 3. Un medidor de vapor de solvente puede medir: a. gases de __________ b. gases de __________ c. __________ ____________ 4.________________ _____________ monitorean los niveles de oxigeno. 5. _______________ _____________ ___________ monitorean los gases toxicos y/o combustibles. 6. Un medidor Dragar utiliza _____________ ________ por aproximadamente ____ de vapores y gases quimicos. 7. Un medidor pH se calibra usando una solucion ___________ ______________. 8. Según ASTM D 714 la ampolla de mayor dimension se le da un numero ______. 9. Los medidores para la humedad pueden ser utilizados para medir la humedad en ______ y ____________. 10. Los medidores de humedad pueden ser utilizados para dar una ____________ indicacion de la humedad en el concreto. 11. El medidor de corriente eddy se usa para medir el DFT de recubrimientos ___________ aplicados a un sustrato ____________ __________________. Se pueden usar amplificadores para verificar la presencia de la contaminación, _________, ___________, _______ _________, y ____________.

Capitulo 11 – Instrumentos de Prueba Destructivos 1. Algunos instrumentos y pruebas de inspeccion pueden _________ o ________ una porcion del recubrimiento. 2. Se considera que el medidor Tooke es un instrumento de prueba ______________. 3. ASTM D 3359 es un metodo de prueba para medir el _________ de un recubrimiento usando _______________. 4. El medidor Tooke es utilizado para medir el DFT de recubrimientos hasta ____mils. 5. El medidor Tooke usa tres cuchillas numeradas ____, _____, ______. 6. _________ ______ _____ calibrar el medidor Tooke. 7. Según ASTM D 3363, el metodo de corte rejilla se usa cuando el espesor del recubrimiento es ______ que _______mils. 8. Se puede considerar a la dureza de un recubrimiento como un indicador de su ______________.



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9. Según ASTM D 3363, el primer lapiz que no _________ o _________ a la película se refiere como la dureza ___________ o dureza de _____________. 10. ASTM G 8 es un metodo estandarizado de prueba para el desprendimiento _______ de los recubrimientos ____________.

Capitulo 12 - Estandares de NACE 1.

NACE es una de los más grandes asociaciones _________ que desarrolla normas.

2.

Algunas otras organizaciones que desarrollan normas son: a. Asociación Americana de Trabajos de Agua (________) b._________: La Sociedad de Recubrimientos Protectores c.________ (anteriormente Sociedad Americana para Pruebas y Materiales) d. Organización Internacional para la Estandarización (______________)

3.

Las normas no son __________ y ____________ a menos que estén citadas en un _____________ (el cual incluye una especificación) ó en ___________ ___________.

4.

NACE publica un Libro de Estandares que se basa en tres clasificaciones: a ____________ __________________ (SP) b. __________ de _____________ (TM) c. ___________ _________________(MR)

5. Los inspectores de recubrimientos deben mantenerse informados con respecto a los _________ y las ________ de las normas con las cuales pueden estar trabajando en cualquier proyecto dado.


Interiores y Recubrimientos Especiales

Nivel 2 Capítulo 16 Recubrimientos Internos y Recubrimientos Especializados

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Recubrimientos Internos y Especializados Introducción Los recubrimientos protectores se manufacturan en forma de: Líquidos (dispersiones) Polvos Sólidos Recubrimientos de hojas Poliméricas Cerámicas (Vidrios) Metálicos (Galvanizado por inmersión en caliente, Rociado Metálico, Electroplatinado, etc.) En nivel 1 de CIP, se discutieron varios tipos de recubrimientos líquidos comunes, principalmente desde el punto de vista de su uso en las superficies exteriores de estructuras en la superficie. Se discutirá el galvanizado por inmersión en caliente y el rocío metalizado. En esta sección nos enfocaremos en lo siguiente: Recubrimientos en polvo Materiales para recubrir interiores y exteriores de ductos Recubrimientos internos de barrera gruesa Recubrimientos vitrios Recubrimientos internos no adheridos


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Definiciones de Recubrimientos para Interiores Exteriores

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y

En la Enciclopedia de Tecnología Química1, la definición de Recubrimiento se divide en dos partes: para interiores y para exteriores: Exteriores: Un recubrimiento resistente es una película de material aplicado al exterior de una superficie de acero, las superficies del tanque, bandas transportadoras, tuberías, equipos de proceso, u otras superficies sujetas al clima, condensación, humo, polvo, salpicadas o rocíos, más no están necesariamente sujetos a la inmersión en cualquier líquido o químico. El recubrimiento debe prevenir la corrosión o la desintegración de la estructura debido a los efectos del medio ambiente. Interiores. Un recubrimiento resistente es una película de material aplicada al interior de tuberías, tanques, contenedores, o equipos de procesamiento, sujetos al contacto directo e inmersión en líquidos, químicos, o productos alimenticios. Como tal, no sólo se debe prevenir la desintegración de la estructura por el producto contenido, sino también se debe prevenir la contaminación del producto contenido. En el caso de un interior, su función más importante es el prevenir la contaminación del producto contenido. El programa para el inspector de recubrimientos reconoce que las definiciones extendidas se basan en el uso intencional sin considerar la clasificación genérica de los materiales de recubrimiento.

1

Munger, C. G., Kirk-Othmer, Encic1opedia de Tecnología Química, 3ra Ed., Vol 6, John Wi1ey and Sons, New York, NY, pág., 445, 1979. Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004—Enero, 2007


Plásticos Reforzados Frecuentemente se usan fibras inertes, como de vidrio y algunos materiales sintéticos para reforzar ciertos sistemas de recubrimientos, para proporcionarles una fuerza adicional. Los materiales de fibra de resina, pueden usarse para la construcción y reparación de tanques, estructuras de concreto, etc., las cuales se han dañado por ataques químicos. Algunos tipos de resinas usadas en los sistemas de plásticos reforzados incluyen: Poliéster Ester vinílico Epóxicos Los tipos de material usados para reforzar plásticos incluyen lo siguiente: Malla de fibra de vidrio (orientada al azar) Cabulleria de vidrio tejido Hojuelas de vidrio Fibra de vidrio picada Otros tipos de fibras sintéticas como el Kevlar® o polipropileno


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Figura 16.1: Materiales de Fibra de Vidrio Estos materiales de refuerzo se tratan frecuentemente con un material especial llamado silano, que actúa como un agente dehumectacion para la fibra inorgánica y permite que la resina del polímero orgánico se pegue a las fibras. El Silano es soluble en agua, y es importante que éstos materiales de fibra se guarden en un ambiente seco hasta su uso. Si se mojan, ni siquiera después de secarse completamente no podrán restaurar las propiedades humectantes del silano. El término laminado o a veces laminación se usa para describir un sistema hecho de varias capas de materiales reforzados saturados con ciertas resinas. En algunos casos, se pueden usar diferentes materiales reforzados. Estos materiales compuestos puede ser de un espesor de 1.5 a 6.25 mm (60 a 250 mils), dependiendo de los requisitos particulares del servicio.


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Figura 16.2: El Laminado puede Consistir de una o más Capas de Plástico Reforzado con Fibras Deben aplicarse sistemas laminados a las superficies relativamente lisas. Si la superficie está picada, antes de la instalación se deben rellenar los hoyos con una mezcla de resina no reforzada.

Figura 16.3: Los Hoyos deben Rellenarse Frecuentemente la mezcla de la resina no reforzada (el saturante) se llena con arena y entonces se aplica con una paleta a los hoyos, bordes afilados, y esquinas, antes de aplicar fibra de vidrio sintética que refuerza el material.


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Figura 16.4: Aplicando una capa de Arena/Resina con paleta para Rellenar La capa aplicada con paleta suaviza la superficie de forma tal que la fibra reforzada se puede instalar sin dejar arrugas ni huecos. La primera capa de reforzamiento, está completamente fijada en el recubrimiento húmedo del paleteado.

Figura 16.5: Rebaje Después de Llenar


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Figura 16.6: Extendiendo la Fibra de Vidrio

Figura 16.7: Ajustando la Fibra de Vidrio en las Esquinas Un rodillo especial de metal corrugado se usa para eliminar las burbujas de aire del laminado y traer el saturante a la superficie. Pueden usarse saturantes con pigmento; sin embargo, algunos instaladores prefieren usar una resina saturada transparente, lo cual les permite localizar más fácilmente cualquier burbuja en el sistema


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Figura 16.8: Ajustando la Fibra de Vidrio en las Esquinas Lo visto aquí es la instalación de una fibra orientada al azar que usa epóxicos sólidos al 100% como saturante.

Figura 16.9: Aplicación con Rodillo del Epóxico al 100% sobre Fibra

La resina epóxica generalmente es menos peligrosa que algunos poliésteres y esteres de vinilos, ya que no contienen ningún monómero de estireno que es volátil y flamable. Este tipo de sistema de laminado normalmente se conoce como laminado a mano (hand lay-up). Se puede notar que las costuras de la soldadura se han rellenado de tal manera que el reforzamiento las cubre homogéneamente, sin huecos o burbujas.


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En muchos casos, el dueño requerirá que se aplique un sistema de capas de resina/fibra de vidrio bajo los postes de apoyo. El sistema de construcción debe ser lo suficientemente grueso y fuerte para soportar la carga. Cada poste se levanta y detiene para dar suficiente espacio para la limpieza con abrasivo y la aplicación del sistema de recubrimiento con fibra de vidrio.

Figura 16.10: Poste Elevado y Apoyado para ser Limpiado con Abrasivos por debajo El reforzamiento adicional del plástico con fibra de vidrio (GRP), puede aplicarse para incrementar el espesor. Algunas veces un recubrimiento superior llamado recubrimiento en gel, consiste en la mezcla de una capa de resina no reforzada aplicada sobre la capa final de reforzamiento como un sellador. Los recubrimientos en gel para el éster de vinilo y poliéster normalmente contienen una pequeña cantidad de cera que flota en la superficie durante el curado. Esta capa de cera ayuda a prevenir que el oxigeno retarde el tiempo de curado de las resinas. El curado total de estas resinas es importante para su desempeño. Algunos usuarios consideran a la dureza como una función del curado y en cierto sentido, una medida de su desempeño. Por lo tanto, se puede especificar la prueba de dureza, como la de un impresor de dureza. Para que esta prueba se realice adecuadamente, el DFT del laminado debe ser mínimo, dependiendo del tipo de impresor usado y hasta de 1500 µm (60 mils). Si se especifica una prueba de impresor de dureza, deberá realizarse antes de que se aplique el recubrimiento en gel. Si la prueba se hace después de Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004—Enero, 2007

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esta aplicación, el área de prueba se deberá reparar para asegurar un buen sellado de la superficie. El inspector también debe verificar cuidadosamente que no se quede sin recubrir ninguna fibra. Si se deja descubierta, puede ocurrir la filtracion (wicking). Las fibras actúan como una mecha permitiendo que el material contenido llegue al interior del recubrimiento, posiblemente causando una falla prematura en el recubrimiento. Algunas unidades de atomización son capaces de aplicar un recubrimiento de dos componentes simultáneamente con las fibras de vidrio picadas. Se rocían los componentes con una pistola de mezclado externo, mientras se alimenta con un motor de aire al triturador de la fibra de vidrio en cabo que la despedazará en pequeños pedazos con la pistola trituradora colocada dentro del cuerpo de la pistola.

Figura 16.11: Pistola Trituradora en uso Justo enfrente de la pistola se combinan los componentes del recubrimiento y la fibra de vidrio triturada y se expulsan sobre la superficie. El único propósito de la pistola trituradora es el de despedazar o cortar en tiras pequeñas a la fibra. Después se orientan azarosamente estos pequeños pedazos de fibra en el recubrimiento, los cuales actúan como un reforzamiento para la mezcla. Algunas características técnicas requieren pruebas de discontinuidad en el laminado. Esta prueba se debe realizar después de que la capa de gel ha sido aplicada y se le ha permitido curarse correctamente. Si cualquier hoja de fibra de vidrio estuviera sin recubrimiento, esto se observaría con un detector de discontinuidades. Es vital para el desempeño del sistema que


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se recubran y se sellen completamente todas las fibras del recubrimiento en gel.

Figura 16.12: Recubrimiento con Paleta Áreas Soldadas en un Interior

Figura 16.13: Rocío sin aire de un Recubrimiento en Techo de un Tanque

Interiores Los revestimientos se usan para:


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Proteger de la corrosión el interior de un recipiente, equipo de tuberías, etc. Proteger que el material contenido no se contamine por el substrato. Proteger el interior de un equipo de la abrasión y de cualquier corrosión que pudiera resultar si el revestimiento se desgasta.

Figura 16.14: Tanque Elevado Agua cuyo interior a Recubrirse

Figura 16.15: Tanque de Almacenamiento a nivel cuyo interior a Recubrirse


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Figura 16.16: Interior de un Tanque a ser Limpiado y Recubierto

Especificaciones de Interiores Las operaciones de interiores se regirán por las especificaciones pues por las condiciones severas de servicios, es sumamente importante seguir de cerca las especificaciones. El servicio técnico del fabricante del recubrimiento generalmente está en la especificación o en el contrato y resulta muy importante cuando se va a aplicar un producto nuevo. El inspector involucrado en operaciones de revestimientos debe obtener, leer y entender la especificación.

Preparación de la Superficie, su Aplicación, e Inspección La preparación de la superficie, su aplicación, normas de inspección, técnicas y materiales son similares a aquéllas para operaciones de recubrimientos en exteriores. En general, se consideran más severos los ambientes de inmersión, y por lo tanto se deben seguir estándares más altos de preparación para su aplicación. Debido a los requisitos de servicio severos en muchas situaciones de revestimiento, es importante que la preparación de la superficie, su aplicación, e inspección se realicen correctamente. Por ejemplo, la mayoría de las especificaciones actualmente requieren que todos los bordes y esquinas internas se recubran con capas franjas. Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004—Enero, 2007

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Curado con Calor Las especificaciones para la operación de interiores, pueden requerir de la aplicación de calor y la adecuada eliminación de solventes. El tipo, la cantidad y la técnica del calentado puede variar, dependiendo del mecanismo de curado del material especifico que se usara. Evaporación de Solventes para el Curado de Materiales Bajo circunstancias normales, el curado de los materiales por evaporación, pasa por un proceso de evaporación de los solventes durante el curado de la resina disuelta originalmente. Puede ser recomendable usar el calor para el curado de los materiales por evaporación de solventes, debido a que el calentamiento puede ayudar a: -

Ayudar a la remoción de solventes volátiles

-

Prevenir el lavado de solventes (re-disolución del material del recubrimiento líquido)

-

Minimizar la posibilidad de que el solvente se atrape en el recubrimiento.

-

Minimizar o eliminar el olor del solvente residual

-

Disminución del tiempo de aplicación entre cada capa de recubrimiento

-

Aceleración del tiempo de secado (Curado)

-

Desarrollo de la densidad óptima de la película, lo cual mejora la resistencia a infiltraciones y a químicos

Recubrimientos Polimerizados Los recubrimientos que se curan con químicos o con la polimerización por calor inducido, a menudo se calientan durante el proceso de curado para: -

Remoción los solventes volátiles y los productos residuales de la polimerización de los interiores y los contenedores

-

Aceleración del proceso de curando


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-

Consecución de u n curado óptimo (polimerización), lo cual aumenta la resistencia a la infiltración y químicos

En cada caso, una de las mayores razones para el calentamiento (con ventilación) es ayudar a la remoción de solventes volátiles o agua, no sólo del recubrimiento sino también del contenedor. |El calor por si sólo, no es suficiente para efectuar un curado apropiado. Como en todos los recubrimientos, una ventilación apropiada y adecuada es vital al remover los solventes. A menos que no se remueva una porción del solvente del contenedor durante el proceso de calentamiento, éste puede reabsorberse en el material del recubrimiento, y el costo y tiempo usado durante el calentamiento sería casi seguro un desperdicio... Por consiguiente, una ventilación adecuada es esencial. Existen muchos tipos de unidades de calentamiento. El inspector debe asegurar que el tipo usado es aquel requerido en la especificación y que se utilice cuidadosamente de tal manera que el recubrimiento no se dañe ni por contaminación ni por calor excesivo. Durante el calentamiento se tienen que tomar las siguientes precauciones: Evitar zonas calientes las cuales pueden llevar a un curado diferencial Evitar la introducción de productos flamables o vapor de agua al contenedor (frecuentemente esto se hace usando intercambiadores de calor y deshumidificadores) Evitar cambios bruscos de temperatura al recubrimiento Elevar la temperatura gradualmente para evitar cambios bruscos de temperatura en los recubrimientos

Seguridad La importancia de las prácticas seguras durante las operaciones de recubrimiento de interiores, no deben subestimarse, y deben seguirse todas las etapas, incluyendo: La preparación del tanque o contenedor antes de la preparación de la superficie


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Preparación de la Superficie La aplicación Curado Inspección Como las operaciones de revestimiento se llevan a cabo en espacios adjuntos, la ventilación es sumamente importante. El ambiente de trabajo debe supervisarse para detectar riesgos como concentraciones nocivas de humo, salpicaduras o manchas de líquidos dañinos, condiciones de calor excesivo y/o áreas donde el contenido de oxigeno en el aire puede ser peligrosamente bajo. Válvulas apropiadamente marcadas en todas las líneas que se dirigen a los contenedores deberán bloquearse y fijarse en la posición de cerrado. Se debe usar, como lo requieren las regulaciones de seguridad, protección adecuada que incluye: ropa protectora apropiada, equipo de suministro de aire, equipo de ventilación, zapatos de seguridad, cascos, guantes y protecciones para ojos y piel. Algunas operaciones de recubrimiento de interiores, por ejemplo, en un tanque de almacenamiento de combustible, se realizan en una atmósfera potencialmente explosiva. Debe ponerse mucho cuidado de que no exista ninguna fuente de ignición qué podría activar una explosión. Las precauciones incluyen el uso de equipo ligero a prueba de explosiones y herramientas manuales y motorizadas aprobadas. El inspector que trabaja en operaciones de interiores siempre debe saber y seguir las reglas de seguridad establecidas en la especificación del ingeniero de seguridad o de persona responsable en la seguridad en el trabajo y debe informar de cualquier práctica insegura inmediatamente.


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Recubrimientos en polvo La discusión de los recubrimientos en polvo incluirá una mirada a cada uno de lo siguiente puntos: Dónde usar los polvos Qué contienen los polvos Cómo es el curado de polvos Tipos genéricos de polvos Temperaturas de la aplicación de polvos Métodos de aplicación Cámaras de Nebulizacion (Cloud chambers) Inspección

Usos para los Recubrimientos en Polvo: Quizá el área más común de aplicación de recubrimientos en polvo está en los aparatos electrodomésticos, incluyendo refrigeradores, lavadoras de ropa y platos.


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Figura 16.17: Recubrimientos de Tuberías Sin embargo, en años recientes, los polvos se han empezado a usar muy exitosamente en la industria de trabajos pesados, tal y como en el recubrimiento de tuberías, para el recubrimiento de varillas (de acero reforzado) para su uso en concreto, bombas y mangueras propulsoras para servicios químicos, fabricación de tuberías, soportes de tubería, aspas agitadoras, etc.

Figura 16.18: Varillas para Concreto


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Figura 16.19: Aspas Agitadoras

Contenido de los Recubrimientos en Polvo Los recubrimientos en polvo son esencialmente similares a los recubrimientos líquidos en su composición. Contenidos comunes incluyen epóxicos, poliesteres, uretanos, etc. Los polvos generalmente contienen lo siguiente: Pigmentos Agentes del curado (resinas sólidas parcialmente reactivadas) Agentes del mojado Agentes de control de flujo Rellenadotes y Expansores Compuestos Antiespuma y otros Aditivos Todos son partículas secas y la mezcla se parece a cualquier polvo fino (por ejemplo, a la harina), excepto que podrían estar coloreadas de verde, gris, rojo, rojo, amarillo, o cualquier otro color, dependiendo del fabricante y del proceso.

Curado del Recubrimiento en Polvo Los polvos entran en dos amplias categorías: Termoplástico: es un material que se ablanda cuando se calienta y cuando se enfrían regresa a su dureza original Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004—Enero, 2007

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Termomoldeable: es un material que se endurece cuando se calienta y cuando se enfría retiene su dureza La clave del mecanismo de curado es la fase de transición al calor. Una vez que el polvo se aplica a una superficie calentada, ya sea pre- o postcalentada, el polvo cambia su estado físico temporalmente y se parece a un recubrimiento líquido. Una vez que se enfría, forma una capa homogénea sobre la superficie de acero. Los polvos aplicados a una fuente de calor pasan por cuatro fases distintas: La fase de flujo, ocurre cuando las partículas de polvo empiezan a fluir, pero no están totalmente el líquido La fase de mojado, ocurre cuando las partículas de polvo absorben más calor, se licuan totalmente y mojan la superficie La fase de gel, ocurre cuando las partículas del polvo empiezan a solidificarse, convirtiéndose en sólidos La fase de curado deja que los cambios que se realicen, permitan concluir el proceso de curado. El proceso completo -desde la fase de flujo hasta la etapa de curado- toma menos de tres minutos, lo que lo hace un proceso ideal para aplicación de producción en serie.

Tipos Genéricos de Polvos Materiales Termoplásticos: -

Cloruro de Polivinilo (PVC)

-

Polipropileno

-

Kynar®

-

Halar®

-

Polietileno

-

Teflón®

Resinas Termomoldeables: -

Epóxicos

-

Uretano


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-

Poliéster

-

Acrílico

Temperaturas de Aplicación de Polvos Los polvos Termomoldeables, contienen agentes de curación parcialmente reactivados, y requieren de una fuente de calor para convertirlos de un estado polvoso a un estado líquido. Es importante que se guarden los polvos fuera de cualquier fuente de calor hasta que se apliquen. En climas calurosos como aquéllos en los trópicos o durante su envió en climas calurosos, los polvos deben guardarse en recipientes refrigerados.

El intervalo de temperaturas de aplicación para polvos varía según el fabricante. Los polvos Termoplásticos normalmente requieren temperaturas menores para su aplicación, y se debe consultar los datos del fabricante para los intervalos de temperatura apropiada.

Precalentamiento La superficie u objeto a ser recubierto se puede precalentar con una bobina de inducción de alta frecuencia o en un horno de gas directamente.

Métodos de Aplicación Los polvos son aplicados con uno de los siguientes métodos: Atomizacion Congregada (Flock Spray) Atomizacion electrostática Cama Fluidizada, Método de inmersión Recubrimiento por rotacion Atomizacion por Flama Cámara de Nebulización Atomizacion Congregada (Flock Spray) En este proceso, el polvo se mezcla (que ya está fluidizado) con aire comprimido seco, y a baja presión y pasa a través de un gran orificio en la boquilla. El polvo es literalmente soplado encima de la superficie calentada.


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Figura 16.20: Atomizacion Congregada (Flock Spray)

Atomizacion Electrostática El método más eficiente para la aplicación de polvos por rocío, es el uso de la pistola de mano electrostática. Como en el caso de atomizacion congregada (flock spray), el polvo se mueve dentro de la pistola en forma fluidizada, pero, en este caso, esta normalmente presurizada.

Figura 16.21: Principio de Atomizacion Electrostática


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Figura 16.22: Corte Transversal de Atomizacion Electrostática de Polvo En la pistola, se aplica una carga electrostática al flujo de partículas fluidizadas, de forma que las partículas sólo con carga salgan de la pistola. La pieza a ser recubierta esta puesta a tierra de forma que las partículas son atraídas a su superficie. Conforme se construye el grosor del recubrimiento, se previene la pérdida de partículas cargadas de la pieza de trabajo, y esto tiene como consecuencia que la capa externa de partículas retenga su carga positiva. De esta forma, se repelen a las nuevas partículas cargadas positivamente que buscan llegar a la superficie, previniendo que se incremente el grosor de la película indiscriminadamente. Una ventaja de este método de aplicación es que el grosor de alguna forma es mayor en los bordes de una superficie plana comparada con las zonas lejanas a los bordes. La pistola de mano electrostática, probablemente es el método más popular y versátil para la aplicación de polvo. También es uno de los procedimientos de aplicación más eficientes, proporcionando una eficiencia de transferencia de aproximadamente un 98%.


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Figura 16.23: Pistola de Atomizacion Electrostática En los huecos y dentro de las cajas, la eficiencia baja considerablemente debido al efecto de caja de Faraday. El famoso físico, Faraday, encontró que debido a que las cargas electrostáticas se concentran en la parte externa de las cajas, no es posible cargar su interior. Por lo tanto, la aplicación electrostática trabaja muy bien por fuera de una caja metálica, como el cuerpo de un refrigerador o un tubo, pero no tan eficientemente en su interior. La aplicación electrostática de polvo no requiere que la pieza de trabajo se caliente antes de la aplicación. El grosor obtenido del recubrimiento es completamente dependiente de del voltaje de la carga aplicada y la resistividad del polvo. El voltaje usado comúnmente varía entre los 30 kV y 80 kV. Sin embargo, precalentando a una temperatura superior a la temperatura de fusión del Polvo, se pueden obtener recubrimientos de mayor grosor. Por consiguiente la pistola de rocío electrostática puede usarse para aplicar recubrimientos de mayor grosor desde aproximadamente 50 µm hasta más de 500 µm (de 2 a 20 mils).

Camas Fluidizadas El método de aplicación conocido como de cama fluidizada, es análogo al de inmersión en el campo de recubrimientos líquidos, se desarrolló originalmente en Alemania en 1953.


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Figura 16.24: Cama Fluidizada para Inmersión Cuando un flujo de aire finamente dividido pasa a través de un polvo, se forma una dispersión de gas sólido qué se comporta como un líquido. Una cama fluidizada consiste en un tanque con un fondo falso hecho de material poroso. La presión atmosférica se aplica debajo de este fondo falso para que el polvo contenido sobre éste se mantenga suspendido en la solución.

Figura 16.25: Cámara de una Cama Fluidizada El volumen del polvo se duplica aproximadamente, y en esta condición fluidizada, la mezcla de polvo-aire se comporta como un líquido. Cuando un objeto calentado se inserta en esta cama fluidizada, el polvo adyacente al objeto se funde y adhiere a la superficie. Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004—Enero, 2007

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El grosor final del recubrimiento se controla con la temperatura del objeto en el momento en que se inserta en la cama fluidizada. Entre más alta sea la temperatura y capacidad calorífica del objeto a ser cubierto, mayor será la cantidad de polvo que se adherirá al objeto, y así se logrará un mayor grosor del recubrimiento. Después de sacar al objeto de la cama fluidizada, este objeto recubierto se calienta aún más en un horno para lograr una fusión completa del recubrimiento y para formar una película lisa y coherente. En el caso de materiales termomoldeables, el ciclo de calentamiento se debe adecuar totalmente al curado del recubrimiento. Si muchos objetos con una alta capacidad calorífica se pasan sucesivamente a través de la cama fluidizada, los polvos se calentaran y tenderán a aglomerarse. Hay un límite en el cual los objetos pueden ser eficientemente procesados a través de la cama fluidizada.

Recubrimiento por rotación El recubrimiento por rotación se consigue cargando una cantidad de resina previamente pesada dentro de un molde hueco, colocando al molde dentro de un horno calentado y rotando al molde sobre sus dos ejes, mientras el molde y la resina se calientan juntos. Cuando la superficie interior del metal se calienta por sobre el punto de fusión de la resina, la resina se funde al entrar en contacto con el metal. Al enfriarse el polvo/resina ha formado un recubrimiento protector.


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Figura 16.26: Vaciado de una Cantidad Pesada de Polvo para un Recubrimiento por Rotación Ejemplos de objetos y equipos que se pueden revestir con la técnica de rotación, incluyen: tambores, garrafones, contenedores para almacenamiento y procesos, tuberías, bridas, uniones, válvulas, medidores de flujos y bombas, así como otros equipos.

Figura 16.27: Colocación de una Brida en una Montura para el Recubrimiento por Rotación Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004—Enero, 2007

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Figura 16.28: Colocación en un Horno para un Recubrimiento por Rotación

Figura 16.29: Pieza Terminada con un Recubrimiento por Rotación

Moldeado por Rotación Se requiere un control cuidadoso de rotación y calentamiento en el proceso de moldeado por rotación para preparar partes muy uniformes. Después del proceso de calentamiento, el molde se enfría rociándolo con agua para que la pieza se pueda remover.


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Figura 16.30: Tina Moldeada por Rotación

Rocío por Flama Las partículas de polvos Termoplásticos se soplan a una baja presión de aire a través de una flama a alta temperatura similar a la de un soplete de autógena (oxiacetileno). Las partículas se funden y la superficie que se recubrirá se calienta al mismo tiempo.

Aplicación de la Cámara de Nebulización Para completar esta sección de recubrimientos en polvo, se debe hacer una mención de la cámara de nebulización, que es esencialmente, una caja grande con entradas para que pase la pieza de trabajo al interior de la cámara. Una nube de polvo fluidizado se lleva desde el depósito de almacenamiento y se introduce a la cámara por una o más cabezas de distribución.


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Figura 16.31: Cámara de Nebulización para Recubrimientos en Polvo Se requiere una alta velocidad de flujo para mantener a las partículas más pesadas suspendidas. Con esto se consigue, que las piezas de trabajo en una cinta transportadora elevada pasen a través de una nube de polvo en rotación continua y sean blanco fácil para el amplio espectro de tamaños de partículas. Las partículas que caen al fondo de la cámara se hacen recircular a través de las cabezas de distribución, junto con el nuevo material de los depósitos de alimentación, asegurándose una utilidad de las partículas consistente y uniforme. En general, la densidad correcta de la nube duplica la cantidad de partículas que se consumen al depositarse sobre la pieza de trabajo que atraviesa la cámara. Puede variarse la densidad de la nube en la zona de recubrimiento. Enfocando las partículas por medios electrostáticos permite alcanzar las zonas con sombras en el recubrimiento (zonas de difícil acceso para ser recubiertas). Una presión ligeramente negativa se mantiene dentro de la cámara para prevenir que el polvo se escape por los extremos abiertos. Las ventanas en los extremos de la cámara pueden ser tan grandes como de 1 x 2 m (3.3 x 6.5 pies). Los objetos a ser recubiertos pueden estar calientes o fríos, dependiendo de los requisitos de grosor.


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Debido a que es un sistema cerrado de recirculación, no se pierde nada de polvo, y el polvo en el sistema permanece ahí hasta que se agota. El sistema es un método eficiente y económico para la producción en masa de recubrimientos de artículos similares que usan la misma capa de recubrimiento en polvo. Este proceso no se presta para realizar trabajos de recubrimientos con modificaciones.

Inspección Los inspectores la industria de recubrimientos en polvo trabajan en un ambiente relativamente seguro. El criterio de inspección es similar al de la industria de recubrimientos líquidos que incluye: Cualidad en la preparación de la superficie -

Los requisitos para la preparación de la superficie en el servicio de inmersión generalmente son más difíciles que los servicios a la intemperie. La preparación debe ser adecuada para el recubrimiento en particular que será aplicado y deberá cumplir con los requisitos de la especificación. Se le puede exigirse al inspector realizar las pruebas de:

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Las condiciones ambientales, tales como aire, temperatura del substrato, humedad relativa y punto de rocío. El inspector debe observar el sistema de deshumidificación, si es que lo hay, para ver que está realizando adecuadamente su función en caso de un cambio brusco de temperatura.

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Defectos de fabricación en zonas de difícil acceso o incluso inaccesibles, como soldaduras ásperas, discontinuidades en la soldadura, picaduras, grietas, etc.

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Sales químicas solubles

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La limpieza de la superficie y su perfil de acuerdo a la especificación

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Residuos de polvo abrasivo

El inspector deberá documentar cuidadosamente cada artículo de inspección, anotando cualquier área problemática que podría atraer la atención del cliente para su revisión y/o corrección previo al proceso de recubrimiento Criterio de aplicación Se puede requerir al contratista para: Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004—Enero, 2007

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Verificar las áreas designadas, si las hay, para los recubrimientos en franjas y determinar la calidad y DFT del recubrimiento aplicado por franjas.

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Observar la condición del polvo para asegurar que no ha absorbido humedad.

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Verificar el funcionamiento del sistema de deshumidificación, incluyendo una circulación de aire y ventilación para la remoción de solventes, etc.


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Equipo de Aplicación Especializado

Nivel 2 Capítulo 17 Equipo para Aplicaciones Especiales

Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004, Enero 2007

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Equipo para Aplicaciones Especiales Introducción Atomización con aire convencional y los equipos sin aire a veces se modifican para situaciones de uso especial. Tal equipo especializado incluye: Sistemas multi-componentes de atomización Sistemas de termo-atomización Sistemas electrostáticos Atomización centrífuga Guniting Algún otro equipamiento especializado Este equipo puede usarse en instalaciones manuales o automáticas: Instalaciones manuales, en las cuales la pistola de rocío se opera directamente por el pintor Instalaciones automatizadas, en las cuales un o una serie de pistolas de atomización o cabezas de atomización se operan mecánicamente


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Sistemas Multi-componentes Atomización con sistemas multi-componentes consiste de la medicion, mezcla, y aplicación automática de recubrimientos catalizados de componentes múltiples (normalmente dos) como el poliéster, epóxicos y uretanos. Este tipo de equipo se usa generalmente para aplicar recubrimientos altamente sólidos (que llegan a incluir hasta un 100% de sólidos) que tienen una vida útil muy corta (que van desde los tres segundos hasta algunos minutos). Debido al corto vida útil, los recubrimientos se pueden aplicar con pistolas especiales, las cuales mezclan los múltiples componentes dentro de la propia pistola, externamente en el patrón de rocío frente a la pistola o incluso a través de un mezclador múltiple instalado en serie antes de la pistola. Los sistemas multi-componentes se usan por varias razones, que incluyen:

La facilidad de aplicación de materiales altamente sólidos que cumplen o exceden los requisitos de las regulaciones ambientales en cuanto a los límites para la emisión de solventes orgánicos volátiles (VOC) La facilidad de aplicación de materiales 100% sólidos, que pueden tener características especiales de desempeño para recubrimientos en acero o concreto con grosores de 500 µm (20 mils) o más La eficiencia de aplicaciones en operación continua, los materiales multi-componentes que podrían no requerir un tiempo de inducción Quizás la mayor ventaja para usar sistemas multi-componentes está con los materiales como la poliurea, la cual tiene una vida útil corta (usualmente de menos de 10 segundos) y no puede mezclarse en un contenedor previa a su aplicación. Estos materiales de vida útil corta, junto con materiales multicomponentes regulares como los epóxicos, uretanos, etc., están combinados y mezclados dentro del sistema, no se exponen al medio ambiente y distribuyen adecuadamente sobre la pieza de trabajo. Este proceso proporciona un gran ahorro de material usado y reduce los problemas y/o costos asociados con la disposición de desechos.


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Equipo El equipo para sistemas multi-componentes consta de: El tipo de proporción fija, o El tipo de proporción variable El tipo de proporción fija puede entregar sólo un volumen del componente múltiple en una proporción como por ejemplo, 1: l. Un sistema de proporciones variable puede ajustarse a proporciones de 1:1 hasta 18:1 o mayores.

Figura 17.1: Equipo de Sistema Multi-componente Portátil El equipo consiste de dos o tres bombas sin aire unidas a un motor de aire. Las bombas individuales entregan los componentes separados de los contenedores al motor de aire que distribuye el material medido a través de líneas separadas hacia: Una pistola de atomización para distribuir el material, o Un mezclador múltiple provisto con un mezclador estático o mecánico; el material mezclado pasa entonces a través de una manguera corta de entre 2 a 3 metros (8 a 15 pies) de largo hasta la pistola


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Con la unidad de proporción fija, las bombas se calibran para entregar los mismos volúmenes de componentes separados, mientras que las unidades de proporción variable están equipadas con una bomba maestra y una bomba esclava. La bomba maestra entrega la resina y la bomba esclava entrega el catalizador (activador). La bomba esclava se monta sobre una barra deslizable que permite moverla hacia delante o hacia atrás, y la posición de la bomba sobre las barras cambia la longitud del intervalo de la bomba. Un intervalo corto de la bomba proporciona menos catalizador, mientras que un largo intervalo proporciona una mayor cantidad de catalizador, por lo que se puede variar la proporción de resina-catalizador. Algunas veces se usan calentadores para reducir la viscosidad del recubrimiento e incrementar su proporción de flujo. Estos calentadores pueden instalarse en serie o al lado del contenedor del material, o incluso en ambos. A menudo, las mangueras por las que fluyen los materiales se aíslan térmicamente para mantener la temperatura deseada en el material. Como no todo los materiales están hechos para resistir el calentamiento, se debe consultar la hoja de datos de los materiales para los requisitos de temperatura y calentamiento.

Figura 17.2: Sistema de Calentamiento con Mangueras Aisladas Térmicamente

La Bomba de Purgado La mayoría de las unidades de proporción variable, están equipadas con una bomba de purgado que suministra solvente para limpiar los conductos de mezclado del sistema.


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La bomba de purgado se conecta a uno de los extremos del contenedor del solvente y el otro extremo, a la parte trasera del mezclador múltiple. En caso de que se apague el sistema o haya un error en la proporción de la mezcla, o incluso si existe la posibilidad de que la mezcla de un recubrimiento pudiera activarse en el múltiple, o en la manguera, o en la pistola, la bomba de purgado podría activarse para suministrar el solvente para lavar la mezcla del material.

Pistolas para Componentes Múltiples Las pistolas de rocío de componentes múltiples están disponibles para aplicaciones convencionales con rocío de aire o rocío sin aire. Los materiales se mezclan: Internamente, dónde los componentes del recubrimiento se combinan pasando los materiales a través de un mezclador estático o mecánico justo antes de la pistola, o dentro de la propia pistola, o

Figura 17.3: Pistola de Rocío con Mezclado Interno Externamente, donde los componentes del recubrimiento son atomizados por separado desde la pistola, mezclándose entonces en los patrones de rocío inmediatamente frente a la pistola.


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A veces las pistolas de rocío con mezclado externo se usan en aplicaciones dónde se desea la adición de fibra de vidrio triturada al recubrimiento aplicado. En estos casos, usualmente se debe agregar un triturador de fibra de vidrio.

Figura 17.4: Pistola de Mezcla Externa yTriturador de Fibra de Vidrio La unidad trituradora es usualmente operada a base de aire y se coloca en la punta superior de la pistola. Un cabo de fibra de vidrio llamada „roving‟ es suministrado al triturador, y se corta en pedazos de longitud deseada, y luego expulsado dentro del patrón de atomizacion del recubrimiento. La combinación de la mezcla de fibra de vidrio y el recubrimiento se distribuye sobre la superficie a ser recubierta. Este sistema de recubrimiento/fibra de vidrio, usualmente se recubre con un recubrimiento de gel de la resina de recubrimiento sin la fibra de vidrio. El recubrimiento de gel se puede aplicar con una unidad convencional de rocío o con un sistema de rocío sin aire.

Sistema de Mezclando Múltiple En un sistema de mezclando múltiple, los componentes del recubrimiento se extraen desde sus contenedores y se traen hasta el mezclador, se mezclan, y hasta ese momento se suministran a la pistola o boquilla para ser aplicados. Estos mezcladores múltiples, usualmente contienen un mezclador estático en serie como el que se muestra aquí, el cual se usa en una línea de alimentación, antes de que entre a la pistola. Estos mezcladores trabajan cortando el flujo del recubrimiento por la mitad y girándolo a 90 grados. Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004, Enero 2007

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Esto se hace muchas veces, de forma tal que los componentes se mezclen completamente cuando salen de la pistola de rocío.

Figura 17.5: Mezclador Estático para el Sistema de Mezclado Múltiple

Figura 17.6: Bloque Mezclador para Unidad de Componentes Múltiples con Mangueras Aisladas Estos dispositivos mezcladores se pueden usar con unidades convencionales de rocío con aire o sin aire y normalmente se usan más para los materiales con una elevada viscosidad. En algunos mezcladores múltiples, la proporción de mezclado en la que los componentes por separado del recubrimiento se mezclan, pueden variar desde un 1:1 hasta un 18:1º o ser incluso mayor. Los sistemas de mezclado múltiples, se usan aplicaciones de recubrimientos en campo, y también en talleres. Muchas de los Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004, Enero 2007

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recubrimientos de materiales elastoméricos y epóxicos de sólidos al 100%, usados para contención secundaria, se aplican con equipos multicomponentes.

Sistemas de Termo-atomizado Para las aplicaciones de recubrimientos con sistemas de rocío con aire o sin aire, se requiere el calentamiento del recubrimiento líquido antes de su aplicación. Se realiza usando un calentador en línea o en una caja caliente, la cual calienta al recubrimiento antes de pasar por la pistola de atomizacion. El incremento de la temperatura del líquido generalmente reduce la viscosidad, permitiendo la aplicación del recubrimiento a una velocidad un poco más rápida. Además como el recubrimiento se expulsa hacia el aire, se enfría rápidamente incrementando en poco tiempo la viscosidad después de que toca la superficie. Esto ayuda al recubrimiento a permanecer en su lugar, reduciendo la formación de escurrimientos y arrugas, haciendo que la película este más uniforme. El calentamiento de recubrimientos formulados para aplicaciones en caliente, también permite que materiales más sólidos y con una mayor viscosidad se puedan aplicar más eficientemente, permitiendo la películas de mayor grosor, sin la formación de arrugas o escurrimientos. Cuando se usen los calentadores, el recubrimiento no deberá calentarse a una temperatura mayor a la permitida por las especificaciones o las recomendaciones del fabricante.

Calentadores de Recubrimientos en Serie Los calentadores de recubrimientos varían en tamaño y forma.. Estos generalmente precalientan al recubrimiento a temperaturas que van de los 350 °C (95 ºF) hasta los 93 ºC (200 °F). Algunos calentadores son portátiles y pueden atarse al cinturón del operador; los que son eléctricos requieren un cable. El peso del calentador hace que el equipo sea algo voluminoso y podría representar una condición extra de seguridad para el trabajador. El recubrimiento podría incluso pasar a través de un calentador estacionario situado entre la bomba y la pistola. Los calentadores en serie


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montados en la bomba son de 4000 Watts de potencia, las unidades controladas termo-státicamente pueden calentar hasta temperaturas de 70º C (158 ºF). Incluso con estos calentadores puede haber una pérdida considerable de calor dependiendo de la longitud de la manguera. Usando mangueras con aislamiento térmico se puede reducir la pérdida de calor. Para evitar la pérdida de calor, las mangueras de rocío algunas veces tienen un sistema de calentamiento, tal y como se muestra en esta diapositiva. En este caso, los dos componentes del recubrimiento se mezclan sólo hasta el punto dónde las mangueras anaranjadas salen de la camisa azul del sistema de calentamiento.

Figura 17.7: Las Mangueras pueden Aislarse Térmicamente o tener un Sistema de Calentamiento Los beneficios de la aplicación de recubrimientos en caliente con rociadores convencionales con aire o sin aire, son en general los mismos para ambos. Muchas unidades de acabado en taller, usan pistolas sin aire y calentadores en serie como un procedimiento normal. Estos sistemas sin aire se usan menos frecuentemente en grandes estructuras de acero, como por ejemplo, las plataformas costeras, puentes y grandes tanques de almacenamiento.


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Figura 17.8: Hombres Aplicando Material Calentado a un Ducto

Ventajas y Desventajas Algunas ventajas del termo-rocío incluyen: Los recubrimientos tendrán una viscosidad más uniforme Se puede lograr un recubrimiento homogéneo reduciendo escurrimientos y hundimientos El tiempo de secado puede acortarse Se pueden lograr aplicaciones más rápidas debido a la menor viscosidad Se pueden aplicar los recubrimientos fácilmente a bajas temperaturas.


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Puede haber menos vapores de solventes porque no se agrega éstos Se puede incrementar el espesor del recubrimiento por unidad de aplicación Se puede lograr una atomización más fina aplicando menor presión Se puede incrementar la adhesión del recubrimiento con menor viscosidad Se puede usar mangueras más largas en caso de ser necesario La mayor desventaja del termo-rocío es que se puede dañar el recubrimiento por un calentamiento inapropiado. Incluso, se pueden obtener proporciones de mezclado inadecuadas, si los dispositivos de medición del equipo fallan o no se calibraron adecuadamente.

Atomizacion Electrostática La atomizacion electrostática puede usarse con cualquier sistema convencional con aire o sin aire, incluso con sistemas de rocío asistidos por aire o sin aire de forma manual o automática.

Figura 17.9: Pistola de Atomizacion Electrostática


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El sistema de atomizacion electrostática en operación: Una carga de muy alto voltaje (del orden de 75 KV para las pistolas portátiles; hasta los 180 KV para algunos arreglos automatizados).se aplica a las partículas de recubrimiento mientras salen de la pistola de rocío se requiere un A las partículas de recubrimiento se les adiciona una carga eléctrica, y la pieza de trabajo se aterriza. La carga en la partícula puede ser positiva o negativa siendo más a menudo positiva.

Figura 17.10: Atomizacion Electrostática con Carga Positiva sobre un Recubrimiento y carga negativa en el objeto

Cuando las partículas cargadas del recubrimiento pasan a través de la pistola y hacia el aire, las cargas opuestas se atraen; y el recubrimiento finamente rociado se adhiere a todas las partes de la pieza; lados, bordes, esquinas exteriores, y algunos recesos del objetor. El lado opuesto del objeto se puede recubrir si la distancia que el recubrimiento tiene que viajar desde la pistola de rocío, no es demasiado grande. Generalmente, la mayoría del recubrimiento llega a la superficie a ser recubierta con muy poca pérdida. Esto implica una buena eficiencia de transferencia. La aplicación del rocío electrostático es ideal para aplicaciones de acabado en plantas de producción. No es adecuada para el mantenimiento de recubrimientos o para recubrimientos con demanda de alto desempeño en estructuras complejas. Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004, Enero 2007

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Figura 17.11: Atomizacion Electrostática en una Cabina

Una de las ventajas de la atomizacion electrostática es que tiende a ser auto limitante (sólo se puede aplicar un cierto grosor antes de que la pieza se aísle eficazmente y no se pueda adherir más pintura). Las ventajas del rocío electrostático pueden incluir: La cobertura bastante completa de formas irregulares El uso bastante completo de los recubrimientos líquidos La reducción de la pérdida de recubrimientos por sobre-rociar Acumulación muy uniforme de película Una mejor cobertura de los bordes


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Figura 17.12: Atomizacion de Polvos Electrostáticos –Notar Efecto Envoltura

Las desventajas de la atomizacion electrostática pueden incluir: La formulación de cada recubrimiento es crítica; debe diseñarse para la atomizacion electrostática. No todos los recubrimientos se pueden aplicar con este método. La fineza del triturado, el mezclado correcto, los solventes apropiados, y los pigmentos no conductores, son las mayores consideraciones en la composición del recubrimiento a ser aplicado electrostáticamente. Sólo se puede usar sobre el metal expuesto o sobre una superficie conductora conveniente. El procedimiento electrostático no puede usarse en una superficie no conductora. Normalmente, sólo se aplica una capa de material electrostático debido a las características aislantes del material original. Las más nuevas tecnologías ahora permiten, bajo ciertas circunstancias, la aplicación de más de una capa. El equipo es más caro que los sistemas convencionales de rocío con aire o sin aire. Debido al muy alto voltaje usado hay un riesgo de seguridad de descarga eléctrica durante la aplicación.

Características de Seguridad Con respecto a la seguridad, las más nuevas unidades de potencia de estado sólido son más eficientes que las unidades de tipo convencional y son mucho más seguras de operar.


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Muchas de estas unidades ofrecen controles para variar el voltaje de 0 a 75000 Volts, con circuitería de “protección inversa” que automáticamente reducen el voltaje de salida de la fuente de poder a un nivel que no es peligroso, sí se detecta que los niveles de corriente están siendo excedidos (la corriente normal de operación es de 95 a 100 mA (1 mA = 1/1000 Amperio). Los controles para variar el voltaje son más eficientes y permiten variaciones en la conductividad del material a ser rociado entre la distancia de la pistola y la pieza a ser recubierta. Los detectores miden la corriente de salida y reducen el voltaje en caso de un repentino aumento en la corriente eléctrica. Si un objeto se acerca el aparato de rocío rápidamente, el sistema de detección puede medir este cambio abrupto y evitar una peligrosa descarga eléctrica. La mayoría de estas unidades de potencia inmediatamente cortaran el suministro de energía eléctrica si el sistema excede una corriente de 128 µA. Este previene cualquier descarga eléctrica en caso de una falla, como la ruptura de algún cable, o del rompimiento del aparato de rocío. Esto funciona de forma similar a un fusible en un circuito. Para obtener una máxima seguridad, un circuito de medición del sistema de tierra, previene a la unidad de potencia operar en caso de que el cable de tierra esté mal conectado. Cuando está funcionando, generalmente se usa una unidad de potencia independiente para cada pistola de rocío para controlar el voltaje operación de las pistolas, el cual puede ser operado exclusivamente por el pintor.

Atomizacion Centrífuga El equipo de atomizacion centrífuga usa un disco en rápida rotación, un cepillo, y otros dispositivos para atomizar el recubrimiento.


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Figura 17.13: Atomizacion Centrífuga Los equipos de atomizacion centrífuga pueden usarse con o sin el cargo electrostático. Este tipo de equipo se usa ampliamente para colocar tuberías en operaciones especializadas en taller.

Guniting Las palabras Gunite y guniting son términos originalmente registrados y/o patentados por la Compañía de Bombas y Pistolas de Allentown, Pennsylvania. Esta compañía fabrica equipo y suministra productos a base de concreto para recubrir superficies de concreto y metal usando aire comprimido, en lugar de paletear o colar el cemento en el lugar.


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Figura 17:14: Guniting


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Figura 17.15: Equipo de Guniting El registro de las marcas (Guniting o Gunite) ha expirado, y ahora los términos Gunite y Guniting son términos genéricos para los sistemas de suministro de aire para la aplicación de recubrimientos a base de concreto. El Instituto Americano del Concreto (ACI) ha definido el producto que esta siendo aplicado como shotcrete seco o shotcrete húmedo y estos términos son generalmente aceptados en la industria. Algunos aplicadores siguen considerando al gunite como el producto seco y shotcrete como el producto húmedo. La definición de la ACI se usará en este curso.

Aplicación En el proceso de guniting, las mezclas secas de base de concreto son prehumedecidas cuando se introducen primero en el sistema de la pistola (ver diagrama); y conforme se impulsan a través de la manguera, un agente humectante (usualmente agua) se agrega al polvo prehumedecido en la boquilla. La boquilla consiste de un cuerpo y un anillo de bronce. La mezcla se expulsa a través de la boquilla y se adhiere a la superficie. Los ajustes a la cantidad de líquido son críticos y requieren a un operador experimentado. El contenido típico de líquido puede estar en el rango de un 6% a un 7%. En general, la superficie gunited en el área bajo el flujo mostrará una brillo sedosa y brillante, si la proporción de la mezcla es la correcta, pero si el shotcrete está demasiado húmedo, será una superficie húmeda y con estela, y si la mezcla está demasiada seca, será una superficie extensa y granular. Algunas veces un agente de gel se puede adicionar a la mezcla. Esto ayuda a asociar a los materiales para una mejor unión al substrato.


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Para los materiales resistentes a la corrosión, el líquido puede tener una composición especial denominada aglutinante. El espesor especificado del material gunited varía dependiendo de la aplicación. La mayoría de los sistemas para aplicaciones de corrosión deben tener un grosor mínimo de 38 cm (1.5 pulgadas). Si el shotcrete se usa para reemplazar concreto deteriorado, se puede aplicar hasta 9 a 25 cm (6 a 10 pulgadas) del material para subir la superfice al nivel original.

Figura 17.16: Operación de Gunite Así como la aplicación de recubrimientos de película delgada, hay partes específicas del proceso de la aplicación que deben ser controlados. Si la mezcla está demasiada húmeda, no se quedara en la superficie (ni siquiera si existen dispositivos de anclaje). Si la mezcla está demasiado seca, ésta se rebotará en lugar de adherirse a la superficie. El grado al cual el material no se adherirá a la superficie se llama rebote, y es crítico. La eficiencia de transferencia deberá observarse cuidadosamente y mantener el rebote en un mínimo. Se usan los materiales resistentes a la corrosión y gunited para recubrimientos internos de alta temperatura de chimeneas y en plantas tratadoras de desechos, donde el proceso de corrosión es causado por sulfato el de hidrógeno (H2S) y por los microorganismos (MIC).


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Estos materiales también se usan en algunas estructuras de contención secundarias en las industrias de procesos de químicos, como en los interiores de las torres de destilación de petróleo.

Rebote El rebote puede ser peligroso, sobre todo porque el material que rebota puede estar a velocidades de hasta 150 km./h (90 mph). Los operadores deben vestir gafas y ropa de seguridad. En la siguiente tabla se muestran los porcentajes de rebote típicos. El rebote es similar al sobre-rociado en las aplicaciones de recubrimientos. Superficie de trabajo

Porcentajes de Rebote

Losa en el piso

5% a 10%

Paredes inclinadas o verticales

15% a 30%

Volados

40% a 50%

En todos los volados y en la mayoría de las superficies verticales, se usan sistemas y dispositivos de anclaje y para sostener el producto gunited húmedo en su lugar hasta que esté curado. El sistema de anclaje, además puede proporcionar un reforzamiento, tal y como las varillas lo hacen en el concreto comun.

Anclaje La densidad y grosor de los recubrimientos por gunited, además de aplicaciones específicas, determinan los requisitos por fijar dispositivos o sistemas de anclaje. En algunos casos, los dispositivos de anclaje como las " T " o remachas Longhorn (cuernos) se colocan en el substrato formando un patrón específico. El espaciado para un anclaje típico es el siguiente: Plafones o techos de 15 a 20 cm (6 a 8 pulg) Paredes de 20 a 30 cm (8 a 12 pulg) Pisos de 30 a 41 cm (12 a 16 pulg)



Algunas otras veces se requiere una malla de alambre además de los dispositivos de anclaje. La malla se fija al menos a 1.25 cm (0.5 pulgadas) sobre la superficie que será recubierta con el proceso de guniting. Los recubrimientos para volados requieren que las anclas esten espaciadas mas densamente; las paredes inclinadas o verticales requieren un menor espaciamiento que el de volados; y los pisos requieren el de mayor espaciamiento. Las anclas se posicionan normalmente en un patron aleatorio, en lugar de una distribución específica y geométrica.

Figura 17.17: Dispositivos de Anclaje Cuando una membrana se usa junto con el sistema de fijación, deberá instalarse primero el sistema de anclaje, entonces se cubrirá con la membrana. Se discutirán las membranas con más detalle en la sección de recubrimientos especiales. Los productos Gunited son aplicados desde el piso hacia arriba para evitar que se aplique sobre una superficie con material rebotado.. El inspector debe prestar atención particular a: La preparación de la superficie El equipo


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El rebote

Ventajas de los Sistemas Gunite El proceso gunite ofrece ciertas ventajas sobre los sistemas de ladrillo/mortero y de colado/paleteado. Por ejemplo: La aplicación es de 5 a 10 veces más rápida El producto no tiene costuras y mejora la protección El material cubre configuraciones complejas Las aplicaciones se pueden hacer durante todo el año El producto tiene buenas cualidades de aislamiento El proceso es económico El proceso ofrece protección a largo plazo El proceso de guniting también tiene algunas desventajas: El proceso es sensible al viento y no puede aplicarse incluso con una brisa ligera La aplicación requiere de un equipo de trabajo de cinco hombres La aplicación requiere de un equipo voluminoso

Otros Equipos Especializados Sistemas de Atomizacion de Alto Volumen y Baja Presión Los sistemas de alto volumen y baja presión usan un alto volumen de aire suministrado a 69 kPa (10psi) o menos para atomizar un recubrimiento líquido en un patrón suave y de baja velocidad. Esta reducción en el flujo de aire, comparado con las presiones de 243 a 283 kPa (40 a 70 psi) suministradas normalmente con los métodos convencionales de rocío con aire, resultan en: Un patrón de rocío más controlado Reduce el rebote hacia atrás Reduce el sobre-rociado Reduce las emisiones de VOC Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2 ©NACE Internacional, 2004, Enero 2007

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Ahorro en el uso de material Menos desechos tóxicos Una mejor eficiencia de transferencia, a menudo superior al 65%

Figura 17.18: Equipo para Atomizacion HVLP La eficiencia de transferencia se puede definir como la cantidad de recubrimiento rociado que se adhiere a la pieza de trabajo, comparada con la cantidad perdida por rebote y sobre-atomizado. Una alta eficiencia de transferencia aumenta la productividad y calidad de acabado. La reducción de sobre-atomizado mejora la visibilidad, la cual reduce los errores del operador; mejora la calidad del acabado, y reduce la cantidad del material usado y la correspondiente disposición de los desechos. Por ejemplo, dos tercios o más de cada galón de recubrimiento aplicado por los métodos convencionales pueden perderse por sobreatomizado, comparado un octavo de galón o menos perdido al usar el HVLP. El enfoque del uso de HVLP es más gráfico por la tendencia actual hacia la legislación con respecto a la eficiencia de transferencia. Por ejemplo, en los Estados Unidos, el sur de California promulgó una legislación que exige a todo el equipo de rocío, tener al menos un 65% en la eficiencia de transferencia; una legislación similar está pendiente en otros estados. Al establecer los requerimientos de emisión VOC en los Estados Unidos, el Distrito para el Manejo del Aire de la Costa Sur de California (SCAQMD) especifica que el sistema HVLP y el electrostático son los únicos dos métodos que reúnen estos requisitos. El Distrito define al HVLP como cualquier rocío para acabado que suministra para trabajar presiones de aire de entre 0.69 a 69 kPa (0.1 a 10 psi). (Observación: se cree que algunos sistemas se han modificado para cumplir con este


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requisito. Estas unidades modificadas utilizan una bomba sin aire de baja presión y una versión modificada de una pistola sin aire asistida por aire). El HVLP generalmente se compara con el sistema de rocío con aire convencional. Ambos usan el aire comprimido para la atomización. La mayor diferencia entre ellos es que el HVLP tiene una presión máxima de 69 kPa (10 psi). El sistema convencional de rocío con aire, está limitado sólo por el suministro aéreo disponible; presiones de 345 a 414 kPa (40 a 70 psi) o superiores son comunes en estos sistemas de rocío convencionales. Un sistema de HVLP consiste en un suministro de material, una fuente de aire del alto volumen, y pistolas especiales que controlan la presión de atomización del aire hasta el kPa (psi) máximo. Tapas y puntas especiales aseguran una adecuada atomización. En general, el HVLP puede usarse con la mayoría de los materiales con bajos sólidos o sólidos promedios, como los epóxicos de dos componentes, los uretanos, los acrílicos, los esmaltes, las lacas, etc.

Atomizacion sin Aire Asistido por Aire Los sistemas de rocío sin aire asistidos por aire combinan la tecnología de las mejores características del rocío con aire y sin aire para crear una nueva capacidad de acabado de rocío. El rocío con aire convencional produce un acabado de muy alta calidad, pero usa grandes volumenes de aire (de 8 a 30 cfm). La turbulencia generada por el rocío con aire puede crear un sobre-atomizado excesivo, produciendo una pérdida de material y una eficiencia de transferencia menor. La atomizacion sin aire minimiza el sobe-atomizado y mejora la eficiencia de transferencia, usando un fluido a alta presión para forzar al recubrimiento pasar a través de un pequeño orificio y lograr la atomización


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Figura 17.19: Atomizacion sin Aire Asistido con Aire El grado de atomización logrado depende del tamaño de la punta y la presión del fluido. En general, las partículas de pintura en el rocío sin aire no se atomizan tan finamente como en el rocío con aire, lo que hace que el rocío sin aire sea inapropiado para la mayoría de los trabajos que requieren un fino acabado. Los componentes mayores de una pistola sin aire asistida por aire son una punta para rocío sin aire y una tapa para rocío con aire. Una punta de rocío sin aire de un fluido regular se usa para atomizar el recubrimiento y amoldarlo en un patrón de abanico a una baja presión de fluido, normalmente debajo de las 7 MPa (1000 psi). A estas bajas presiones, se consigue una buena atomización, pero los patrones de rocío no son aceptables debido a que esto crean bordes pesados llamados colas. Para eliminar las colas y ayudar a la atomización, se agrega aire a bajo volumen (de 1 a 3 cfm) y baja presión, normalmente entre las 69 a 207 kPa (10 a 30 psi). Esta “asistencia con aire” se dirige al patrón de atomizacion sin aire a través del conector en una tapa especial de aire, la cual elimina las colas y produce un patrón de rocío apropiado. Algunas ventajas de la atomizacion sin aire asistido por aire incluyen:


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Una buena apariencia en el acabado Una excelente eficiencia de transferencia (de un 30 a un 35% mejor que la atomizacion con aire) Un amplio intervalo de velocidad en el flujo de fluidos (de 0.15 a 1.5 L/min [5 a 50 fl. Oz/min]) Una reducción en el sobre-atomizado Menor desgaste en las puntas y una vida útil mayor de las bombas debido a una menor presión del fluido comparada con los sistemas de atomizacion sin aire Un método muy eficaz para atomizar líquidos Las pistolas de atomizacion sin aire asistidas por aire se han usado para aplicar esmaltes alquidálicos, lacas, barnices, catalizadores, uretanos, epóxicos, recubrimientos a base de agua, y zinc.


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Concreto e Inspección

Nivel 2 Capítulo 18 El Concreto y la Inspeccion


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Introducción El inspector de recubrimientos encuentra en su trabajo muchos tipos de substratos diferentes. A menudo, el inspector se le asignan diferentes tareas relacionadas con todas las fases de una nueva construcción o de la remodelación de estructuras existentes. Por consiguiente, NACE siente que es importante que el inspector también adquiera un conocimiento básico sobre el concreto, sus propiedades y las necesidades de una inspección antes y durante las operaciones del recubrimiento. El concreto puede abarcar la mayor área superficial de todos los materiales de la construcción. Mientras que se ha enfatizado en el acero como una superficie para ser recubierta, se cree que el concreto proporciona un área aún mayor de área superficial, a pesar de que muchas de las superficies de concreto no requieren recubrimientos. Se le considera al concreto en si como un recubrimiento y a veces se aplica sobre el acero para prevenir la corrosión. El concreto denso y bien colado es uno de los recubrimientos más resistentes a la corrosión disponible para el acero. Proporciona una barrera gruesa, densa, resistente al agua, creando una atmósfera inhibidora que previene al acero de la corrosión. Los recubrimientos con concreto de mortero han mantenido sus propiedades y han impedido al acero en condición de tubería de agua no corroerse por más de 100 años. Hay pocos recubrimientos de cuyas propiedades se podría decir lo mismo. Otras razones por las cuales se usa interiores de cemento para el acero son que son relativamente baratos y duraderos. A diferencia de la mayoría de los materiales que forman un recubrimiento interno adherido al substrato, el interior de concreto muchas veces no se adhieren al substrato. Puede tener grietas pequeñas, las cuales tienden a reparase por si mismas. El agua muy pura tiende a succionar y atacar al interior, y piedras u otros materiales abrasivos pueden erosionar al interior muy rápidamente. En estos casos, el interior de concreto puede requerir un recubrimiento adicional para protegerlo. Para apreciar los aspectos de la inspección en las operaciones de recubrimiento realizados con el concreto y otros materiales a base de concreto es útil contar con algún conocimiento básico sobre el concreto.



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Una de las razones para un amplio uso del concreto es que puede ser un material sumamente duradero. Algunas de las propiedades que le dan fuerza y durabilidad al concreto se listan a continuación: El concreto es inorgánico. Esencialmente es piedra. Muy pocos organismos, como los hongos o las bacterias lo atacan, como atacan a materiales orgánicos. No se pudre en el sentido literal del término. La luz del sol, el clima, humedad, resequedad, u otras condiciones similares no lo afectan. El concreto es duro. No se desgasta fácilmente. Su resistencia a la abrasión esta determinada por el tipo de compuesto agregado. El uso de agregados duros, duraderos y de granito lo hace muy resistente a la abrasión, aunque el cemento hidratado por si solo, no es un material muy resistente a la abrasión. El concreto tiene una fuerza de compresión, la cual es una de sus propiedades físicas excepcionales. Pocas condiciones ocurriendo naturalmente, con la excepción de los terremotos, pueden causar una falla por compresión. El concreto puede mejorar sus propiedades con el tiempo. Bajo el agua, la cristalización continúa durante un largo periodo de tiempo, incrementando su dureza y fuerza de de compresión. En muchos casos, la cristalización reparará las pequeñas grietas en la estructura del concreto. Debido a que contiene grandes cantidades de cal, el concreto reacciona con el dióxido de carbono del aire formando carbonato de calcio o piedra caliza, esto también incrementa su dureza y fuerza de compresión.

Cómo se Hace el Concreto El concreto se forma al mezclar cemento Portland, agregados y agua. El concreto se puede hacer usando diferentes tipos de agregados, desde arena de río, hasta el granito, y también se pueden incluir varios tipos de agregados fibrosos, como el vidrio y el asbesto. Cada mezcla de concreto y agregado puede crear una superficie diferente.



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Figura 18.1: Componentes del Concreto El concreto y sus derivados, normalmente se hacen en el lugar donde se usarán debido a su gran peso y al alto costo de transportación. Sólo por esta razón se encuentra una gama muy amplia de materiales.

Proceso de Curado del Concreto Para entender los requisitos para el recubrir encima del concreto es útil conocer algo sobre el proceso de curado del concreto. Por lo menos se han identificado 28 reacciones químicas que intervienen en el concreto mientras se cure, lo que lo hace un proceso muy complejo. Cuando se agrega agua a la mezcla de concreto/agregado, sucede un proceso llamado hidratación. El agua y cemento se combinan químicamente y se endurece. El contenido de cal en el cemento proporciona una alta alcalinidad al concreto. Su pH puede incluso estar por arriba de un pH de 13. Esta alta alcalinidad proporciona una resistencia a la corrosión para el acero recubierto con concreto, debido a que muchos grados de acero se vuelven pasivos en condiciones de alcalinidad iguales o superiores a un pH de 11.5.



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Esta misma condición de fuerte alcalinidad puede también causar problemas con los recubrimientos aplicados sobre una superficie de concreto, y hacer al concreto vulnerable al ataque corrosivo de las condiciones de acidez común en campo.

Tiempo de Curado del Concreto El proceso de hidratación o curado, empieza cuando hace contacto el cemento Pórtland y el agua, y continúa durante un largo periodo de tiempo. En general, el concreto colado debe curarse durante un mínimo de 30 días a una temperatura superior a los 21.1°C (70º F) antes de recubrir, para asegurar que la superficie tenga el pH, la dureza, y la fuerza tensorial adecuadas para la evaporación de del exceso de agua en la superficie. Como esta no es una regla fija ni grabada en piedra, algunos recubrimientos han sido específicamente desarrollados para ser aplicados al concreto inmediatamente después de que la cimbra ha sido removida. Estos recubrimientos pueden también usarse sobre concreto verde (sin curar). Según las especificaciones, se pueden requerir otros tiempos de curado para superficies de concreto colado u otros tipos de superficies a base de concreto. El inspector debe asegurar que la superficie a ser recubierta se ha curado durante el periodo de tiempo especificado previo a la aplicación del recubrimiento. Hay también recubrimientos formulados para usarse como una membrana de curado, (es decir, puede aplicarse inmediatamente después de que el concreto es colado o la cimbra se ha removido [si es que la hay]). Esto ayudará a prevenir problemas estructurales que puedan ocurrir con el concreto si la humedad en éste, se va de manera rápida, por lo que el proceso de hidratación no se realiza hasta el grado deseado.



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Superficies de Concreto Se puede encontrar una gran variedad de superficies de concreto y sus derivados, y éstas incluyen: Colado Bloques de concreto Superficies especiales de concreto -

Gunite

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Cemento con asbesto

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Productos de cemento con fibra de vidrio

Concreto Colado (Colado Líquido) Se vierte el concreto con un alto contenido de humedad para permitir que el concreto fluya dentro de la cimbra. Comúnmente se encuentran laitance, hoyos y burbujas de aire en el concreto húmedo colado, incluso sobre superficies verticales. El concreto colado se puede ver afectado por: Condiciones ambientales: el clima caliente causa que el concreto se cure más rápidamente que en otros climas, resultando en una mayor posibilidad de huecos y una superficie polvorosa de poca resistencia. El aplicar un compuesto de curado puede ayudar a disminuir los efectos de estas condiciones. Vibración: esto se hace para remover bolsas de aire, y puede causar que los agregados más pesados se hundan hasta el fondo de la cimbra. Esto produce una superficie débil y arenosa, creando una frágil capa de arena y cemento conocido como “laitance”. Esta condición puede ocurrir tanto en la superficie y en la cimbra del concreto de la superficie o en la interfase entre ellos. Operaciones de acabado: Varias operaciones de acabado se pueden realizar sobre el concreto:



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El aplanado con aplanadora de acero. Algunas veces una mezcla de arena/mortero se aplica a la superficie colada antes de aplanarla para darle a la superficie un acabado muy liso, duro y denso. El aplanado con aplanador de madera, es un procedimiento que usa una aplanadora de madera para aplanar al concreto colado. Debido a que la aplanadora de madera tiene una superficie áspera, los granos de arena se quedan en la superficie creando una superficie granular. La aplanadora de madera puede incluso crear una mayor laitance” sobre la superficie.

Figura 18.2: Aplanado a Mano

Figura 18.3: Aplanadora de Madera



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El cepillado, es el uso de una escoba de cerda dura para proporcionar una superficie áspera al cemento.

Figura 18.4: Cepillado

Superficies de Concreto Colado usando Cimbra Las superficies diferirán de aquéllas obtenidas por los métodos de acabados previamente descritos cuando se vierte el concreto usando cimbra. Pequeños agujeros, pedazos pequeños de piedras, bolsas de aire, cavidades, surcos por los tirantes o sus uniones de la cimbra, y otras imperfecciones sobre la superficie.

Figura 18.5: Burbujas Pequeñas



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Muchas superficies de concreto colado tienen imperfecciones en las uniones entre las secciones del cimbrado o entre los colados. Se pueden formar apéndices cuando el concreto penetra en los espacios entre las uniones de la cimbra. Además de estas imperfecciones visibles, allí puede haber cavidades ocultas justamente debajo de la superficie. Incluso el ligero soplado con abrasivos puede ser suficiente para abrir tales cavidades. Expuestas o no, las cavidades pueden causar que le salgan ampollas al recubrimiento aplicado.

Figura 18.6: Ampollas en Recubrimiento de Concreto Superficies Especiales de Concreto Guniting es el proceso de rociar o tirar el shotcrete hacia una superficie como un recubrimiento para restaurar el concreto a su condición original. El shotcrete es una mezcla densa de cemento y agregados relativamente pequeños que tienen un bajo contenido de humedad. Frecuentemente un agente de relleno se agrega para ayudar a mantener el shotcrete en su lugar hasta que éste se cure.

Figura 18.7: Equipo de Guniting



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Un grosor de hasta 100 mm (4 pulg) no es raro; dependiendo en la aplicación, el espesor puede ser tan alto hasta 250 mm (10 pulg). A menos que su superficie tenga un aplano suave, es generalmente rugosa y tensa, pero tiene unos pocos agujeros, bolsas de aire, o cavidades bajo la superficie. Los productos de cemento de asbesto tienen una fuerza tensorial más alta comparada a otros concretos, aunque también pueda ser algo quebradiza. Los productos de cemento de fibra de vidrio contienen fibra de vidrio para reforzarlos

Recubriendo Concreto Las superficies de concreto y de otras de la base de concreto se pueden recubrir debido a una variedad de razones. La decoración puede ser una razón importante para usar recubrimientos en servicios arquitectónicos. El color y apariencia de rasgos arquitectónicos pueden ser un elemento esencial del plan de un edificio o estructura. Aunque el concreto puede ser formado de tal manera que no transmitirá agua líquida, es un material poroso y generalmente la transmisión de vapor de humedad se logra penetrar. Se puede recubrir al concreto, o "impermeabilizarlo" para mitigar la transmisión del vapor de la humedad. Sin impermeabilizar, el concreto permitirá que el agua entre y atraviese su estructura porosa. Mientras el concreto sea relativamente nuevo, habrá una alta probabilidad de florescencia. Aunque cuando se coloca al principio es altamente alcalina, la alcalinidad se agota por el paso de humedad, y el ataque de corrosión de la superficie puede acelerarse por el paso de la humedad. Impermeabilizando el exterior de la superficie (enterrado o a nivel) puede ayudar a superar estos problemas impidiendo que el agua o la humedad pasen a través del concreto. Reforzar la resistencia química, es importante porque el concreto es un material muy reactivo. Es esencial proteger al concreto de otros materiales reactivos, tanto para prevenir la corrosión del concreto o que el producto se contamine.



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Químicos, ácidos minerales, comida ácida, solubles de ácido carbono, agua pura y el clima, todas ellas pueden cobrar un precio sobre el concreto sin recubrir. Protección para los ciclos del congelación/descongelacion puede causar que el concreto se agriete y se rompa. El contenido de agua y humedad del concreto, lo hace muy susceptible al daño causado por las condiciones del congelación/descongelación. Las fuerzas físicas del hielo son mayores que la fuerza del concreto y causarán que el concreto se spall??astille y rompa. La protección más práctica es mantener al concreto con el menor contenido de agua posible, por lo que se usan recubrimientos a veces. Consideraciones de diseño que permiten que el agua se escurre y prevenir que se atrape en depresiones o nichos, puede también prevenir los ciclos de congelacionn/descongelación.

Figura 18.8: Deterioración del concreto y corrosión de Varillas debido a la Acción de Iones de Cloro sobre el Acero Protección es necesaria para el acero reforzante que puede corroerse seriamente si el concreto está poroso, permitiendo que el cloruro, sulfato u otros iones menos comunes y el oxigeno que penetra hasta el acero reforzado. La mayoría de esas substancias, si no se vigilan, causan celdas de corrosión (picaduras) que se forman sobre el acero reforzado, lo cual conduce a agrietar/spall y romper al concreto.



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Los recubrimientos de alto desempeño aplicados a la superficie de concreto pueden protegerlo y también el acero reforzante integrado en el. El acero reforzado por sí mismo puede ser recubierto antes de que el concreto sea colado. Descontaminación. El concreto es poroso y tiende a absorber contaminantes rápidamente. El recubrimiento del concreto previene la absorción de estos contaminantes. Esto es especialmente importante en plantas nucleares y otras áreas donde la radiación puede estar presente. Los selladores de superficies a menudo se aplican sobre el concreto, especialmente sobre pisos, para prevenir que el concreto se empolve. Protección contra la abrasión y la erosión. El recubrimiento sobre el concreto ayuda a resistir la abrasión por tráfico humano y de equipo, además hace al concreto resistente a la erosión por el flujo de agua en otros fluidos sobre su superficie. Códigos de Color. Muchas instalaciones usan códigos de color para identificar diferentes áreas por seguridad y para la identificación de áreas que pueden requerir mantenimiento frecuente. La protección de la pureza del agua o de cualquier otro producto dentro de los contenedores de concreto es otra de las razones para recubrir al concreto. Sin recubrimiento, el concreto absorberá a los líquidos que almacenará en los tanques y contenedores provocando su contaminación. Mejorando y simplificando la limpieza. - En concreto poroso es muy difícil de limpiar a no ser que esté sellado con un recubrimiento transparente o de color. Antiderrapamiento. - El concreto que ha sido aplanado con una aplanadora de metal y que presenta una superficie dura y suave puede ser muy resbaloso cuando está mojado. Le pueden aplicar recubrimientos para que la superficie sea antiderrapante agregándole algunas partículas finas al recubrimiento. Mientras esto hace a la superficie más difícil de limpiar, la parte relativa a la seguridad es más importante que la facilidad de limpieza.



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Preparación de la Superficie de Concreto y sus Derivados Introducción Cuando los recubrimientos se aplican a las superficies de concreto o sus derivados, esta operación generalmente incluye: La inspección de la superficie antes de que se realice cualquier operación, la cual puede incluir la limpieza previa y la limpieza con vapor y/o químicos. Inspección después de la limpieza previa Preparación de la superficie Inspección de la preparación de la superficie Tratamiento de grietas y puntos de expansión Recubrimientos Inspección después de cada capa en un sistema con recubrimientos múltiples Inspección del sistema completo de recubrimiento

Inspección de la Superficie La superficie a ser recubierta se inspecciona primero para que cualquier condición o defecto en la especificación sea corregido, o que puede resultar dañina al proceso de recubrimiento. Algunas de las condiciones que el inspector de recubrimientos puede encontrar incluyen: Laitance, la cual es una capa superficial débil de una mezcla de cemento rica en agua sobre la superficie de concreto fresco causada por el movimiento ascendente del agua. Picaduras Huecos Florecencia, la cual es causada por la humedad que pasa a través del concreto llevándose sales solubles de concreto hacia la superficie.



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Las sales reaccionan con el óxido de carbono en la atmósfera creando un depósito cristalino blanco sobre la superficie. Proyecciones Porosidad Contenido de Humedad Aceites para liberar la cimbra Ubicación de los puntos de expansión -

Marcar para encontrarlos después del recubrimiento

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Tratamiento especial puede ser requerido

Residuos visibles de suciedad, sales químicas, o cualquier otra sustancia ajena que pudiese causar problemas en el recubrimiento (por ejemplo una pobre adherencia) Hielo o cristales de hielo sobre la superficie, los cuales requieren atención particular cuando se aplican recubrimientos en aire libre con el clima muy frío. Agua sobre superficie

Preparación de Superficie de Concreto en Moldes Introducción Para preparar la superficie de concreto o cualquier otro substrato a base de concreto para aplicar un recubrimiento, se deben seguir algunas operaciones como: Limpieza previa Preparación de la Superficie Superficie/llenado de huecos



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Limpieza Previa Todas las superficies a ser recubiertas deberán inspeccionarse para evitar la presencia de contaminantes químicos, aceites y grasas, los cuales deberán removerse antes de la preparación de la superficie, ya sea para limpiarse al vapor o con químicos o detergentes. En caso de contaminación extrema puede ser imposible o impráctico el remover los contaminantes, en cuyo caso, es necesario el remover y remplazar todo el concreto.

Preparación de la Superficie La preparación de superficies generalmente se realiza por: Limpieza con soplado abrasivo Limpieza con herramientas manuales y motorizadas Chorro de agua a alta presión o limpieza con abrasivos Decapado con ácido Tallado con piedra (stoning) Granalladora Ralladura

Limpieza con Abrasivos Dependiendo de la naturaleza del trabajo, casi cualquiera de los métodos de limpieza con abrasivos se puede usar. La limpieza por sopleteado abrasivo proveerá una superficie irregular y rugosa y removerá el Laitance. El soplado abrasivo también abre hoyos y huecos para que éstos puedan sellarse más efectivamente. La Norma Nace No. 6/SSPC-SP 13, Estándar Conjunto para la Preparación de la Superficie de Concreto se encuentra al final de este capítulo.



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Figura 18:9 Limpieza de Superficie con Abrasivos

Figura 18:10 Limpieza con Abrasivos en Concreto Algunas consideraciones prácticas para la preparación de la superficie de concreto incluyen: Sostener la boquilla más lejos de lo que se trabaja que cuando se sople al acero Usar presiones inferiores que las usadas para el acero Mover la boquilla tan rápido como sea posible consistente con la obtención de la superficie especificada, para evitar desgastar la superficie y exponer grandes áreas de agregado suelto



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Usar un abrasivo más fino que el usado en el acero, abrasivos más gruesos pueden remover demasiado concreto El concreto limpiado con abrasivos presenta un patrón de anclaje diferente al del acero limpiado con abrasivos. Es importante que el inspector tenga un entendimiento claro del grado de limpieza requerido en la especificación. La superficie de concreto limpiada con abrasivoa es más áspera que la superficie de acero limpiado con abrasivos y requiere más recubrimientos para cubrir la misma área. Recubrimientos más gruesos que aquellos típicamente aplicados al acero no son poco comunes. La especificación puede pedir una limpieza con abrasivos para que el concreto tenga: Un acabado de recubrimiento con mortero aplicado con cualquiera de los métodos previamente discutido. El sistema de recubrimiento primario aplicado directamente Un sellador aplicado antes del recubrimiento primario

Limpieza con herramientas manuales o motorizadas Muchas técnicas manuales o con herramientas motorizadas se usan para la preparación de la superficie de concreto y generalmente consumen mucho tiempo y son costosas. La superficie resultante de la limpieza con herramientas manuales o motorizadas puede variar desde una gran rugosidad y exposición de los huecos, hasta no más que la simple remoción de polvo. El uso de herramientas manuales y motorizadas puede remover concreto suelto, polvoso, o debilitado de la superficie. Pero esta técnica es un procedimiento lento y no expone las burbujas de aire como lo hace el soplado abrasivo.

Lavado con Agua a Alta Presión



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El lavado con agua a baja presión de poder de 21 a 31 MPa (3000 a 45000 psi) frecuentemente se usa sobre superficie de concreto colado. Esto generalmente no expone las burbujas de los huecos del interior de la superficie, o provee un perfil sobre concreto denso e integro tal y como lo hace la limpieza con abrasivos. Si se usa demasiada presión, el flujo del chorro de agua puede llegar a cortar el concreto. Se puede incluso usar limpieza con abrasivo húmedo. Las ventajas del chorro de agua y limpieza con abrasivo húmedo incluyen: El cortado rápido de la superficie Lavado de polvos La reducción de partículas abrasivas y de concreto en el aire

Decapado con ácido (ASTM D4260) El decapado con ácido involucra el uso de una solución de ácido reducido para remover el Laitance y la aspereza de la superficie de concreto. El procedimiento para la limpieza con ácido requiere que el operador: Realice una inspección cuidadosa y remoción de los residuos de grasa o de cualquier otro residuo de la superficie Aplicar el ácido a la superficie de concreto libre de aceite y grasa Permitir que el ácido reaccione con el cemento hasta que deje de burbujear. Típicamente, el tiempo de reacción del ácido es de 5 a 10 minutos Lavar la superficie completamente para remover las sales de ácidos, el cepillado se usa algunas veces con este proceso de lavado y de limpieza.



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Figura 18:11 Decapado con Ácido El ácido más común usado para este propósito es el ácido hidroclorídico. Varios decapados con ácido se pueden requerir para hacer bien el trabajo. A diferencia de la limpieza por soplado o con herramientas motorizadas, es difícil para el operador el observar cuándo se logra el concreto integro. La limpieza con ácido es difícil de usar sobre superficies verticales debido a que se escurrirá antes de que tenga tiempo de reaccionar completamente. Otros ácidos, como el fosfórico, cílicro o sulfánico, se pueden usar pero son más difíciles de encontrar que el ácido hidroclórico. El ácido hidroclórico no deberá usarse donde los cloruros están prohibidos. Cada uno de estos ácidos es tóxico y corrosivo y se deberá evitar el contacto con la piel o con la ropa. Rápidamente desintegrarán la ropa y en cualquier superficie de algodón donde salpique de ácido, de inmediato aparecerá un hoyo. Protección ocular, guantes de hule y botas de hule deberán usarse cuando se realice el decapado con ácido. Al terminar el decapado con ácido, la superficie generalmente se enjuaga con agua para neutralizar los depósitos de ácido. El papel medidor de PH se puede usar para determinar si la superficie es alcalina o ácida.



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Alisando Superficies de Concreto y Relleno de Huecos Alisar las superficies de concreto puede realizarse en cualquiera de los siguientes casos: Cuando la superficie de concreto esta recién colada, antes de cualquier preparación de la superficie Después de la limpieza previa y preparación de la superficie Si el alisamiento se hace después de la preparación de la superficie, esta deberá inspeccionarse cuidadosamente para asegurar que se pueda aplicar el recubrimiento sin ningún tratamiento adicional. El aplanado de la superficie y el rellenado de huecos se puede hacer ya sea con materiales derivados del concreto (como con el aplanado, tallado con piedra-stoning-o con sacking), o incluso usando masillas sintéticas o grouts/lechadas, tal y como los epóxicos y los uretanos.

Sacking El Sacking consiste en tallar una mezcla de cemento de mortero sobre la superficie de concreto usando un sack de cemento, una gunny sack/esponja, o un estropajo de lazo. Se debe poner mucho cuidado al mezclar el mortero en la proporción correcta y dejar curarlo antes de aplicar el recubrimiento. Se deben remover los excesos y apéndices antes del sacking, cuando el concreto aún es muy verde (sin curarse). Es muy importante el comenzar el sacking tan pronto como sea posible, una vez que el concreto se ha colado y que la cimbra se ha removido, para permitir que el mortero aplicado por sacking se realice al mismo tiempo que el curado del concreto donde fue aplicado. Esto mejorara la adherencia del recubrimiento de mortero al substrato. El proceso de sacking generalmente involucra: Humedecer al substrato con agua para prevenir que el concreto absorba toda el agua del recubrimiento de mortero, haciéndolo demasiado seco para el acabarse apropiadamente



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Aplicación del mortero frotándolo sobre la superficie con movimientos circulares, cuidando que todos los huecos sean rellenados. Cuando la superficie esta casi seca, se deberá retirar de la superficie nuevamente tanto material del sacking como sea posible, cuidando de no remover el mortero de los huecos ya cubiertos.

Aplanado por piedra (Stoning) El aplanado por piedra-stoning- es similar al sacking, excepto que se usa un ladrillo abrasivo de carburo de silicio u otro bloque abrasivo apropiado para alisar la superficie de concreto.

Figura 18.12: Aplanado por Piedra El ladrillo desgasta las imperfecciones de la superficie, abre las cavidades de la superficie y ayuda a penetrar al mortero en las cavidades. Frecuentemente, la superficie se frota con un sack después del desgaste para suavizar aun más la superficie.

Aplanado con aplanadora metálica Este método usa una aplanadora de acero para remover el mortero de la superficie y rellenar los hoyos, y proporciona una superficie razonablemente libre de poros sobre la cual se aplicará algún recubrimiento. El aplanado excesivo, puede resultar en una superficie demasiado lisa y brillosa que podría requerir un desgaste de la superficie para la aplicación de algún recubrimiento.



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Figura 18.13: Aplanado con una Aplanadora Metálica Cuando se aplana la superficie de concreto con materiales a base de concreto, es importante que estos materiales se curen completamente y se adhieren apropiadamente. Para hacer esto, el substrato de concreto se debe humedecer completamente antes de la aplicación del mortero. El mortero deberá permanecer húmedo durante el ciclo completo del curado. Muchos recubrimientos fallan debido a la pérdida de adhesion entre el material a base de concreto y el concreto.

Figura 18.14: Granalladora



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Figura 18.15: Ralladura

Tratamiento de grietas y puntos de expansión

Figura 18.16: Grietas en Concreto Las grietas se pueden clasificar como: Activas, las cuales son por si mismas puntos de expansión, y debido a que están sujetas al movimiento, y deben ser consideradas como puntos de expansión.



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Estáticas, las cuales no se mueven, y se pueden rellenar o cubrir sin perforar hasta el acabado final. En algunas ocasiones las grietas se pueden reparar o corregir inyectando resinas epóxicas o uretanos sólidos al 100%, lo cual ayuda a restaurar el carácter monolítico de la estructura. Los puntos de expansión, son siempre un tema serio a tratar en el servicio del concreto, y los métodos de tratamiento dependen de la severidad del caso, los inspectores deberán referirse a las especificaciones escritas para los procedimientos a seguir durante el tratamiento.

Inspección de las Superficies Previa al Recubrimiento El trabajo del inspector de recubrimientos en cuanto a las consideraciones en cuanto a la preparación de las superficies de concreto y sus derivados, deberá incluir: Observar la preparación de la superficie en proceso para asegurar que todas las operaciones se realicen conforme a lo establecido Inspeccionar la superficie preparada previa al recubrimiento para asegurar que la superficie se ha preparado conforme a lo especificado Algunos temas específicos que el inspector de recubrimientos puede tener que inspeccionar, detectar, registrar o corregir son los siguientes: Remoción del laitance Remoción de las protuberancias Tratamiento de las áreas con hoyos, huecos, y otras imperfecciones para ver que sean rellenadas y/o aplanados sobre la superficie, como se requiere según la especificación. Sin embargo, se debe observar, que algunos sistemas de recubrimientos se inician con la aplicación previa del primer, antes del rellenado de huecos, lo cual es pasos intermedios. Remoción de los productos intermedios derivados del decapado con ácido Registro del pH Determinar que la limpieza con abrasivos se ha realizado conforme a lo especificado



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Remoción de la arena, polvo y demás contaminantes conforme a lo especificado, usualmente por aspirado o soplado con aire comprimido libre de agua y aceite La especificación puede requerir que la superficie sea probada mediante la aplicación de una pequeña cinta de plástico para la remoción total de polvo, arena, etc. El adhesivo en la superficie de la cinta deberá estar limpio cuando ésta se quite.

Operaciones de Recubrimiento del Concreto Dependiendo de la composición del recubrimiento, los métodos más comunes de aplicación son: Rocío convencional de aire o sin aire Aplicación manual, donde un recubrimiento grueso tipo-mastico se aplane o se aplique por algún otro método sobre la superficie con o sin una malla de reforzamiento de fibra de vidrio.

Figura 18.17: Operador aplicando Concreto

Recubrimiento para el Concreto El recubrimiento se adhiere al concreto penetrando la superficie. En el libro “Protección contra la Corrosión mediante la Aplicación de Recubrimientos”, Charles Munger dice que “la netration es al concreto como el perfil de la superficie es al acero”. Los recubrimientos que penetran la superficie pueden conseguir una excelente adherencia.



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Se pueden usar algunos tipos genéricos de recubrimientos sobre el concreto como los siguientes: Reducción bituminosa Hules clorados Vinilos Epóxicos Epóxicos Novalac Poliuretano elastoméricos Hojas de materiales (e.g. gomas) Fibras de vidrio para el reforzamiento de plásticos Resinas furanas

Reducción Bituminosa Las reducciónes bituminosas son solventes a base de alquitrán de hulla o asfalto, los cuales son usados ampliamente sobre concreto. Las reducciónes bituminosas se pueden aplicar solos, o cuando se usan como impermeabilizantes para exteriores en superficies de concreto, pueden aplicarse como membranas de varias capas de recubrimiento, que incluyen fibra de vidrio par el reforzamiento. La impermeabilización se aplica también en la parte exterior de las estructuras subterráneas para evitar la filtración de agua del exterior hacia el interior de las estructuras. Si se filtra agua al concreto, esto podría provocar el desprendimiento de los recubrimientos interiores. Las reducciónes bituminosas también están disponibles como emulsiones a base de agua. Las especificaciones para la aplicación de una emulsión bituminosa al concreto pueden requerir que la superficie se humedezca previo a la aplicación del recubrimiento. Esto ayuda a una mejor y más profunda penetración del recubrimiento, mayor adherencia, y mitiga la tendencia de que el concreto seco absorba el agua y algunas resinas del recubrimiento, dejando a la superficie con una película de pigmento calosa y polvosa. Esta última condición afectará la adherencia de cualquier aplicación posterior de recubrimientos.



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Hules Clorados Los recubrimientos a base de hules clorados se han usado extensivamente para recubrir tanques de agua de concreto y albercas. Estos tienen un buen desempeño bajo condiciones de gran humedad. Debido a su resistencia a la luz ultravioleta, los recubrimientos con hules clorados, se pueden aplicar como un acabado final cuando se usan recubrimientos a base de solventes del tipo Bituminosa en superficies exteriores.

Vinilos Se han usado recubrimientos de vinilos sobre concreto en una gran cantidad de situaciones. Los sistemas de vinilos usualmente consisten de un primer vinílico, adelgazado según las especificaciones, el cual penetrará la superficie de concreto y proveerá una buena base para las subsecuentes aplicaciones de recubrimientos de vinilos. Los recubrimientos de vinilo pueden secar bastante rápido. El operador deberá tener cuidado, particularmente cuando los recubrimientos se apliquen sobre superficies de concreto calientes, para evitar que el solvente se quede atrapado, para formar ampollas posteriormente. Lo anterior puede ocurrir cuando la superficie a la cual se le aplicará el recubrimiento se seca mientras aún hay solventes en los poros de la superficie de concreto. Los hules clorados y vinilos han sido ampliamente usados en años anteriores, pero las consideraciones sobre el medio ambiente están empezando a considerarlos poco atractivos debido a su composición química actual.

Epóxicos Los recubrimientos epóxicos están disponibles en diferentes tipos de composiciones químicas y se usan frecuentemente sobre el concreto. Los recubrimientos epóxicos son relativamente delgados y se aplican sobre superficies de concreto preparadas cuidadosamente, como se ha descrito anteriormente. Estos epóxicos a base de solventes usan resinas de alto peso molecular similares a los de los epóxicos usados en el acero. Estos recubrimientos líquidos se pueden aplicar a las superficies de concreto originales, los cuales proveen una buena penetración en la superficie y sirven de base para otros acabados finales epóxicos. La palabra “recubrimientos delgados” es un término relativo. Debido al perfil comparativamente profundo típico de las superficies de concreto, por ejemplo, un recubrimiento que puede considerarse relativamente espeso



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sobre el acero (508 µm [20mils] por ejemplo), apenas podra cubrir los puntos altos del perfil de una superficie de concreto preparada. Un acabado superficial grueso epóxico se puede aplicar usando un aplanadora, atomizador, o una combinación de ambos, sobre una superficie de concreto limpia pero de otra forma no preparada. Incluso se puede llegar a cubrir las imperfecciones del concreto. Se puede usar sólo o con algunos otros recubrimientos finales a base de epóxicos con un reforzamiento de arena.

Epóxicos de Alquitrán de Hulla Los epóxicos de alquitrán de hulla combinan las propiedades del alquitrán de hulla con los epóxicos y es uno de los pocos recubrimientos que evitará la acción corrosiva que ocasionan los desechos domésticos. Se han usado extensamente como recubrimientos de concreto en estas áreas. Los epóxicos de alquitrán de hulla son particularmente útiles en ambientes donde el agua puede permear el concreto y causar que le salgan ampollas al recubrimiento.

Epóxicos Novalac Los epóxicos noválicos son una adición reciente en la industria de recubrimientos. Estos materiales son comparables a los epóxicos fenólicos y exhiben algunas características de ambos materiales. Los epóxicos noválicos generalmente son materiales sólidos al 100%. Se pueden aplicar con el método de rocío sin aire. Estos materiales se adhieren bien al concreto, y desarrollan una película densa y fuerte. Estos productos son muy resistentes a los ácidos.

Poliuretanos elastomericos Los recubrimientos con poliuretanos elastómericos (sólidos al 100%) se aplican normalmente con un sistema de rocío de multi-componentes. Se pueden aplicar con pasos de mano múltiples a 6.3 mm (0.25 pulg) de la superficie cuando se requiere. Estos materiales se aplican usualmente sobre un primer a base de epóxicos. Los poliuretanos se usan como contenciones secundarias y casi siempre se usan para recubrir cañerías de concreto

.



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Inspección del Recubrimiento sobre Concreto Cuando se inspecciona el recubrimiento sobre concreto, lo primero que se le requiere al inspector es: Asegure que el concreto se ha curado durante el tiempo especificado previo a la aplicación del recubrimiento Determine el nivel de humedad en el concreto El nivel de humedad en el concreto puede inspeccionarse por: -

Método de la hoja de plástico (ASTM D4263)

-

Detector de humedad

Algunos recubrimientos son muy intolerantes a la humedad en el concreto: otros se pueden adherir bien al concreto que sólo esta seco superficialmente.

Procedimientos de Inspección Durante la operación del recubrimiento al inspector se le deberá requerir que: Determine que el recubrimiento usado es el recubrimiento especificado Asegure que el recubrimiento se almacena según lo especificado Observar las operaciones de mezclado y adelgazamiento Observe las operaciones de aplicación Monitorea las condiciones ambientales El inspector deberá hacer una inspección visual de la superficie recubierta después de que cada capa ha sido aplicado para detectar: Pequeños hoyos (detectarlos ya sea visualmente o con un detector de discontinuidades) Puntos descubiertos Escurrimientos Ampollas



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Las ampollas pueden aparecer frecuentemente sobre el concreto. El concreto es poroso y puede guardar aire, el cual se expande cuando el concreto se calienta. Este problema se puede evitar algunas veces si: Se usa un primer especial Se sombrea a la superficie de concreto, para evitar los rayos del sol directos No se usa más solvente del necesario Programando la aplicación de forma tal que la temperatura ambiente disminuya conforme se aplica el recubrimiento. De esta forma, el recubrimiento se “absorbe” dentro de los poros del concreto. El inspector deberá también cuidar que: Si haya crestas en el recubrimiento Verificar que el recubrimiento se haya curado adecuadamente mediante: -

Pruebas de dureza (Impresor)

-

Frotado con solvente

Verificar que el tiempo entre capas sea el especificado Los mínimos y/o máximos de DFT Presencia de sobre- rocío o daño a las áreas cercanas El inspector de recubrimientos puede proveer al cliente con un buen servicio estando alerta de los objetos que no están listados en las áreas a ser recubiertas. Si algunas áreas no se recubren, podrían causar una falla prematura de los objetos listados en el programa de recubrimientos. Por ejemplo, cuando se recubre una tina de concreto enterrada pero el borde de la tina a nivel no esta recubierto, puede resultar una falla prematura de las porciones recubiertas debido a la transmisión de vapor de agua. El vapor de agua podría entrar en los bordes sin recubrir y podría migrar a través del concreto, aplicando una presión hidrostática contra las superficies recubiertas. Otros objetos, como los ductos (sin recubrir) de drenaje hacia dentro o fuera de las estructuras de concreto que están recubiertas, podrían tener efectos similares.



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Pruebas Grosor de los Recubrimientos Ya que el concreto no es magnético, no se pueden usar los instrumentos de prueba magnéticos para medir el espesor de película seca. Se puede hacer una estimación de DFT del recubrimiento sobre concreto usando las lecturas de WFT, a través de una base de cálculos en la cantidad de recubrimiento aplicado a un área dada o algunas veces con una muestra central. Recientemente se desarrolló un dispositivo electrónico basado en ultrasonido para determinar el DFT de un recubrimiento o concreto. Medidor de Espesor de Película Húmeda

Medidor Tooke

Medidor Ultrasónico

Figura 18.18: Herramientas de Inspección En algunos casos, un medidor de Tooke está especificado para medir una determinación precisa de DFT de algún punto. En estos casos, un procedimiento de reparación se deberá especificar al final de la prueba.

Agujeros

Figura 18.19: Uso del Detector de Discontinuidades DC



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Inspección visual de los pinoles puede ser especificada. En algunos casos, un detector de discontinuidades también se puede especificar. Un detector de bajo voltaje del tipo de esponja y/o de alto voltaje se puede DC se puede usar. Los detectores de discontinuidades pueden detectar pequeños agujeros en los recubrimientos sobre superficies de concreto y sus derivados, debido a que el concreto normalmente contiene suficiente humedad para ser un material conductor. Cuando se usa un detector de discontinuidades en un recubrimiento sobre concreto, el inspector deberá tener en mente que el concreto no es una sustancia uniforme y homogénea, y que la conductividad del substrato puede variar entre cada punto de medición. También es muy importante el mantener una tierra adecuada. Lo cual se puede conseguir cuando se usa un bajo voltaje, conectando la tierra de un detector a una varilla de la estructura a ser medida, o colocando una bolsa de arena mojada sobre el cable de tierra colocado sobre la superficie de concreto. El concreto en contacto con el cable de la tierra deberá también humedecerse.

Recubrimientos de Mantenimiento de Concreto Los proyectos de recubrimientos de concreto para servicio de inmersión, se pueden clasificar en dos categorías primarias: recubrimientos sobre concreto viejo, (concreto que tiene un historial en servicio menor a los cinco años) o recubrimientos sobre concreto recién colado. Uno de las mayores diferencias entre recubrimientos sobre concreto viejo y nuevo, es que las reparaciones a menudo son necesarias antes de que se puede aplicar la última capa de recubrimiento sobre estructuras viejas de concreto. Estas estructuras normalmente han pasado desgaste del concreto debido a ataque químico que ha progresado por una picadura o discontinuidad en el recubrimiento original. Reparaciones mínimas son requeridas antes de recubrir concreto nuevo, si buenas técnicas de colocación fueron implementadas durante su construcción. Un aspecto común para recubrir el concreto viejo y el nuevo es la planeación previa en los proyectos de recubrimiento, especialmente sí la superficie de concreto es grande, las reparaciones del concreto, son extensas y el trabajo requiere terminarse dentro de un corto periodo de tiempo.



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Los problemas típicos asociados con los recubrimientos exteriores e interiores del concreto viejo, son aquellos que involucran la porosidad, las burbujas de aire, las irregularidades de la superficie como las uniones de construcción, los puntos de expansión, de control y las grietas; la resistencia del concreto; los contaminantes residuales sobre las superficies de concreto y los problemas asociados con el agua del subsuelo. Algunas normas visuales están disponibles para la preparación de las superficies de concreto. Sin embargo, ASTM ha desarrollado algunos estándares prácticos que pueden ser muy específicos, los cuales incluyen: ASTM D4258. Práctica Estándar para la Limpieza de la Superficie de Concreto para el Recubrimiento ASTM D4259. Práctica Estándar para la Abrasión del Concreto ASTM D4260. Práctica Estándar para el Decapado del Concreto con Ácido ASTM D4261. Práctica Estándar para la Limpieza de la Superficie de Concreto usando la Unidad de Recubrimiento de Albañilería ASMT D4262. Método Estándar para la Prueba de pH de una Superficie de concreto limpiada con Químicos o Decapado con Ácido ASTM D4363. Método de Pruebas Estándar para indicar la Cantidad de Humedad en el Concreto usando el Método de la Hoja de Plástico

Un Proyecto Exitoso de Recubrimiento de Concreto El primer paso para un proyecto de recubrimiento exitoso es la planeación previa del proyecto. Esto incluye la inspección de la superficie de concreto recubierto existente durante varias semanas previas a la realización del trabajo. Durante este tiempo, deberá ser aparente si se requieren reparaciones del concreto y se podrá establecer si el trabajo será considerado como un proyecto de recubrimiento de corto o largo plazo, lo cual depende de la magnitud de las fallas en el recubrimiento existente y las reparaciones a realizarse. En la mayoría de los casos, las reparaciones del concreto serán menores y tiempo adecuado deberá programarse por si se requiere hacer las reparaciones necesarias durante la inspección preliminar.



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Durante la inspección inicial se deberá considerar el incluir las condiciones del servicio previas del recubrimiento; por ejemplo, ¿estuvo expuesto el recubrimiento a substancias químicas por inmersión o salpicaduras? ¿Existen daños asociados a la abrasión, erosión o ataque químico? La inspección deberá incluir también observaciones sobre la porosidad, exposición de agregados, exposición de varillas, crestas, fracturas, aceite u otros contaminantes. La inspección deberá incluir observaciones sobre el recubrimiento en cuanto a discontinuidades, si aplica, usando detectores de discontinuidades de alto y bajo voltaje, para determinar la extensión de la falla del recubrimiento y para identificar las áreas donde hay fallas severas muy localizadas. No se puede hacer demasiado énfasis sobre la importancia de la planeación previa en los proyectos de recubrimiento de concreto, y como se menciono anteriormente, es mejor el establecer inmediatamente si el proyecto será grande o pequeño. Si el proyecto le tomará a varios trabajadores aproximadamente de tres a siete días, el proyecto se puede considerar pequeño, Si el trabajo requiere de más de 10 trabajadores y más de dos meses para concluir el trabajo, el proyecto se debe considerar grande. Esto debe ser ilustrado con un programa de trabajo para mostrar todas las actividades del trabajo y las fechas de finalización. Si el trabajo no se puede completar en el tiempo estipulado, la situación deberá ser reevaluada inmediatamente. Un error muy común en el mantenimiento del recubrimiento del concreto, es el proceder con actividades que realistamente no se pueden completar en el tiempo especificado. En algunos casos, es mejor mantener en espera el proyecto de recubrimientos de mantenimiento del concreto, hasta que se puedan realizar previsiones especiales para completar satisfactoriamente el trabajo dentro del tiempo establecido. Se deberá enfatizar la inspección del proyecto de recubrimiento de mantenimiento del concreto. Como una parte de las especificaciones escritas, los puntos de espera deberán establecerse, instrumentos y estándares de inspección específicos deberán establecerse claramente, en conjunto con los procedimientos para reparaciones. Además, si se contrata un inspector independiente, el alcance de su autoridad deberá quedar claramente establecido. Un inspector externo es invaluable para los grandes proyectos de recubrimiento del concreto y para aquellos que requieren de un conocimiento especializado para la aplicación de un recubrimiento específico. El inspector externo puede ayudar a asegurar una buena calidad en el proyecto de recubrimiento del concreto, el cual podría minimizar los costos.



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Resumen Como se menciono anteriormente, el recubrimiento del concreto no tiene que ser una mala experiencia, aunque a menudo ocurren un número razonable de inesperados imprevistos durante este tipo de proyectos. Los puntos clave para un proyecto exitoso de recubrimiento del concreto son: Inspeccionar cuidadosamente la superficie de concreto y superficie recubierta antes del inicio del trabajo. Establecer la magnitud del proyecto. Programar cada actividad del trabajo y establecer una fecha realista de conclusión. Seleccionar los productos adecuados para la aplicación. Desarrollar las especificaciones completamente. Seleccionar a un contratista experimentado. Usar inspectores experimentados para asegurar que se han seguido correctamente las especificaciones.


Preparación de la Superficie, Recubrimiento e Inspección de Substratos Especiales

Nivel 2 Capítulo 19 Preparación de la Superficie, Recubrimiento e Inspección de Substratos Especiales


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Preparación de la Superficie, Recubrimiento e Inspección de Substratos Especiales Introducción En el nivel 1, se discutió sobre los dos tipos generales de substratos: •

Acero al carbón

•

Superficies de concreto y sus derivados

De vez en cuando, también se pueden recubrir otros substratos, los cuales incluyen: •

Substratos de metales especiales - Cobre - Aluminio - Metales galvanizados

•

Otros substratos - Madera - Materiales poliméricos (plásticos)

Estos substratos pueden recubrirse debido a una gran variedad de razones, que incluyen: •

Reforzar la resistencia a la corrosión basada en la definición de NACE sobre la corrosión en el sentido más amplio, llamado “el deterioro de una sustancia o sus propiedades debido a una reacción con el medio ambiente”.

•

Decoración

•

Marcado o identificación

Poco se ha escrito específicamente sobre estos substratos comparado con la información publicada sobre el acero y el concreto. Por consiguiente, el inspector deberá tener cuidado para entender totalmente la especificación del recubrimiento y de las hojas de datos del fabricante para el trabajo en especifico.



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Substratos Especiales Metálicos El inspector de recubrimientos ocasionalmente puede encontrarse con recubrimientos para metales no ferrosos como el cobre, las aleaciones no ferrosas como el latón, y aleaciones de hierro y metales no ferrosos como el acero inoxidable (resistente a la corrosión). Estos metales incluyen: •

Acero inoxidable

•

Níquel

•

Aleaciones de cobre y níquel

•

Aluminio

•

Bronces de aluminio

•

Cobre

•

Bronce

•

Latón

•

Estaño

•

Cadmio

•

Plomo

•

Magnesio

•

Zinc (que incluye el galvanizado por inmersión en caliente)

Aunque un número de substratos metálicos no ferrosos se pueden recubrir, no es probable que un inspector encuentre la mayoría de estos metales y aleaciones excepto en algunas circunstancias excepcionales o donde las áreas de la superficie a ser recubiertas son pequeñas. Sin embargo, un inspector de recubrimientos deberá estar al pendiente de los problemas que se puedan originar al recubrir estos tipos de sustratos.



Película Protectora de Óxido Muchos de los metales y aleaciones anteriores reaccionan con la atmósfera produciendo una película de óxido. La película de óxido es una parte esencial en la protección contra la corrosión, como en el caso del acero inoxidable. Si una película substancial de óxido se forma, hay un riesgo de que un recubrimiento orgánico posterior se pueda adherir correctamente a la película de óxido, pero la película de óxido puede estar demasiado gruesa para permitir que el recubrimiento penetre hasta la superficie del metal. Incluso, la película de óxido podría tener muy poca fuerza de adherencia de forma tal que la película de pintura y una parte de la película del óxido se puedan desprender fácilmente. Generalmente, las películas de óxido protector del: •

Acero inoxidable

•

Níquel

•

Estaño

•

Cadmio

son duras y adherentes, y después de desengrasar y lavar con agua a la superficie, están listas para se recubiertas con el primer. Algunos tipos de acero inoxidable tienden a mancharse de óxido cuando se exponen a un ambiente inapropiado. Si esto ocurre, puede ser necesario que se remueva total o parcialmente todo el óxido con un soplado abrasivo en seco o húmedo usando un abrasivo no metálico o frotando vigorosamente con agua y un cepillo o escoba de cerdas duras. Un tipo de primer que podría ser usado en estas películas es el primer de vinilo lavable o wash primer de vinil. El proveedor del material de recubrimiento puede ofrecer un primer específico para metales o aleaciones especiales.

Aluminio El aluminio puede desarrollar una película protectora de óxido que exhibe poca adherencia al substrato. Si se recubre con un material orgánico, esta película de óxido se puede desprender de la superficie.


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Sin embargo, con el aluminio anodinado, la película de óxido exhibe una fuerte adhesión al substrato y puede ser recubierto con un material orgánico con poca preparación de la superficie, como un ligero lijado de la superficie. La preparación de la superficie de aluminio puede variar con las circunstancias. En algunos casos, sólo se requiere un desengrasado y enjuagado con agua de la superficie. En otras circunstancias, será necesario después del desengrasado preparar la superficie a ser recubierta con un soplado abrasivo en seco o mojado con finas partículas de arena o plástico. Un alto perfil de la superficie deberá evitarse. Un wash primer d vinilo u otro primers especiales como el epóxico de dos componentes, antes de aplicar la última capa del recubrimiento orgánico.

Cobre El cobre y varias de sus aleaciones, usualmente se presentan sólo áreas de superficies pequeñas a recubrirse. Generalmente estas áreas pueden prepararse desengrasando y lavando con agua después de lijar en seco o en mojado con el papel de lijar adecuado. El cobre frecuentemente se usa en un ambiente arquitectónico donde la protección (como un tejado) y la apariencia son importantes. En algunos casos, el diseñador puede usar cobre suave el cual desarrolla una película de óxido verdoso llamada pátina. Ciertos tipos de aleaciones de cobre que se usan con propósitos arquitectónicos pueden desengrasarse, enjuagarse, decaparse con ácido y entonces tratarse con una solución especial que ayuda en la formación de la pátina. Estas superficies con la pátina no reciben otro acabado.

Plomo El plomo generalmente no requiere de una última capa de recubrimiento. Esto se debe a que es probable encontrar sólo pequeñas áreas de la superficie, tratamientos de la superficie de desengrasamiento y enjuagado con agua seguido de una ligera abrasión usando un papel de lija en seco o mojado que debería ser suficiente para el recubrimiento.


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Galvanizado Las superficies galvanizadas con zinc reaccionan con la humedad y el dióxido de carbono de la atmósfera para formar una película pasiva de carbonato de zinc e hidróxido de zinc. Esta película pasiva que se desarrolla incluso en un ambiente corrosivo puede inhibir una futura corrosión del zinc que está abajo. El zinc también puede ser atacado por los ácidos alcalinos. En un ambiente ácido, como el ácido hidroclórico, el zinc reacciona para formar una sal ácida, cloruro de zinc. En un ambiente alcalino, como en el hidróxido de sodio, el zinc reacciona para formar una sal alcalina llamada el hidróxido. Algunas de estas sales son solubles en agua y deben removerse antes de recubrir. Acabando la última capa de recubrimiento de superficies galvanizadas con recubrimientos orgánicos puede presentar muchos problemas. Generalmente, se permite que las superficies recientemente galvanizadas se expongan al medio ambiente, es decir, que permanezcan sin protección a la intemperie durante un mes antes del acabado. Este proceso de ambientación permite a la superficie pulida de zinc desarrollar una película pasiva fuertemente unida a la superficie antes de ser recubierta. Algunos usuarios simplemente lavan esta película pasiva afanosamente y entonces aplican el wash primer o algún recubrimiento especial antes de aplicar el acabado. En algunos casos, la superficie galvanizada con zinc a recubrirse es tratada con una solución diluida de ácido corrosivo, la cual normalmente contiene otros químicos como las sales de cobre. En secuencia, la superficie de zinc se desengrasa, se enjuaga y entonces se humedece la superficie con la solución de ácido corrosivo. Si la superficie de zinc se ha limpiado correctamente, la solución de ácido corrosivo reaccionará con el zinc creando un color café oscuro. Si no se obtiene este color, puede significar que la superficie no se ha limpiado adecuadamente. La solución puede enjuagarse con agua limpia; después de que la superficie se seque y se podrá aplicar la última capa de recubrimiento. Cuando se trabaja con soluciones de ácidos, se requiere que el personal use ropa apropiada de protección incluyendo respirador y protección de ojos.


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Protección para metales no-ferrosos Es necesaria la protección para ciertos metales no ferrosos que pueden estar en constante contacto con materiales de construcción como los siguientes: •

Concreto

•

Cemento y mortero de cemento

•

Mortero de cal

•

Trabajos con ladrillo

Se puede obtener fácilmente protección recubriendo el metal no ferroso con recubrimientos apropiados y resistentes a los alcalinos. El plomo y aluminio se deben proteger del contacto directo con metales alcalinos tales como: •

Magnesio

•

Zinc

•

Cadmio

•

Cobre

Con estos materiales, se deben especificar espacios de aislamiento para prevenir la formación de una union galvánica. Maderas duras como el roble y el nogal liberan materiales ácidos. El plomo y el estaño se deben proteger de no estar en contacto con estos materiales.

Limpieza de Uniones Donde las uniones han sido soldadas, remachadas o fundidas, se deberá tener cuidado de remover la fluxion (flux) antes del recubrimiento.


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Normas Varias normas sobre la preparación de las superficies no ferrosas incluyen: ASTM D 1730 Preparación de las Superficies de Aluminio y sus Aleaciones para el Pintado D 1731 Preparación para las Superficies de Aluminio por Inmersión en Caliente para el Pintado D 1732 Preparación de las Superficies de Magnesio para el Pintado

Madera Se puede recubrir a la madera para las siguientes situaciones: •

Decoración

•

Protección

•

Sellado

•

Estabilización

•

Conservación

•

Retardador de fuego

Decoración El recubrimiento y acabado de la madera se utiliza para propósitos decorativos y de protección. La madera es uno de los pocos substratos que puede necesitar acabado transparente, lo cual permite que se vea el sustrato. Muchos acabados resaltan la apariencia de la superficie de la madera porque ésta se absorbe de diferente forma sobre la superficie y hace más visible las vetas de la madera.


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Protección También se puede recubrir a la madera para protegerla y esto incluye: •

Sellado

Las superficies de madera no tratadas pueden absorber líquidos, mancharse rápidamente y pueden ser difíciles de limpiar. •

Estabilización

La madera cambia sus dimensiones con el contenido de humedad a una magnitud diferente en las tres direcciones de la veta, de tal manera que ésta cambia su forma y tamaño. Se puede aplicar un recubrimiento para ayudar a prevenir el acceso del agua y mitigar el paso del vapor del agua. Los recubrimientos ayudan a estabilizar a la madera contra los cambios en sus dimensiones cuando se aplican a todas las superficies. Debe prestarse atención particular para proteger a las vetas de los extremos de la superficie. •

Conservación

Aunque se han desarrollado recubrimientos especiales como conservadores de madera, muchos recubrimientos no son conservadores de madera en el sentido más estricto; es decir, no son tóxicos a los organismos que destruyen madera y no previenen el deterioro de la madera humeda.. El recubrimiento de madera humeda puede atrapar humedad e incrementar su deterioro. La humedad que entra en los puntos de unión o en las vetas extremas no protegidas, se mantendrán en la madera con el recubrimiento resultando en la formación de ampollas en la película del recubrimiento y/o deterioro de la madera. Por otro lado, un recubrimiento intacto en todas las superficies de madera seca puede ayudar a prevenir que la madera se humedezca lo suficientemente y se infle o se pandea y evitar el crecimiento de hongos. Un recubrimiento intacto también puede prevenir la erosión de la superficie de madera, la cual podría llevar al desarrollo de una ligera putrefacción, algas y/o moho.


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•

Retardador de Fuego

Los recubrimientos pueden aplicarse a la madera o a otras superficies combustibles para incrementar el desempeño de acuerdo a las pruebas de dispersión de fuego.

Ambientación La madera que será recubierta debe ambientarse al contenido de humedad apropiado si se usará en la construcción. El contenido de humedad en el momento del recubrimiento no debe exceder a la que indica la especificación. Si la madera no se ambienta adecuadamente, el recubrimiento podría no adherirse propiamente por lo tanto, le pueden salir ampollas. El sustrato también puede pandearse y encogerse. Las maderas se clasifican en dos categorías básicas: •

Maderas duras

•

Maderas suaves

Algunas de las maderas duras son difíciles de recubrir debido a su contenido inherente de aceite.

Materiales Poliméricos El término de materiales poliméricos (plásticos) cubre una gran variedad de materiales y no siempre es posible identificar el tipo preciso con un simple examen. Varios materiales plásticos se usan ampliamente en construcciones, tanques, insumos pluviales, cubiertas de paredes y pisos, ductos, paneles decorativos y de forma extendida como interiores aislantes como el azulejo de paredes y techos, etc. Algunos artículos de polivinilo (PVC) usados en construcción presentan ciertas dificultades, particularmente cuando son nuevos y no ambientados. Estos materiales pueden sufrir la degradación de su superficie por exposición, particularmente a la luz del sol. Otras formas de materiales plásticos aceptan el recubrimiento más fácilmente después de un periodo de exposición.


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Inspección de Sustratos Especiales •

Los mismos principios generales de la inspección para acero y concreto también se aplican a substratos especiales. El inspector debe:

•

Leer y entender la especificación

•

Asegurar una apropiada preparación de la superficie

•

Asegurar los procedimientos correctos de la aplicación

•

Inspeccionar cada recubrimiento conforme se va aplicando e inspeccionar el trabajo concluido

•

Conservar archivos y someter informes como lo requiere la especificación o el representante del dueño


Recubrimientos Internos de Barrera Gruesa

Nivel 2 Capítulo 20 Recubrimientos de Barrera Gruesa para Uso Interno


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Recubrimientos Internos de barrera gruesa Introducción El siguiente grupo de materiales a ser revisados son los recubrimientos internos de barrera gruesa. Algunos de estos materiales son: Materiales para la construcción resistentes a los químicos, como ladrillos y azulejos. Materiales de plástico reforzado, como fibra de vidrio usada con poliéster, ésteres vinílicos, epóxicos, epóxicos noválicos, etc. Hojas de materiales poliméricos, que incluyen a los polietilenos. Recubrimientos internos de plástico Recubrimientos internos de vidrio

Ladrillos y Azulejos Resistentes a los Químicos Introducción Se pueden hacer algunos recubrimientos internos resistentes a los químicos usando ladrillos y azulejos, pegados con morteros y lechadas a base de resinas y resistentes químicamente. Dependiendo de los tipos de arcilla usados, los ladrillos y los azulejos pueden construirse para ser: Resistentes a los ácidos Resistentes a las sustancias cáusticas o alcalinas Estos morteros especiales o lechadas, generalmente están basados en las siguientes resinas: Furanos Fenólicos Poliésteres Epóxicos y epóxicos noválicos

Esteres vinílicos



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Hay diferentes grados de ladrillos y azulejos. Los ladrillos están disponibles en varias formas y tamaños: curvos, planos, etc. Para pegar los ladrillos y los azulejos a la superficie, el aplicador esparce una capa de mortero o de lechada sobre una superficie con una cuchara. El mortero debe: Fijarse rápidamente sobre la superficie para permitir la colocación de la siguiente hilera de ladrillos. Ser resistente al contenido del recipiente o en el caso de pisos, al ambiente químico No afectar adversamente, decolorarse, ni contaminar de ninguna manera el contenido del recipiente de almacenamiento o las instalaciones de contención.

Figura 20.1 Ladrillos Resistentes a los Ácidos

Los revestimientos del ladrillo se usan en las instalaciones de almacenaje o de contención, en chimeneas, en tanques de salmuera (pickling tanks) y sobre pisos donde se requieren servicios resistentes a la corrosión. Tales recubrimientos internos frecuentemente se usan en las plantas de generación eléctrica, en la industria de bebidas y alimentos, en la industria farmacéutica y en las industrias del papel y la pulpa.



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Norma ASTM para Ladrillos y Azulejos Resistentes a los Químicos Los ladrillos y los azulejos resistentes a los químicos normalmente se conforman a uno de los tres estándares ASTM: ASTM C279

Ladrillos y azulejos resistentes a los químicos para la construcción de tanques.

ASTM C980

Ladrillos a prueba de ácidos para la construcción de chimeneas

ASTM C490

Ladrillos a prueba de ácidos para la industria de la pavimentación

Los ladrillos se pueden instalar en configuraciones de ladrillo completo y de medio ladrillo, y pueden ser colocados en múltiples capas. A la configuración de medio ladrillo se le llama ―colocación delgada‖

Colocación de ladrillos y azulejos En el método de instalación de enladrillador (bricklayer’s method), se unta el ladrillo con mortero en dos lados y se coloca uno arriba del otro. En el método de colocación del trastejador (tile setter), el ladrillo o azulejo se coloca sobre una cama de resina químicamente resistente y se llenan las uniones entre ellos con el mortero resistente al químico. Lo más común para pegar ladrillos y azulejos es el método de colocación del trastejador (tile setter). Los ladrillos y azulejos que se usan para los sistemas de pisos y son instalados por el método de colocación del trastejador, normalmente se recubren con una cera inerte sobre la superficie expuesta. Esta cera permite una limpieza fácil después de que se ha rellenado con la lechada, debido a que la lechada no se adhiere a la cera. Las camas de epóxicos se pueden usar en sistemas de pisos de concreto, donde los ladrillos o los azulejos se usan con lechadas de furanos curadas con ácido entre los ladrillos o los azulejos. Los furanos curados con ácido, los cuales conforman la mayoría de las clases de estas resinas, no se adhieren efectivamente al concreto. Alternativamente los furanos curados alcalinamente pueden usarse sobre las superficies de concreto.



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Uso de Membranas El mortero entre los ladrillos se puede dañar o fracturar por un movimiento inusual de la estructura. Si esto ocurre, el contenido corrosivo puede llegar a través de la fractura al sustrato. Por lo tanto, en tales condiciones corrosivas, generalmente lo recomendable es usar una membrana como recubrimiento interno entre el sustrato del contenedor y el ladrillo resistente a los químicos. El ladrillo provee una barrera al calor, protección física y resistencia a la corrosión. La membrana provee una barrera química de respaldo entre el recubrimiento interno y el sustrato del contenedor. Los materiales de goma (hule) para recubrimientos internos frecuentemente se usan como membrana en los tanques calentados para pickling ácido, las cuales operan a temperaturas superiores a los 82º C (180º F). Aquí los ladrillos contienen al ácido y proporcionan un aislamiento térmico hacia la membrana de goma (hule). La membrana de goma (hule) provee una protección adicional contra el ácido si este escurriera a través del ladrillo o del mortero.

Tipos de membranas Los recubrimientos resistentes a la corrosión más ampliamente usados hoy en día como membranas de revestimientos se pueden aplicar ya sea con brocha, rodillo, estropajo o atomización. Los materiales de membranas incluyen: Esmalte de asfalto o brea aplicados en caliente Poliuretanos elastoméricos, aplicados en caliente o en frío Reducciones por solventes de asfalto o alquitrán de hulla, aplicados en frío Las hojas de elastómeros y plásticos, las cuales varían en su espesor de 2.5 a 6.5 mm (100 a los 250 mils), se pueden usar como membranas. Éstas se adhieren continuamente a la superficie con un adhesivo o primer apropiado. Debido a varios temas ambientales y de salud, las hojas de plomo que se usaban ampliamente en el pasado, ya no se usan tan a menudo actualmente y están siendo reemplazadas por materiales elastoméricos y plásticos.



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Algunas consideraciones importantes con respecto a la seguridad de calidad de los materiales para la construcción resistente a los químicos, incluyen: Preparación de la superficie Tipo y grado del ladrillo, losa, o material de construcción usado Instalación de membrana y azulejos o ladrillos.

Inspección El inspector de recubrimientos deberá asegurarse que los recubrimientos cumplan con los estándares apropiados (como los de ASTM) y que la aplicación conforme con las especificaciones. El inspector normalmente deberá averiguar que: Tipo, grado, mezcla y preparación de los morteros y lechadas.

Instalación profesional de la membrana en caso de ser usada, lo cual incluye: - La verificación de discontinuidades - El espesor correcto (el DFT se puede medir con un medidor de DFT, un medidor de picaduras, una regla, o lo que sea requerido según la especificación) - Instalación profesional de los recubrimientos internos de ladrillos y cemento, así como las juntas de expansión.

Productos de Furanos Algunos morteros resistentes a los químicos usados en la construcción, están fabricados a base de resinas de furanos. Además de su uso como morteros, las resinas de furanos a menudo se usan en la composición de cementos poliméricos. Los productos de furanos más comúnmente conocidos son los derivados del alcohol furfural, que es un producto derivado de la refinación del petróleo, o del furfural que es un producto derivado de la cascarilla de la avena, de la cascarilla del arroz o de la tusa del maíz. Las resinas de furanos son muy utilizadas en sistemas de recubrimientos internos para la fabricación de equipos para procesos resistentes a la corrosión.



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Las resinas de furano son resistentes a los solventes, a la mayoría de los ácidos no oxidantes, y a los ácidos inorgánicos incluso a altas temperaturas (90º C 195º F ). Son altamente resistentes a los alcalinos y no son afectados por los aceites vegetales, animales o minerales. Además de su resistencia química, los productos de resina de furanos también tienen buenas propiedades de humectación y pueden ser aplicados directamente a las superficies porosas como la madera. Algunas desventajas de los furanos incluyen: Baja adhesión a las superficies no porosas como el acero Fragilidad Encogimiento Olor ofensivo en estado no curado Son muy costosos El proceso de curado se activa con un agente de curado co-reactivo empaquetado por separado de la solución de resina. El agente de curado es generalmente ácido, aunque también hay disponibles los recubrimientos de furanos curados por alcalinos. Los materiales no porosos, como el acero, se deben limpiar con abrasivos y se les debe aplicar una capa de primer adecuado para adhesión con el producto de furano. Como se observó anteriormente, los furanos curados con ácidos no se adhieren directamente al concreto. Se puede secar con aire o hornear a los productos de resinas de furanos dependiendo de la formulación y grado de resistencia química requerida.

Cementos Monolíticos Resistentes a la Corrosión Existe un gran número de productos de cemento resistentes a la corrosión, tales como el silicato de potasio, silicato de sodio, y aluminatos de calcio. Estos son producidos en grados moldeables, en grados de gunite y como morteros.



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Figura 20.2 Guniting Estos productos tienen: Excelente resistencia ácida hasta un pH de 1.0 Estos silicatos tienen una buena resistencia a ciertas concentraciones de ácidos brómicos e hidroflorídrico. El usuario deberá consultar el fabricante para datos referentes a la resistencia a la corrosión. Para muchos de estos productos el pH máximo es sólo ligeramente cáustico (un pH de 8.0). Las construcciones monolíticas y morteros resistentes a la corrosión se pueden convertir en montones de arena en apenas unos días en un ambiente muy cáustico, a un pH de 9.0 o más. Tienen excelente resistencia a la temperaturas hasta los 871º C (1,600º F)

Lechadas de Colocación con Maquinaria En instalaciones de producción típica como una planta de alimentos y bebidas, fábrica de papel y pulpa, planta química o una planta de electricidad, varios tipos de maquinarias – bombas, motores, tanques, etc.— son instalados o reemplazados.



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Si el potencial de corrosión es bajo, estas unidades se pueden instalar, nivelar y estabilizar con concreto ordinario. Si el potencial de corrosión es alto, la instalación de estos equipamientos puede requerir un sistema de lechada para maquinaria resistente a la corrosión. Estas lechadas, usualmente de un epóxico de alto grado, pueden ser del mismo tipo de material como el usado en los morteros para los ladrillos y azulejos resistentes a los químicos. Estas lechadas de alto grado generalmente son 100% sólidas, casi no presentan encogimiento al curarse. La preparación de la superficie es crítica y en alguno de los casos, se puede usar una membrana sobre la superficie de concreto. La maquinaria se instala y entonces la lechada que fija la maquinaría se vacía sobre la membrana, y alrededor y por debajo de la maquinaria. En este tipo de instalaciones, el contratista debe seguir las recomendaciones estándares en las prácticas de construcción para el concreto, el cual puede incluir el uso de juntas de expansión para grandes áreas.

Concreto Polimérico Las resinas de furano, junto con ciertas resinas poliésteres, ésteres de vinilo, resinas noválicas o silicatos de potasio, se usan frecuentemente para producir concreto polimérico, el cual tiene una excelente resistencia química. Las resinas se mezclan con agregados especiales y rellenadores, y una vez hecha la mezcla se moldea en formas estructurales específicas para usarse en lechadas, drenaje de pisos, bandas transportadoras, ductos de drenaje, y bases para bombas y otros equipos. El concreto polimérico puede ser útil en aplicaciones donde las condiciones son muy agresivas para el concreto normal o regular y se requieren materiales de construcción mucho más resistentes, así como menos porosos.

Hojas de Materiales Poliméricos Se dispone de una gran variedad de materiales plásticos en hojas, tales como: Cloruro de Polivinilo (PVC) Polietileno Polipropileno



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Generalmente los materiales registrados conocidos con el nombre de Kynar®, Halar®, Penton (Aqualon®), etc. Los procedimientos de aplicación para la mayoría de estos materiales son similares a lo descrito a continuación: Preparación de la superficie con una limpieza abrasiva hasta dejar el metal casi blanco o blanco Precortado del material para ajustarlo a la configuración deseada Aplicación de un primer y/o aplicación de un adhesivo adecuado al sustrato y/o al material mismo.

Figura 20.3 Diferentes Rejillas La colocación de la hoja del material (un correcto alineado siempre es crítico) Soldado térmico u otro tratamiento a las juntas para conseguir un recubrimiento interno continuo. Este proceso de unión es crítico para asegurar que no haya huecos y que no haya contaminación entre los bordes de las hojas. La inspección requiere una prueba de chispa de alto voltaje para servicio de inmersión

Recubrimientos Internos de Hoja de Goma (hule) Los recubrimientos internos de goma (hule), están hechos de diferentes tipos de gomas naturales y sintéticas. Estos recubrimientos internos reciben poca atención en la industria



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del revestimiento, pero son ampliamente usados como barreras contra la corrosión. También son usados como material de contención para ciertos químicos y productos no corrosivos, y--cuando se requiera, proveen una resistencia a la abrasión. Los recubrimientos internos de goma se usan para almacenar y transportar: Ácidos Ciertos alcalinos Productos y químicos alimenticios Solventes seleccionados Químicos especiales y otros productos corrosivos Balines plásticos Arcillas, etc. Los recubrimientos internos de goma se usan más comúnmente en: Tanques de ferrocarril Tanques de camión Tanques de barcazas

Figura 20.4 Sección de un Ducto FGD, Recubrimiento Interior de Goma Los recubrimientos internos de goma también se recomiendan para:



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Torres de reacción Tanques y contenedores, etc. de procesamiento. Filtros Unidades desulfuradoras de cañones de chimenea de gas Chimeneas Agitadores Canales Sopladores y ventiladores Cristalizadores y coladeras Armazón y cubiertas de bombas Rotores Ductos, tolvas, bandas transportadoras, tornillos, etc. Para ser eficientes, los recubrimientos internos de goma pueden ser adaptados para producir ciertas propiedades específicas para manejar materiales particulares.

Recubrimientos Internos de Goma (Hule) Los tipos de goma pueden dividirse en dos clases: Naturales Sintéticas Las gomas naturales se derivan del látex obtenido de los árboles Hevea, los cuales se coagulan en ácido acético o en ácido fórmico. Químicamente, es un hidrocarburo insaturado conocido como poli-isopreno. Las gomas sintéticas son cualquier tipo del grupo de los elastómeros fabricados por el hombre, los cuales se aproximan de una o varias formas a las propiedades del hule natural.

El curado de las Gomas (Hules)



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La goma se cura por vulcanización, un proceso descubierto en 1846 por Charles Goodyear en los Estados Unidos y simultáneamente por Thomas Hancock en Inglaterra. El efecto de la vulcanización es el convertir el hidrocarburo de goma de un material termoplástico suave y pegajoso a un material fijado térmicamente, fuerte, estable a la temperatura, con módulos elásticos y propiedades sensoriales únicas. La vulcanización es un proceso físico-químico (es decir, físico y químico) que resulta del cambio de los enlaces cruzados de la cadena de hidrocarburos insaturados de la goma natural (poli-isopreno) con el azufre mediante la aplicación de calor. El hule (goma) natural se mezcla con un 3% de azufre, un 1% de acelerador orgánico, un 3% de óxido de zinc, ciertos rellenadores o agentes reforzadores, y se cura en la presencia de vapor vivo a temperaturas que van de los 120 a los 150º C (250 a 300º F) Todos las gomas sintéticas requieren vulcanización. En general, el azufre se usa para los polímeros insaturados, mientras que ciertos polímeros saturados se pueden enlazar cruzadamente con los peróxidos, óxidos metálicos o di-isocianatos. Hay tres factores que afectan las propiedades de la vulcanización (el producto vulcanizado): El porcentaje de azufre y acelerador usado La temperatura del proceso de curado El tiempo de curado

El contenido de azufre es usualmente de un 1 a un 3%, pero en ciertos casos, puede llegar a alcanzar 50% del peso. Con aceleradores fuertes el tiempo de curado puede ser tan corto como de 3 minutos a unas temperaturas tan altas como de 150º C (300º F). La vulcanización también puede ocurrir a temperatura ambiente con formulaciones específicas (Cementos de autocuración) Hay cinco métodos que se usan para vulcanizar hojas de goma para recubrimientos internos hacia sustratos de tuberías, equipos o contenedores; pero no todos son apropiados para cada una de las aplicaciones de los recubrimientos internos. El método específico de vulcanización dependerá del diseño del equipo, de las dimensiones generales del sistema y las instalaciones en el sitio. La protección o aislamiento de los equipos durante el proceso de curado reduce la duración del curado,. El espesor del hule afecta el tiempo de curado. Las gomas más gruesas toman más tiempo en curarse. Los métodos de curado son:



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El curado autoclave (Vulcanizado): El equipo recubierto internamente con goma se coloca en una autoclave y se sujeta a un vapor controlado bajo presión. Este método se prefiere debido a que es el mejor método de transferencia de calor y requiere un menor tiempo o ciclo de curado. Este método resulta en la mayor adhesión posible del hule al metal y produce las mayores densidades del interior útiles para medios mucho más corrosivos. El curado de vapor interno: El contenedor presurizado se usa como una propia autoclave cerrando todas las aberturas y llenando al contenedor con vapor bajo condiciones controladas de presión y temperatura. Curado por vapor atmosférico (también llamado curado de vapor de escape ―exhaust steam cure‖): Esta es una vulcanización sin presión usando solamente vapor atmosférico. La temperatura del vapor y del acero son cercanamente monitoreados. Para prevenir el colapso de un contenedor cerrado, se deben tomar precauciones contra fallas en suministro de vapor o repentinos enfriamientos. Este método se usa comúnmente en contenedores que son demasiado grandes para transportar, por lo tanto se recubren sus interiores en campo. Curado con agua caliente: El equipo se llena con agua y se inyecta vapor para que hierva el agua. La temperatura y el nivel del agua se mantienen constantes durante el periodo de tiempo requerido. Curado químico: El curado químico es la vulcanización a temperatura ambiente mediante la aplicación típica de un agente vulcanizante líquido sobre la superficie de la goma. La adhesión que se obtiene con este método es menor que la que se podrían obtener con otros métodos de curado. Este método comúnmente se usa durante la reparación de tanques o grandes contenedores recubiertos internamente en campo.

Goma (Caucho, Hule) Natural Hay tres categorías para la goma natural: Suave Semi-duro Duro

Goma Suave De los tres tipos de hule (suave, semi-duro y duro), la goma suave tiene la mayor flexibilidad, elongación y ajuste al movimiento de la superficie sobre la cual se esté aplicando.



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Los cauchos suaves tienen: Buena resistencia a cierto número de químicos corrosivos Una excelente resistencia a la abrasión Una buena resistencia a temperaturas superiores a los 60º C (140º F) Los recubrimientos internos de goma suave son estándares para los tanques que contienen ácido hidroclorídrico (ácido muriático). La goma suave es única porque forma una película sobre la superficie que se endurece ligeramente y retarda la penetración del ácido. El lavado de la película con agua tiende a romper esta película y a suavizar la goma. La construcción de recubrimientos internos de tres capas a menudo se usa para formar una película tipo sandwich, que consiste de una capa dura o semi-dura de goma entre dos capas de goma suave. Un traslape especial separa los extremos de la goma dura y permitir la expansión hacia dentro de la goma suave. El sustrato de acero se cubre con un primer adhesivo especial y luego se aplica una goma unión (tie gum) encima del primer. El recubrimiento interno se aplica sobre la goma unión. (Observaciones: La goma unión es una capa reforzante de goma usada para promover la adhesión entre las dos superficies). Esta película tipo sandwich provee un excelente resistencia a la corrosión y a la abrasión, y puede utilizarse para ductos de acero que transportan ácidos para pickling, ácidos halogénicos (como el ácido clorhídrico, el ácido bromhídrico, etc.) y ofrecen una alta resistencia a los choques térmicos y fatiga por la flexión. Los recubrimientos internos de goma suave: Son muy resistentes al agua Proveen el mejor medio para la resistencia a la abrasión Se pueden usar junto con los ácidos sulfúricos de grado alimenticio. Los rangos de dureza se extienden entre los 35 a los 70 en un durometro Shore A. A mayor contenido de azufre, mayor dureza de la goma.

Goma Semi-Dura La goma semi-dura está compuesta de aproximadamente 15% en peso de ácido sulfúrico. Este material se puede mezclar con los rellenadores resistentes a los ácidos, polvos de goma, aceleradores y cantidades ilimitadas de plastificadores para producir una masa manejable, la cual puede ser moldeada, extruída y/o prensada, y entonces se puede aplicar directamente sobre el adhesivo o una goma unión.



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Este tipo de goma es resistente a los mismos químicos que las gomas suaves, pero se pueden usar con químicos más concentrados y a temperaturas mayores a los 82º C (180º F). Las gomas semi-duras se pueden usar en sistemas que usualmente requieren de gomas duras, donde la fragilidad del material duro no se puede tolerar. Las gomas semi-duras se pueden usar en equipos de acondicionamiento de agua y para protección contra vapores húmedos de cloro, ácidos fuertes y soluciones de enchapado. Los compuestos de gomas semi-duras: Son afectados por los cambios de temperatura Se fragilizan a temperaturas de congelación No son apropiados para algunas instalaciones exteriores o donde hay rangos amplios de temperatura. El rango de dureza es generalmente entre 70 a 75 para el Durometro Shore A

Gomas Duras Las gomas duras se pueden usar con soluciones altamente corrosivas como el ácido clorhídrico concentrado y vapores húmedos de cloro a temperaturas de entre los 93 a 105º C (200 a 220º F). Generalmente, las gomas duras se usan sobre formas rígidas de equipos bien diseñados que no están expuestos a cambios bruscos de temperatura. Debido a su baja permeabilidad a la humedad, las gomas duras a menudo se usan en instalaciones de tratamiento de agua. También tienen una buena resistencia a la abrasión. El rango de dureza está entre 60 y 80 para el Durometro Shore D.

Gomas Sintéticas Los diferentes tipos de gomas sintéticas son:

Gomas de Butilo Las gomas de butilo son muy flexibles y moldeables y generalmente se usan en ajustes, etc. donde las hojas de goma no son viables. Estos materiales se vulcanizan fácilmente. Por su alto costo, las gomas de butilo no se usan como hojas para recubrimientos internos; sin embargo reaccionan fácilmente con cloro para producir gomas de clorobutilo, las cuales si se pueden usar como hojas para recubrimientos internos.



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Las gomas de butilo se usan comúnmente como componentes de másticos, adhesivos, selladores, etc. Estas gomas tienen una excelente resistencia a las soluciones ácidas como los ácidos sulfúricos, los nítricos diluidos, y los hidroflorhídricos diluidos, a temperaturas de hasta 93º C (200º F).

Gomas de Clorobutilo El clorobutilo tiene muy poco permeabilidad y una excelente resistencia química. Se usa ampliamente en cajas de agua en la industria de generación de energía. Generalmente se puede aplicar con espesores de hasta 12 mm (0.5 pulg) sobre una capa de goma unión adherido a primers adhesivos especiales. Las gomas de clorobutilo también se usan para los frotadores para la desulfurización de cañones de chimeneas (FGD), y para ciertos químicos, tales como el hipoclorito de sodio, el ácido superfosfórico y el ácido sulfúrico.

Gomas de Neopreno El neopreno es un material multiuso que es resistente a una gran variedad de condiciones físicas y químicas, y puede resistir a: Aceites lubricantes Gasolina Ácido sulfúrico al 50% a 80º C (180º F) Ácidos clorhídricos y fluorhídricos fuertes a temperatura ambiente. Al hidróxido de sodio (del 50 al 70%) a 93 a 110º C (200 y 230º F) Mezclas ácidas El neopreno es muy resistente al ozono y al oxígeno, ambos de los cuales pueden causar deterioro de las gomas, por lo que esta característica hace al neopreno útil en aplicaciones en exteriores.

Gomas de Nitrilo


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Estas gomas tienen buena resistencia a los solventes alifáticos como el queroseno, nafta, espíritus minerales, etc., así como a los aceites animales, vegetales y minerales. Tiene poca resistencia a los ácidos. Los nitrilos pueden ser compuestos y vulcanizados para formar composiciones de goma suaves, semi-duras y duras. La composición suave es la más común para aplicaciones de recubrimientos internos.

Hipalón El hipalón es un polietileno clorosulfuronatado, que es considerado por la industria como una forma de goma sintética. Este material es muy resistente a las condiciones ambientales. Resiste al oxígeno, ozono, calor, flama, abrasión, aceites y grasas. El hipalón ha ganado reconocimiento para el manejo del ácido crómico (10%), al peróxido de hidrógeno (30%) y al ácido sulfúrico (50 o al 75%). Además, es resistente a temperaturas hasta los 93º C (200º F)

Procesos de Aplicación para Gomas El principal requerimiento para que se recubran los interiores ductos, etc., con goma, es que todas las superficies vulnerables instalación del recubrimiento. Generalmente, las condiciones requerimientos de su preparación son más estrictos que los materiales líquidos de dispersión.

de equipos, recipientes, estén accesibles para la de la superficie y los requeridos por muchos

Los siguientes son algunos requisitos típicos para la preparación de una superficie para un proyecto de recubrimiento interno con gomas: El acero deberá ser nuevo, de peso completo, y libre de defectos estructurales. La placa de acero deberá ser plana, sin apreciables hundimientos y pandeamientos. La placa de acero deberá tener un espesor mínimo y un peso correspondiente por pie cuadrado (una placa de acero gruesa de 6.3 mm [1/4 pulg]), deberá pesar 4.6 kg/m2 (10.2 lbs/pie2) y una placa de acero de 13mm (1/2 pulg) deberá pesar 9.2 kg/m2 (20.4 lbs/pie2). El contenedor deberá cerrarse con fajas para evitar combas. Todas las soldaduras deberán ser sólidas y continuas y también deberán martillarse para eliminar la porosidad así como deberá esmerilarse para remover los bordes filosos y puntos altos.



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Los bordes y las esquinas deberán esmerilarse a un radio mínimo de 3 mm (0.125 pulg). Todas las salpicaduras de soldadura deberán quitarse

Preparación de la superficie Además de las condiciones descritas anteriormente, las superficies a recubrirse internamente deberán estar libres de todo aceite, grasa. suciedad, anteriores recubrimientos, etc., y deberán ser limpiada con granalla de acero a la limpieza abrasiva de metal blanco de acuerdo al estándar NACE No. 1/PSC-SP 5 con un perfil de superficie de 38 a 64 micrones (1.5 a 2.5 mils). Después de la limpieza abrasiva todas las superficies deberán estar libres de polvo o restos antes de la aplicación del adhesivo (primer).

Instalación de Recubrimientos Internos-En Planta Se corta el recubrimiento para ajustarse a la forma geométrica del contenedor a recubrirse. Cuando se juntan los extremos del material del interior deben quedar ajustados precisamente, a menos que se haga un traslape. Se aplica un primer, una capa amarre o un adhesivo como sea requerido, sobre la superficie desnuda, limpia y seca, y se coloca el recubrimiento interno en posición. Después de que el recubrimiento es colocado adecuadamente, éste debe de ser alisado con rodillo (generalmente a mano) para remover vestigios de burbujas o arrugas. Cuando la instalación se termina, el objeto se coloca en una autoclave para su curado.

Figura 20.5 Extremo biselado de una hoja de goma después de ser cortada



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Curado-En Planta El curado generalmente se realiza en una autoclave con vapor vivo a presiones cercanas a las 345 kPa (50 psi) y a una temperatura de entre los 125 a 150º C (250 a 300º F). El curado es una relación entre el tiempo y la temperatura. A menor temperatura, mayor tiempo de curado. Inversamente, a mayor temperatura, menor tiempo de curado. Como se indicó anteriormente, el curado también se puede hacer mediante métodos de curado por vapor interno o curado por agua caliente en la planta.

Instalación y Curado de Recubrimientos Internos-en Campo Recubrir internamente en campo con goma se realiza cuando no es posible transportar el objeto hasta una autoclave. Una instalación típica de campo de un tanque con techo cerrado se puede proceder como sigue: Después de la correcta preparación de la superficie, las paredes del tanque, el techo y las áreas del piso cercanas a las esquinas del tanque se recubren con el adhesivo apropiado. Las paredes se recubren primero y se deja el piso hasta el último. Se aplica la hoja de goma a las paredes con suficiente material para permitir un traslape encima del fondo del tanque. El extremo superior de la hoja se sobrepone al techo así como en el piso. El área recubierta es alisada con rodillo cuidadosamente extendida a mano para remover vestigios de burbujas y arrugas. Las uniones entre la superficie y el fondo se hacen lejos de las esquinas. Cuando las paredes y el techo se terminan es entonces cuando se recubre el fondo. Una vez que el tanque ha sido recubierto y está listo para su curado, una manguera de vapor de escape (exhaust steam line) con un codo giratorio se coloca en el tanque y el tanque se amortaja para que retenga el calor. Se introduce vapor vivo al tanque. Movimiento del codo circula el vapor. Al proceso de curado en campo se le llama curado de escape. En el ciclo de curado, es posible conseguir al menos 17º C (30º F) de temperatura entre el acero exterior y el interior en la interfase con la hoja de goma. El proceso de curado puede requerir de 24 a 36 horas.



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Un pre-curado es opcional. Es un método de interrumpir el curado con el propósito de detectar fallas, defectos, ampollas, dureza, etc., antes de la vulcanización final. Durante un pre-curado, el vapor deberá introducirse durante aproximadamente 2 horas. Este tiempo variará de acuerdo al tamaño del contenedor y de la manguera de vapor vivo; sin embargo, el tiempo deberá ser lo suficientemente amplio para permitir que cualquier aire atrapado se expanda, de forma tal que se pueda hallar y reparar, y deberá ser lo suficientemente corto para que la superficie con el recubrimiento no se haya curado al estado donde no se puede realizar una reparación. Después de las reparaciones durante el pre-curado, se introduce nuevamente vapor al contenedor para finalizar el curado. El operador deberá tomar medidas de dureza con un durómetro, especialmente en las zonas potencialmente más frías del recipiente, como el fondo, las salidas, las boquilla, los puntos de soldadura donde los anillos de fijación pueden crear zonas de disipación calor

Inspección La inspección del recubrimiento interno puede incluir: La determinación de la dureza con un durómetro La revisión visual para burbujas, arrugas o cualquier otro defecto visible e inusual. La verificación de discontinuidades usando un medidor de chispa de alto voltaje Las pruebas de chispa variarán dependiendo del espesor y tipo de goma. Como una guía general, se colocan 15,000 voltios para un espesor de 6.4 mm (0.25 pulg.) de espesor en goma natural. Generalmente, el electrodo deberá mantener un ligero contacto con la goma y mover hacia delante y hacia atrás en una velocidad de aproximadamente 30 cm/s (1 pie/s). El electrodo deberá mantenerse en movimiento sin detenerse en ninguna posición; de otra forma, se realizará el deterioro dieléctrico de la goma. Cuando se inspeccionan recubrimientos internos de goma, el inspector deberá tener un conocimiento del todo el proceso. Esto es un tipo especial de aplicación y el inspector no deberá realizar la inspección de los recubrimientos internos de goma sin el conocimiento y la experiencia necesaria. El siguiente ejemplo muestra los criterios de aceptación para la instalación del recubrimiento de goma en un tanque de ferrocarril, y deberá ser causa de rechazo:



Pequeños agujeros (pinoles) en el recubrimiento Ampollas Traslapes sueltos Recubrimientos internos sin curar (dureza) Defectos mecánicos (cortes, ranuras u otros defectos superficiales) Mano de obra inadecuada (excesivas reparaciones)

Figura 20.6 Traslape suelto en un interior de goma


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Figura 20.7 Etiqueta de Precaución Sobre un Tanque de Ferrocarril Recubierto internamente con Goma.

Reparaciones Los procedimientos de reparación pueden variar. Generalmente, las pequeñas reparaciones se pueden hacer con gomas químicamente curadas, tal como el clorobutilo cuando el curado por vulcanización no se puede hacer.

Fallas Pueden ocurrir fallas con los recubrimientos internos de goma, algunas de las causas de las fallas pueden ser: Selección incorrecta del producto para el servicio a ser utilizado Usar gomas después de que han expirado la fechas de caducidad Usar los recubrimientos internos de goma que no han sido adecuadamente almacenados. Las gomas deben de mantenerse frescas durante su almacenamiento porque en presencia de calor se pueden vulcanizarse aun enrolladas;, si esto ocurre, el material deberá ser descartado Proceso de aplicación incorrecto Curado inadecuado

Otros Recubrimientos Internos en Hoja Hay otros polímeros como el polietileno y poliésteres clorados, los cuales se pueden fabricarse para recubrimientos internos en hoja. Su tratamiento y aplicación es casi similar al de los recubrimientos internos de goma.

Poliésteres Clorados Las resinas de poliésteres clorados están disponibles para aplicaciones como polvos, como recubrimientos de dispersiones o de solución, o como hojas para recubrimientos internos. Los poliésteres clorados tienden a la aplicación en polvo seco mediante incrustaciones o el proceso de cama fluidizada



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Cuando los poliésteres clorados son aplicados como recubrimientos, se deben limpiar las superficies como lo especificado. Cada capa deberá fusionarse después de permitir que el medio de dispersión se evapore hasta casi un secado. Cuando los poliésteres clorados son aplicados en hojas: Las superficies que entraran en contacto, ambos, tanto la hoja como el sustrato deben estar libres de aceite, grasa y tierra. Las superficies metálicas deberán ser limpiadas con abrasivos hasta lograr metal blanco, después serán aspiradas y se les aplicará una capa única de primer. Los primers de hule clorados se usan muy frecuentemente Las hojas de poliéster clorado deberán ser limpiadas con MEK y entonces se les aplica una ligera limpieza abrasiva, o deberán ser lijadas a mano usando lija fina. La superficie lijada deberá ser aspirada para remover polvo o granalla, y luego se le aplica una capa del primer. Los adhesivos a base de goma se usan para aplicaciones de hoja de poliéster clorados. éstos pueden ser aplicados mediante atomización, rodillos o brochas. La fuerza óptima de adhesión se puede obtener reactivando el adhesivo con calor. Esto se hace calentando la hoja para llevar a la capa del adhesivo hasta los 121º C (250ºF) justo antes de que se coloque sobre el sustrato.

Polietilenos En general, los polímeros de polietilenos son resistentes a las altas temperaturas y tienen una excelente resistencia a los químicos. Son resistentes al rastreo (creep), tienen una resistencia al alto impacto, tienen una excelente fuerza tensil y una alta resistencia eléctrica. Son insolubles en solventes orgánicos y no se agrietan con estreses. Básicamente, hay dos tipos: baja y alta densidad. Esencialmente, los materiales de baja densidad, son cadenas moleculares altamente ramificadas y espaciadas, mientras que los materiales de alta densidad son cadenas comparativamente rectas y alineadas. Las propiedades físicas son notoriamente afectadas al incrementarse la densidad. La forma de alta densidad tiene un punto mas alto de fundición y una mayor fuerza tensil cuando se compara con los materiales de baja densidad. Los materiales de baja densidad se usan generalmente para el recubrimiento de cables y alambres, así como para los interiores de tambores y otros contenedores, etc. Los materiales de alta densidad se usan para los contenedores de gasolina, ductos, películas y hojas. Actualmente se usan tres métodos para aplicar polietileno:



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Fundir la resina y extruirla sobre el objeto a ser recubierto Calentar el objeto a ser recubierto hasta una temperatura por arriba del punto de fusión del polietileno y sumergir el objeto en una cama fluidizada de polvo del recubrimiento. Atomizar el polietileno con una flama directamente sobre la superficie metálica. Este método de aplicación requiere equipo especial y experiencia por parte del operador

Recubrimientos Internos de Vidrio Los interiores de vidrio se usan para combatir las condiciones de corrosión en muchas situaciones y son altamente usados en el procesamiento de químicos y en la industria farmacéutica, así como en los ambientes con elevadas temperaturas Hay tres tipos de vidrio que se usan en la industria de procesamiento químico, que poseen la alta resistencia a la corrosión necesaria para las aplicaciones químicas severas: Alto silicio (el cual no se adhiere al sustrato metálico) Silicato alcalino (se puede adherir al sustrato metálico y es el mas ampliamente usado para interiores vidriados de equipo de acero para procesos químicos) Cerámica vidriada o vidrio cristalizado (se puede fusionar sobre el sustrato metálico y se está empezando a usar más ampliamente para aplicaciones abrasivas y otras aplicaciones difíciles) Los recubrimientos internos de vidrio son muy costosos. Generalmente se usan solo en ambientes altamente corrosivos donde los recubrimientos orgánicos y las hojas de materiales poliméricos no son adecuados.



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Figura 20.8 Ejemplos de Objetos que Pueden Ser Recubiertos Internamente con Vidrio

Esencialmente, la instalación de contenedores recubiertos internamente con vidrio está regida por el hecho de que los contenedores y equipos estén situados sobre una base estable para eliminar o minimizar la posibilidad de movimiento, y por lo tanto, la posibilidad de causar una fractura en el interior (Observación: por lo general se utilizan grados especiales de acero de esmalte al carbono de calidad baja para procesos de recubrimiento interno con vidrio) Cuando se usa ladrillos y azulejos como recubrimientos internos, cada uno de ellos tiene una membrana entre el sustrato y los ladrillos. Los recubrimientos internos de vidrio se funden térmicamente al metal, y no hay una membrana secundaria..

Figura 20.9 Esquema de un Tanque a Recubrir internamente con Vidrio



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Consecuentemente, es importante el asegurar que el interioro de vidrio permanezca intacto. Si se fracturara, cualquier material corrosivo contenido podría llegar al sustrato metálico y crear una célula de corrosión bajo el recubrimiento interno.

Aplicaciones de Recubrimientos Internos de Vidrio Preparación de la Superficie La fabricación de un objeto a ser recubierto de vidrio (llamado vidriado) es crítica. Todas las soldaduras deberán estar completamente cerradas sin discontinuidades o ralladuras, etc. Las soldaduras deberán ser martilladas y esmeriladas. Todos los extremos y bordes deberán ser esmerilados hasta un radio no menor que 3 mm (0.125 pulgadas). Después de que se han corregido todos los defectos de fabricación, el objeto a ser glaseado de vidrio se coloca en un horno y se eleva su temperatura hasta los 840º C (1,550º F) y se mantiene durante un tiempo requerido, El objeto se quita del horno y se le permite enfriar al aire. Esta operación de recocido (o normalización) libera los estreses en el metal que se producen por la soldadura y la fabricación, así como quema toda la grasa y los aceites en su superficie. Finalmente, el contenedor o el objeto se limpia con abrasivos de granalla. Esto remueve todos los óxidos producidos por el horno e incrustaciones de metal y logra el perfil de superficie requerido. A pesar de que se cree que la unión del vidrio con el metal es en gran parte una unión química, la experiencia nos dice que una superficie áspera ayuda a una buena unión entre el metal y el vidrio

Procesos de Aplicación El vidrio usado para producir un recubrimiento interno se llama frit. Estos compuestos como los óxidos, los carbonatos, los nitratos y los fluoruros se mezclan completamente en seco y entonces se cargan en un fundidor de vidrio donde se fusionan en una hornada fundida a una temperatura de aproximadamente 1370º C (2500º F). Después de un tiempo específico la hornada fundida de vidrio se carga en un tanque de agua fría. Este enfriamiento repentino causa que el vidrio se resquebraje en pequeñas piezas. El vidrio en estas condiciones se llama frit. Después de que se seca el frit, se le prepara para ser usado en dos formas: en platina (slip) o en polvo. Para producir el material en platina, el frit se tritura en un molino de bola con una cantidad específica de agua y arcilla. Con este proceso se obtiene una mezcla (fangosa) de



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vidrio finamente molido suspendido en la arcilla. El polvo de vidrio se prepara al moler en seco el frit en el molino de bola, hasta alcanzar la fineza de polvo deseada. Hay cuatro métodos principales para la aplicación del vidrio sobre el metal: Atomización: La atomización se usa para revestir grandes contenedores y grandes accesorios. La platina se atomiza sobre la superficie preparada limpia y se le permite secar. Entonces el objeto se coloca en un horno y se calienta hasta la temperatura deseada para fusionar el vidrio sobre el metal. Capas sucesivas, si son requeridas, pueden ser atomizadas encima de la superficie de vidrio horneado para que se fusionen con la capa anterior. Espolvorear por atomizado: Con el espolvoreado por atomización, primero se atomiza el objeto con la platina (slip) de vidrio. Mientras que la platina aún permanece húmeda, se aplica polvo de vidrio sobre la superficie, y el agua en la mezcla de vidrio es parcialmente absorbida por el polvo de vidrio seco, causando que el polvo se adhiera a la superficie. De esta manera, es posible aplicar recubrimientos de aproximadamente 5 mm (0.2 pulgadas) de espesor por cada capa Embadurnado: El objeto a ser recubierto se sumerge en un contenedor donde se encuentra la platina fangosa de vidrio, o se vacía el mismo sobre el metal. Mediante los ajustes adecuados del flujo y la gravedad específica, se puede lograr que el espesor deseado de la mezcla de vidrio húmeda se adhiera a la superficie de metal, y quitar el exceso. Una vez que ha secado el recubrimiento, se hornea. Este método es el más adecuado para ductos y formas complejas. Espolvorear en caliente: En este proceso el objeto de metal debe primero recibir un recubrimiento base, el cual se define como el primer recubrimiento de vidrio que se aplica a la superficie metálica. El propósito de este recubrimiento es fusionar el vidrio con el acero para formar un fuerte enlace entre el acero y el sustrato metálico. Este recubrimiento base se produce atomizando o embadurnando el frit sobre la superficie metálica. Al recubrimiento se le permite secar y entonces se mete a un horno donde el vidrio se hornea a una temperatura de 870 a 930º C (1,600 a 1,700º F). Después, el frit se espolvorea sobre la superficie del metal previamente calentada, la cual ha sido recubierta, y nuevamente se regresa al horno donde este último recubrimiento se hornea a una menor temperatura de 815º C (1,500º F). Los recubrimientos posteriores se pueden producir espolvoreando el frit sobre la superficie de vidrio y calentando el objeto nuevamente a 815º C (1,500º F). Cada capa de recubrimiento aplicada se debe hornear a una menor temperatura de 815º C (1,500º F).



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En algunos casos es deseable controlar la atmósfera del horno para prevenir una rápida oxidación de la base metálica, lo cual se logra introduciendo gases inertes o productos de combustión al horno. Entre cada capa de vidrio, todos los radios y áreas ásperas del recubrimiento interno se esmerilan antes de aplicar la capa siguiente, lo cual elimina una acumulación de vidrio en exceso que pudiera tender a desastillarse.

Inspección Recubrir interiores con vidrio es un proceso de fabricación muy especializado, y los contenedores recubiertos internamente de vidrio usualmente se inspeccionan cuidadosamente antes de ser enviados. Una inspección apropiada en campo de los equipos con interiores de vidrio es muy difícil debido a las superficies muy pulidas y a los colores mates usados para la pigmentación. Si se pudiera detectar una fractura en el interior de vidrio cuando esta sea muy pequeña, una reparación es posible. Las reparaciones usualmente consisten de discos, placas, fundas, tapones, botas, etc. que se colocan por medio de tornillos y tuercas, y que se mantienen aislados del vidrio con un empaque adecuado (generalmente de politetrafluoroetileno (nombre químico del Teflón® que fabrica Dupont). Se necesita un material de relleno para eliminar el aire atrapado atrás de la reparación estructural y para impartir una fuerza estructural. Es necesario que el metal seleccionado sea satisfactorio para las condiciones químicas involucradas. Los materiales actualmente en uso incluyen: Tantalio Acero inoxidable Aleaciones a base de Níquel Zirconio Níquel Titanio Molibdeno Una alternativa de reparación sería el uso de resina líquida. Sin embargo, la naturaleza agresiva del medio puede invalidar el uso de las resinas. Por el otro lado, las fracturas microscópicas no ocurren usualmente bajo el proceso de fabricación. Las fallas en el vidrio, ya sean producto de fallas mecánicas o por otros medios, usualmente son decisivas y pueden ser detectadas por su gran tamaño con la vista.



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La inspección del equipo recubierto internamente con vidrio, por lo tanto, se convierte en una operación rutinaria, la frecuencia de inspección depende de la severidad de los químicos que serán usados y del método particular de operación. La inspección visual normalmente es aceptable, aunque la inspección electrostática se puede requerir. Es importantísimo que se usen zapatos con suela de goma y que no se utilicen dispositivos duros dentro del contenedor. Los voltajes usados en las pruebas de campo, deben de ser con el valor mínimo necesario para determinar la presencia de defectos en el interior de vidrio. Esto asegura maximizar la vida útil del equipo y comprueba el hecho de que una capa delgada de vidrio es mejor que ninguna. Deberá tenerse en mente todo el tiempo que sólo el equipo recubierto internamente con vidrio que será utilizado con el servicio de químicos severos y muy agresivos, será el único sujeto a pruebas electrostáticas en campo. Los demás vidrios, debido a los requerimientos de espesor mínimo, pueden ser severamente dañados con este procedimiento. Un valor estabilizado de 5,000 V AC a una baja frecuencia (60 ciclos) es suficiente para hacer pruebas de campo en los equipos recubiertos internamente de vidrio para químicos (dicha CA se considera peligrosa y no se permite bajo las Normas de Seguridad y Salud en las Áreas de Trabajo o por la Legislación de Seguridad emitida en Europa).

Recubrimientos Internos No Adheridos Los recubrimientos internos no adheridos incluyen lo que frecuentemente se llaman interiores de bolsas. Los recubrimientos internos no adheridos a menudo se fabrican en planta, pero pueden ser también fabricados en campo para ajustarse a diferentes contenedores. Generalmente se adjuntan mecánicamente o mediante adhesivos a las boquillas, pozos, y otras entradas a contenedores. Las operaciones para recubrir internamente sin adhesión, deben de ser inspeccionadas de acuerdo con las especificaciones. Se podrá requerir que el inspector asegure que: Todas las soldaduras estén esmeriladas y al ras Todos los bordes filosos estén esmerilados hasta lograr un radio suave



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Todos los picos, protuberancias y bordes filosos que puedan romper el recubrimiento se deben eliminar El inspector también podrá ser requerido para monitorear la instalación previa, lo cual incluye: Verificar los diagramas del fabricante e instrucciones para determinar: - Las dimensiones de los contenedores y del recubrimiento interno - Cuál extremo entra primero - Cómo se debe insertar el recubrimiento interno

Después de la instalación, el inspector podrá ser requerido para: Verificar arrugas Inspeccionar que el interior se haya adherido correctamente al contenedor de acuerdo a lo especificado.

Recubrimientos Internos de de Vagones-Tanques de Ferrocarril y Vagones de Depósito La industria de los vagones de ferrocarril define un recubrimiento como la dispersión líquida sin importar si se usa para el interior o el exterior de un vagón y caracteriza un recubrimiento interno como una hoja de material polimérico usado para interiores. Para esta discusión, el uso intencionado--para interiores o exteriores—distingue el recubrimiento externo del interno, y cualquier líquido u hoja de material usado para el recubrimiento interno de un carro se considerará como un interior. Los interiores de los tanques de ferrocarril y vagones de depósitos deben proteger al sustrato de acero (y en algunos casos, de aluminio) de la corrosión, y del ataque del producto contenido. Al mismo tiempo, el interior no debe causar contaminación al producto que está siendo transportado. Aunque no ha habido efectos tóxicos a la carga, la decoloración en si puede causar un rechazo de la carga completa. Los tanques de ferrocarril se usan para transportar: Ácidos (acético, brómico, clorhídrico, sulfúrico, etc.) Aceites (de castor, de maíz, de pescado, de linaza, de soja, etc.)



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Ductos de barrera gruesa: Combustibles (gasolina, diesel, crudo, etc.) Cáusticos (hidróxido de sódio seco o líquido ) Azufre fundido Alimentos o ingredientes alimentícios, secos o líquidos (jarabe de maíz, aceite de palma, alcohol etílico, ácido fosfórico de tipo alimenticio, vino, jugo de frutas, vinagre, etc.)

Otros productos químicos terminados o intermediarios Los vagones de depósitos (cubiertos y descubiertos) se usan para transportar cargas secas que incluyen: Productos alimenticios Arcillas o tierra Fertilizantes Maíz Trigo Perdigón de plástico, tales como PVC o polietilenos de alta densidad Arena y grava Carbón, etc. Los materiales protectores que se usan como interiores en los tanques de ferrocarril y los vagones de depósito incluyen: Materiales epóxicos con agentes de curado de amina, adductos amina, y poliamidas. Uretanos de altos sólidos Las formulaciones de los epóxicos noválicos Los fenólicos para hornear a altas temperaturas Hojas de goma (generalmente sólo para los tanques de ferrocarril)



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Generalmente, excepto en el caso de interiores de goma, todas las soldaduras, cubiertas, bordes, etc. se pintan previamente con una capa franja antes de la aplicación de un recubrimiento. Los recubrimientos internos y externos usados en los Estados Unidos para transportar algunos alimentos deben cumplir con los Requisitos de la Administración Norteamericana de Alimentos y Medicinas (USFDA). Generalmente, los requerimientos para la preparación de la superficie para los tanques del ferrocarril y vagones de depósito son más restringidos y detallados en comparación con los requerimientos para las superficies expuestas solamente al medio ambiente. Dependiendo del tipo de servicio anticipado, las superficies interiores de los carros nuevos deben de ser cuidadosamente inspeccionadas para encontrar defectos de fabricación, tales como: Laminaciones, costras, astillas, etc. Soldaduras ásperas Soldaduras unidas (skip weld) Salpicaduras de soldadura Bordes filosos Todas las soldaduras deberán ser alisadas y al ras, así como todas las laminaciones, costras, astillas, etc. deben de ser propiamente esmeriladas, las salpicaduras de soldadura también deberán ser esmeriladas hasta que el sustrato original se exponga, las soldaduras unidas deberán ser soldadas hasta ser sólidas, y todos los bordes filosos deberán ser redondeados a un radio de 3 mm (0.125 pulgadas). Las superficies deberán ser limpiadas con abrasivos de acuerdo a la especificación, usualmente, el estándar NACE No. 1/SSPC-SP 5 para metal blanco o el estándar NACE No. 2/SSPC-SP-10, metal casi blanco, ambos con un apropiado perfil de la superficie, usualmente del 20 al 25% del DFT requerido del recubrimiento designado. A los materiales epóxicos, noválicos y poliuretanos se les debe permitir un curado de 5 a 7 días a 21º C (70º F), o se puede ―forzar un curado‖ mediante el calentamiento. Los fenólicos de alto horneado se hornean después de cada aplicación, y para servicios alimenticios, estos productos reciben un horneado final a 202º C (400º F). Las Regulaciones de Salud en los Estados Unidos requieren que algunos recubrimientos sean forzados a su curado por calor. En estos casos, los materiales se permiten curar de 16 a 24 horas a 21º C (70º F) antes de forzar el curado. La temperatura y tiempo de curado variará de acuerdo al material usado.



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Los interiores de goma se curan (se vulcanizan) entre los 121 a 147º C (250 a 300º F) y a una presión de 345 kPa (50 psi).

Recubrimientos Internos de Barrera Gruesa Los vagones de ferrocarril previamente recubiertos, normalmente están expuestos a un alto horneado (202º C [400º F previos a la aplicación de un nuevo recubrimiento). Este ciclo de cocción remueve casi todos los contaminantes y ayuda en la remoción del recubrimiento. Después de que el recubrimiento ha sido removido, el sustrato se inspecciona y se limpia con abrasivos conforme se ha requerido. Las superficies internas de algunos carros requieren una preparación especial; por ejemplo, un tanque de ferrocarril previamente usado para transportar ácido sulfúrico fundido debe de ser limpiado con abrasivos de acuerdo a las normas NACE No. 1/PSC-SP 5 para metal blanco. Las superficies son entonces lavadas con una solución de 3 al 5 % de ácido fosforico, o con una solución al 3 o al 5% de TSP (Fosfato de Trisodio). Las superficies son lavadas con agua y se permite la oxidación y el secado durante toda la noche. La superficie es entonces nuevamente limpiada con abrasivos de acuerdo a la norma NACE NO. 1/SSOPC-SP 5.

Inspección La especificación para un exterior/interior para los carros nuevos puede requerir el inspector para: Verificar el interior de los carros por defectos de fabricación y para inspeccionar aquellas áreas después de su reparación y antes del limpiado. Monitorear la limpieza por solventes, la limpieza con vapor, o el lavado con agua a alta presión Observar la limpieza con abrasivos y verificar el perfil de la superficie. Esto normalmente es un 20 o 25% del DFT requerido del recubrimiento seleccionado. Medir el perfil de la superficie con una cinta réplica Verificar que todo el material abrasivo sea removido y que no quede polvo del abrasivo sobre la superficie Monitorear la operación de pintar la capa franja Observar las operaciones de recubrimiento



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Monitorear las operaciones de curado forzado (el inspector deberá observar cercanamente la velocidad del incremento de la temperatura, un proceso llamado ramping-[de rampa-] y las temperaturas intermedias y finales del horneado) Verificar los WFT y DFT conforme a lo requerido. Realizar inspecciones de discontinuidades conforme a lo requerido A intervalos apropiados, durante las operaciones anteriores, el inspector deberá observar y anotar las condiciones ambientales de los alrededores de las operaciones de recubrimiento. El inspector deberá documentar cuidadosamente cada fase de las operaciones, ya que se requieren registros muy detallados y precisos de las inspecciones por parte de la Administración Federal de Ferrocarriles (FRA) (en los Estados Unidos de América). Estos registros deben permanecer con el propietario de los interiores y deben estar disponibles cuando lo solicite la FRA o por la Asociación Americana de Ferrocarriles (AAR).


Recubrimientos de Mantenimiento

Nivel 2

Capítulo 21 Operaciones para Recubrimientos de Mantenimiento

Operaciones de mantenimiento de recubrimientos

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional, Enero 2007

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Introducción En este capitulo, se discutirán algunas de las condiciones especiales y objetos importantes que se podrán encontrar durante la inspección de un recubrimiento de mantenimiento. Para los propósitos de esta discusión, las operaciones de recubrimientos de mantenimiento están definidas como: La aplicación de recubrimiento sobre un sustrato que ha sido instalado en su ambiente final y ha sido puesto en servicio. Las operaciones de mantenimiento pueden ser para un sustrato con un recubrimiento existente, o pueden ser el reemplazo de una sección del equipo o estructura. A menudo la estructura o equipo que se recubrirá o reparará ha sido instalada en un ambiente hostil y está sujeta a todos los tipos de contaminantes, tales como (pero no limitados a) aceite, grasa, químicos, agua, etc. Esta discusión es parte del temario que ya se ha estudiado, así que no dedicaremos mucho tiempo hablando de prácticas ya mencionadas.

Figura 21.1 Equipo de procesamiento típico al que se le debe dar mantenimiento.



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Razones para recubrimientos de mantenimiento Generalmente, las operaciones de recubrimientos de mantenimiento se llevan a cabo para: Mantener el sistema de recubrimientos para que éste continué proporcionando el grado de protección buscado originalmente. Mejorar la apariencia visual del sistema de recubrimientos.

Elementos de las operaciones para recubrimientos de mantenimiento Una operación típica para un recubrimiento de mantenimiento puede variar desde un sistema cuidadosamente diseñado para el mantenimiento industrial, hasta un esquema de actividades aleatorias. Una buena práctica durante las operaciones de mantenimiento, sigue los mismos pasos generales para recubrir nuevas construcciones, principalmente: Selección del recubrimiento Reunión previa de trabajo Inspección previa de la estructura a ser cubierta Preparación de la superficie Aplicación Inspección y reporte

Selección del recubrimiento Debido a las muchas dificultades en situaciones de recubrimientos de mantenimiento, se han impuesto algunas restricciones adicionales para la selección de los recubrimientos, como: El recubrimiento elegido debe ser compatible con el sistema de recubrimientos preexistentes. Por ejemplo, si el recubrimiento existente es alquidálico, entonces recubrirlo con un recubrimiento que contiene solventes calientes podrá degradar el alquidálico al menos que se use una capa amarre. Podría no haber suficiente tiempo para aplicar una capa amarre o los costos adicionales de su aplicación podrían ser prohibitivos.



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A menudo es necesario probar el recubrimiento existente para determinar su composición básica y su compatibilidad con el recubrimiento final. Esto podría ser hecho usando un equipo de prueba en campo o con algún análisis instrumental mas sofisticado. Si el recubrimiento existente presenta una superficie dura e impermeable, puede ser necesario pasar un trapo con solvente para suavizar la superficie o una lija para raspar la superficie. Puede incluso ser necesario, cuando sea permitido, realizar una ligera limpieza abrasiva para crear un patrón de anclaje al cual, el recubrimiento de mantenimiento se pueda adherir. El inspector deberá ser diligente durante la inspección de la limpieza abrasiva ligera (a menudo referido como cepillado), ya que si se emplea con velocidad muy alta, o con la boquilla demasiado cerca de la superficie, podría causar una fractura en lugar de sólo raspar el recubrimiento existente. La limpieza abrasiva puede estar prohibida en ciertas áreas de una planta, o no ser factible económicamente. La preparación de la superficie debe estar limitada o restringida a herramientas manuales o motorizadas. En este caso, el dueño podrá elegir un recubrimiento que tenga buenas propiedades de humectación o que ha ya sido formulado para ser aplicado sobre una superficie que ha sido limpiada a mano o con maquinaria motorizada. El propietario deberá verificar con el fabricante del recubrimiento, si el recubrimiento seleccionado es apropiado para uso como un recubrimiento de de mantenimiento. Los recubrimientos deberán ser probados con la técnica de parche para determinar si son adecuados para las condiciones específicas de servicio.

Reunión previa de trabajo Estas reuniones para revisar y asegurar que los involucrados han comprendido la especificación en común es un paso crítico para asegurar una aplicación exitosa del recubrimiento. Las especificaciones para las operaciones para recubrimientos de mantenimiento pueden variar entre trabajo y trabajo y dependen de: La condiciones de la superficie a ser reparada, las cuales pueden variar desde un sistema de recubrimiento perfectamente intacto, hasta una falla al 100% del recubrimiento, lo que implica un deterioro total de la superficie. Cierre (parada) de planta o inspección Efectos sobre el personal de planta en el área Restricciones en el presupuesto Uso de personal interno o por contratación



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Accesibilidad del área Resultados deseados por el propietario Entonces, una especificación para un recubrimiento de mantenimiento puede exigir desde la limpieza a mano puntual de áreas con fallas, hasta limpiar la superficie entera hasta metal blanco, y aplicar un sistema de recubrimiento totalmente nuevo. Como siempre, es importante que todas las partes involucradas hayan leído y comprendido la especificación del recubrimiento y que también tengan un entendimiento unificado de la intención de las especificaciones y los resultados esperados. También puede ser útil para todas las partes visitar el sitio de trabajo para revisar los puntos en la especificación que podría requerir interpretaciones con criterio y común acuerdo, tales como: Requerimientos de reparación puntual Chaflanes o chanfles (feathering) Apariencia de las áreas reparadas.

Pre-inspección Antes de que se realice otro trabajo, la superficie deberá inspeccionarse para localizar y marcar: Áreas con fallas que incluyan -Ampollas -Pérdida de adherencia -Corrosión debajo de la película -Caleo Áreas que han sido contaminadas con grasas, sales químicas, suciedad u otras sustancias. Si la especificación del recubrimiento exige una reparación puntual, es muy importante para el dueño, contratista y el inspector, tener una comprensión común del grado de la falla que se requiere reparar. Por ejemplo, si la especificación exige una reparación puntual de áreas con ampollas, significaría esto que?:



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¿Se reparara cada ampolla, sin importar qué tan pequeña sea ni su ubicación? O que ¿Se reparará cualquier ampolla de un cierto tamaño o más grande, o un conjunto de una cantidad de ampollas en una cierta área? Se podría presentar una discusión bastante acalorada si el propietario mantiene el primer punto de vista y el contratista mantiene un punto de vista como el segundo. Por lo tanto, es muy importante que se tenga en mente un buen entendimiento en común, por parte del representante del dueño, del contratista y del inspector de recubrimientos.

Preparación de la superficie Una vez que el área a ser reparada se haya localizado y marcado, se pueden iniciar las operaciones de preparación de la superficie. Se podrán encontrar muchas dificultades al obtener el grado de limpieza deseado en la superficie, tales como: Una gran acumulación de contaminantes (grasa, aceite, suciedad, sales químicas, productos de corrosión, etc.). Estos contaminantes se deben remover antes de que la preparación final de la superficie mediante limpieza abrasiva o con herramientas motorizadas pueda empezar.

Figura 21.2 Densa Acumulación de contaminantes Necesidad de limpiar y recubrir, mientras el equipo está en servicio:



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-Incapacidad de mover la pieza de trabajo a un área de trabajo limpia y seca -Se deben proteger los medidores, carátulas y equipos sensibles durante la operación de limpieza y recubrimiento

Figura 21.3 Cubiertas protectoras sobre las carátulas y medidores. -Restricciones de tiempo debido a la necesidad de realizar operaciones de limpieza y recubrimiento al final de un giro o cierre del equipo. -La extensión a la cual la superficie haya deteriorada -El tipo y espesor del recubrimiento actualmente sobre la superficie. Generalmente, el mismo equipo, herramientas y técnica usada en la preparación de la superficie de una nueva construcción se pueden usar durante las operaciones de recubrimientos de mantenimiento. Se puede limpiar con solventes/emulsiones y/o lavado de agua o chorro de agua para remover las porciones calizas y desmenuzable del sistema anterior de recubrimientos, y grasa, suciedad, sales químicas y otros contaminantes. Se pueden usar herramientas manuales o motorizadas y/o limpieza abrasiva para abrir ampollas, desprender pintura resquebrajada, remover calamina fuertemente adherida, y proveer un patrón de anclaje. Una técnica requerida en las operaciones para recubrimientos de mantenimiento que generalmente no se encuentra en los trabajos nuevos es hacer chaflanes, o feathering.



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Figura 21.4 Problemas con la limpieza abrasiva de áreas chaflanadas Frecuentemente, la especificación para recubrimientos de mantenimiento exige una limpieza abrasivo “puntual” para áreas con corrosión visible y una ligera abrasión (chaflán) de las áreas recubiertas adyacentes.

Figura 21.5 Limpieza abrasiva sobre la soldadura,recubrimiento chaflanado



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Este proceso de limpieza abrasiva puntual junto con el chaflan puede dañar al recubrimiento adyacente causando fracturas invisibles sobre el recubrimiento, resultando en una pérdida de adherencia, como se ilustra en la siguiente figura. Generalmente, si el aplicador usa la técnica de limpieza abrasiva puntual, deberá usar una boquilla de descarga directa en lugar de la boquilla tipo venturi para reducir la velocidad del abrasivo y mantener un mejor control del patrón de limpieza. Incluso, usará menores presiones en la limpieza abrasiva para minimizar los efectos dañinos al recubrimiento adyacente.

Figura 21.6 Reparación puntual con chaflan del recubrimiento Se realiza el chaflanado en las áreas reparadas trabajando los bordes del área reparada, desde adentro hacia fuera de forma que hay una casi imperceptible transición entre el área reparada hacia el recubrimiento sano. Se puede usar lija para realizar esta operación para no fracturar el recubrimiento adyacente.

Nuevamente, será muy útil si, durante la reunión de trabajo previo, el representante del dueño, el contratista y el inspector van al área de trabajo donde el contratista demuestra su interpretación de cómo se realizarán los chaflanes (feathering).



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Figura 21.7 Esquina limpiada, chaflanada, lista para recubrimiento de mantenimiento. Si esto no cumple con la aprobación del representante del dueño, se deberá hacer trabajo adicional hasta que se obtenga un ejemplo que sea representativo del acuerdo entre el representante del dueño y el contratista. El inspector de recubrimientos se referirá a este ejemplo cuando evalúe las áreas reparadas. El recubrimiento a ser aplicado puede ser de alguna forma incompatible con una parte o con todo el sistema de recubrimiento existente. Si es así, puede ocurrir el enrizamiento (curling) del material.

Figura 21.8 Reparación Localizada con Muestras de enrizamiento



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El enrizamiento es la expansión, levantamiento, suavizado u otro tipo de deformación del recubrimiento existente al reaccionar con el nuevo material aplicado. Se espera que la especificación describa precisamente qué se deberá hacer para prevenir o tratar el enrizamiento. Si no, será necesario para el representante del dueño y el contratista desarrollar un procedimiento que satisfaga al dueño. Otra área de preparación de la superficie para recubrimientos de mantenimiento que requiere un juicio sólido y un entendimiento común y claro entre el dueño, el contratista y el inspector de recubrimientos involucra los estándares para la limpieza para la preparación de la superficie. Por ejemplo, las definiciones de los estándares para limpieza abrasivo son las mismas, sin considerar si se realiza un trabajo nuevo o de mantenimiento. El color de la superficie de trabajo que fue limpiada con abrasivos, varía de acuerdo al grado de oxidación de la superficie. El inspector deberá familiarizarse con los estándares fotográficos, SSPC-VIS 1 y VIS-3, los cuales son representativos de los diferentes grados de preparación de la superficie realizada sobre diferentes condiciones de superficies de acero. Estos estándares se discutieron ampliamente en el nivel 1. Puede ser extremadamente difícil eliminar todos los vestigios de corrosión, etc. de las superficies seriamente picadas. Aquí nuevamente será muy útil para el dueño, el contratista y el inspector reunirse en el sitio de trabajo donde el contratista preparará la superficie para demostrar su interpretación del grado específico del estándar para la preparación de la superficie. Si estas muestras no cumplen con la aprobación del representante del dueño, se deberá hacer trabajo adicional hasta que se obtenga una muestra que sea representativa del grado aceptable para la preparación de la superficie. Se deberá tener en mente que ciertos factores como las condiciones ambientales pueden influenciar el tiempo en que la superficie retendrá la apariencia deseada por la norma. Estos factores incluyen, pero no están limitados a, los mismos factores que se podrían encontrar durante operaciones para recubrimientos nuevos, tales como: Humedad relativa Contaminantes aéreos Contaminantes debido a las operaciones de servicio



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Un factor adicional, el cual se puede encontrar en los trabajos de mantenimiento, es la penetración del acero por los contaminantes causados en las condiciones de servicio. Algunas situaciones de servicio en las cuales esto puede ocurrir incluyen, pero no necesariamente están limitadas a: Tanques de almacenamiento de crudo amargo Torres de enfriamiento Plantas de fertilizantes La evaluación de la superficie en este punto es esencial. Sales químicas solubles, los sulfatos, y los cloruros de las diferentes descripciones actualmente penetran al acero y no se pueden remover, incluso con limpieza abrasiva hasta exponer al metal. La superficie entonces, tiende a cambiar mucho más rápido que de otra forma. Con esta condición, el dueño puede requerir pruebas para determinar la presencia de sales químicas solubles. Esto sería particularmente útil para determinar si se usará chorro de agua a alta presión para remover los contaminantes antes de realizar la limpieza abrasiva. De todas maneras, una vez que la superficie haya sido preparada, debe de ser recubierta dentro del periodo de tiempo especificado. Si la superficie cambia de la condición especificada, ésta puede ya no ser adecuada para la aplicación del recubrimiento protector. En este caso, puede ser deseable realizar una reunión entre el contratista y el dueño para determinar los pasos adecuados a seguir en el proyecto.

Aplicación. Los requisitos generales para la mano de obra y seguridad para la aplicación, así como la inspección y el reportaje de esta información, generalmente son los mismos para los recubrimientos de mantenimiento que para las aplicaciones nuevas.

Inspección Las mismas herramientas generales, técnicas y requisitos para la inspección se aplican en el trabajo de mantenimiento de la misma forma que para trabajos nuevos. Sin embargo, algunas variaciones en la técnica pueden ser útiles. Para determinar adecuadamente el espesor de un recubrimiento aplicado recientemente, usando un medidor de espesor magnético no destructivo, es necesario:


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Tomar las lecturas iniciales sobre el viejo recubrimiento después de que la preparación de la superficie ha sido completada. Tomar las lecturas sobre la superficie después de que se ha aplicado el recubrimiento, cuidando que estas lecturas se tomen en la misma posición en la que fueron tomadas las primeras lecturas Restar las lecturas iniciales de las lecturas finales para obtener un estimado del espesor del recubrimiento aplicado recientemente. Otro método para estimar el espesor del recubrimiento aplicado recientemente, es usar un medidor de película húmeda y realizar los cálculos de WFT / DFT como se describió previamente.

Figura 21.9 WFT Prueba de adhesión (estándar de desprendimiento ASTM D 4541 y/o estándar de Corte Cruzado ASTM D 3359), si está permitido, se pueden realizar para determinar la fuerza adhesiva de los: Recubrimiento a reparar hacia el sustrato La unión entre los recubrimientos viejos y nuevos



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Figura 21.10 Prueba de adhesión por desprendimiento

Resumen Como hay muchas similitudes entre los trabajos de mantenimiento y nuevos, se deben tomar en cuenta algunas importantes consideraciones adicionales, las cuales incluyen: Selección del recubrimiento - Compatibilidad con el recubrimiento existente (estándar ASTM D 5064 Práctica Estándar para la realización de pruebas tipo parche para asesorar la compatibilidad del recubrimiento) - Las pruebas de parche pueden ser deseables Preparación de la superficie y aplicación - Restricciones en el tiempo - Contaminación severa por las condiciones de servicio - Chaflanar las reparaciones puntuales puede ser deseable - Trabajo al mismo tiempo que las instalaciones están en operación Los reportes del comité técnico de NACE que puedan ser útiles tanto al dueño, el inspector, como a los contratistas y a los distribuidores de recubrimiento, incluyen: 6H194: Combatiendo los problemas de adhesión cuando aplicando pintura nueva sobre acabados pre-existentes.



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6H188: Recubrimiento sobre acero limpiado SIN abrasivos.

SSPC: La Sociedad para los Recubrimientos Protectores tiene una publicación dedicada a las pinturas de mantenimiento. SSPC-PA 1, Parte 10


NOMBRE: ________________________________________ FECHA: _________

Nivel 2 del CIP PRACTICANDO LO PRÁCTICO

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 @ NACE Internacional, 2004 Enero 2007 página 0

ESTACIÓN 1- MEDIDOR PARA INSPECCIÓN DE PINTURA (Medidor Tooke) Equipo: Medidor Tooke Panel de Prueba

Actividades 1.

2.

Muestre los procedimientos correctos para: • Encender y apagar los instrumentos • Revisar y cambiar las baterías • Colocar el ajuste de enfoque • Colocar y verificar la calibración para diferentes puntos/ángulos • Hacer cortes con instrumentos • Observar y evaluar cortes hechos con instrumentos Después de determinar que el instrumento esté calibrado correctamente, use el medidor Tooke para evaluar el espesor del recubrimiento de los paneles de prueba proporcionados. Registre su evaluación de los recubrimientos sobre los paneles de prueba en el siguiente espacio. Mils/Micrónes Muestra # 1 Muestra # 2

1. Espesor del primer 2. Espesor del recubrimiento intermedio 3. Espesor del recubrimiento final 4. Espesor total de la película seca

OBSERVACIÓN: En el examen práctico final, además de usar los instrumentos para evaluar el espesor del recubrimiento, habrá (8) preguntas que usted tendrá que contestar con respecto al uso del medidor Tooke.


ESTACIÓN 2. ESPESOR DEL RECUBRIMIENTO-- MEDIDOR MAGNÉTICO (TIPO I) Equipo: Medidor magnético DFT Panel de prueba Laminillas plásticas para calibración Estándar NIST (bloques) para calibración (rango 0 -1000 µm [0-40 mils])

Actividades: Usando el método definido por SSPC-PA 2, verifique su medidor y determine el DFT de las dos áreas recubiertas de las muestras, usando o mils o micrones, y proporcione las respuestas requeridas de la siguiente tabla.

BMR Primer DFT Último (total) DFT ¿Se usó la norma de calibración? Verifique solo una.

Mils

Micrones

NIST

Laminillas Plásticas

Áreas para trabajar mediciones y cálculos se proporcionan en la siguiente tabla. Las lecturas ajustadas deberán anotarse en la tabla arriba. El SSPC-PA 2 Hojas de cálculo 1. Ubicación: Primer ¿en mils/micrones? Promedio General en esta Lugares 1. 2. 3. 4. 5. ubicación Antes de Ajustes

1. 2. 3.

Ajustes BMR

Desviación

Después de Ajustes

Promedio

2. Ubicación: Primer + Acabado Lugares 1. 2. 3. 4. 5.

¿en mils /micrones? Promedio General en esta ubicación Antes de Ajustes

1. 2. 3.

Ajustes BMR

Desviación

Después de Ajustes

Promedio

Lugar -> BMR

1

2

3 Valor Promedio =


4

5

ESTACIÓN 3. PRUEBAS DE ADHESIÓN (Desprendimiento) Equipo: Medidor de adhesión Elcometer 106 Testigos (dollies) de aluminio (2) • Fotografías de testigos desprendidos de la superficie recubierta (4) numeradas del 1 al 4. Actividades 1.

2.

Muestre los procedimientos correctos para: Prueba de adhesión Prueba de adhesión corte rejilla - Con una herramienta que corta en rejilla - Con cuchillo - Prueba de adhesión corte en cruz Realice estas pruebas en las muestras proporcionadas y registre sus observaciones en los siguientes espacios. La localización de fallas se puede describir con las siguientes palabras clave: A = Substrato B = Primer Recubrimiento C = Segundo Recubrimiento D = Tercer Recubrimiento (etc.) Y = Adhesivo Z = Testigos

Prueba Corte rejilla (con cutter)

Tabla

Tabla

Corte rejilla (con cuchillo) Corte en cruz

RESULTADOS DE PRUEBA DE ADHESION Ubicación de la Prueba

Tipo de Prueba

Valor (psi) Adhesión % Cohesión Pegament de fallas % de fallas o % de fallas

Ubicación de fallas

Muestra # 1 Elc. 106 Muestra # 2 Elc 106 Observación: En el examen práctico final, usted evaluará las fotografías para fallas, reportará los resultados y responderá a las preguntas sobre la prueba de adhesión.


ESTACIÓN 4. ESPESOR DEL ELECTROMÁGNETICO (TIPO II)

RECUBRIMIENTO--

MEDIDOR

Equipo: Medidor DFT Tipo II (Positector 6000 F) Muestra E4 Estándares de Calibración NIST (rango 0 – 1000 µm [0-40 mils] Laminillas plásticas Usando el método definido en SSPC-PA 2, verifique su medidor y determine el DFT de las dos áreas recubiertas en la muestra en mils o micrones y proporcione las cuatro repuestas requeridas. Mils BMR Primer DFT Final (total) de DFT ¿Se usó una norma de calibración? Verifique sólo una

Micrones

□ □

NIST Laminillas plásticas

Las áreas para mediciones y cálculos se proporcionan en la siguiente tabla. Las lecturas ajustadas deberán anotarse en la tabla arriba.

Hojas de cálculo SSPC-PA 2 1. Ubicación: Primer Lugares 1. 2. 3. 4.

¿en mils / micrones? Promedio General en esta ubicación Antes de Ajustes

5.

1. 2. 3.

Ajustes BMR

Desviación

Después de Ajustes

Promedio

2. Ubicación: Lugares 1. 2.

Primer + Acabado Promedio General en esta 3. 4. 5. ubicación Antes de Ajustes

1. 2. 3.

¿en mils / micrones? Ajustes BMR

Desviación

Después de Ajustes

Promedio

Lugar -> BMR

1

2

3 Valor Promedio =


4

5

ESTACIÓN 5. PRUEBA DE DUREZA BARCOL Equipo Medidor de dureza Barcol Modelo No. 934 2 discos de Aluminio (1 No. 87 y 1 No. 89) Lápices Actividades 1. Muestre los procedimientos correctos para: • Prueba de dureza con lápiz - Formando punta de un lápiz a un cilindro - Presionando el lápiz encima de la superficie - Interpretación de los resultados • Prueba de dureza por impresión - Punto de cambio - Uso del instrumento - Interpretación de resultados 2. Evalúe las muestras recubiertas proporcionadas por medio de las pruebas de dureza con lápiz y de la prueba de dureza por impresión y registre sus observaciones en el siguiente espacio. Muestra: Muestra: Dureza con lápiz

Dureza por impresión

3. Evalúe las muestras desconocidas por medio de la prueba de dureza por impresión SOLAMENTE y registre sus observaciones en el siguiente espacio. NÚMERO DE DUREZA MARCA DE ARRASTRE OBSERVADO MUESTRA

SÍ

NO

1 2 3 4 5 6 7 8 Observación: En el examen práctico final, usted determinará la dureza usando el medidor de dureza Barcol, registrará los resultados y responderá preguntas sobre la prueba de dureza Barcol.


ESTACIÓN 6. ESPESOR CORRIENTE EDDY

DEL

RECUBRIMIENTO–MEDIDOR

DE

DFT-

Equipo Medidor DFT CorrienteEddy (DeFelsko Positector No. 6000 N-1) Panel de aluminio (1/3 de metal desnudo) (1/3 sólo de primer) (1/3 de primer & acabado) Paquete de laminillas de plástico Bloques NIST Micrómetro Calibre el medidor y mida el espesor del primer, después el espesor del primer más el del acabado de la muestra proporcionada. Registre sus respuestas en mils o micrones. Mils Micrones BMR (si se requiere) Primer DFT Final (total) DFT ¿Qué Norma de la calibración usó? Verifique una □ NIST □ Laminillas plásticas Las áreas de trabajo para mediciones y cálculos se proporcionan en la siguiente tabla. La realización de la hoja de cálculo de SSPC es obligatoria. EN EL EXAMEN PRÁCTICO FINAL, NO SE OTORGARÁ NINGÚN PUNTO SI LAS HOJAS DE CÁLCULO NO ESTÁN COMPLETAS.

SSPC-PA 2 Hojas de cálculo 1. Ubicación: Lugar -> 1 2 1 2 3 Promedio 2. Ubicación: Lugar -> 1 2 3 Promedio

1

2

¿en mils / micrones? 3 4 5

¿en mils / micrones? 3 4 5


Promedio total de DFT en esta ubicación

Promedio total de DFT en esta ubicación

ESTACIÓN 7. PRUEBAS DE SALES SOLUBLES Equipo Papeles de prueba con ferrocianuro del potasio Equipo de Cloruros CSN Equipo de prueba de funda Prueba de parche Bresle Juego de materiales para la prueba de frotado - Cilindro graduado - Vaso - Agua Dl - Algodones grado farmacéutico - Tiras Quantab - Panel de 6 x 6 (1 de las muestras que se usó en clase del Nivel 2) - Palillo swizzle Realice las pruebas cualitativas y semi-cuantitativas para las sales ferrosas solubles en la muestra proporcionada. Prueba

Resultados

Cualitativa

Semi-cuantitativa

Observación: En el examen práctico final, usted contestará preguntas sobre las siguientes pruebas de sales solubles: - Ferrocianuro de potasio - Prueba Frotación (Swab) - Equipo CSN - Prueba de Funda - Prueba Bresle


ESTACIÓN NO. 8 NACE VIS 7/SSPC VIS 4 Equipo NACE VIS 7/SSPC VIS 4 Guía de fotografías de referencia para superficies de acero preparadas con chorro de agua Actividades Usando NACE VIS 7/SSPC VIS 4, y la información proporcionada en NACE No. 5/SSPCSP 12, Norma para chorro de agua, conteste las siguientes preguntas. Respuesta (Registre sus respuestas en esta columna) 1. De acuerdo a la norma NACE No. 5/SSPC-SP 12; Norma para el chorro de agua, una superficie de acero limpiada a WJ-1 permite un _____% de óxido visible en la superficie. 2. De acuerdo a la norma NACE No. 5/SSPC-SP 12; Norma para el chorro de agua, una superficie de acero limpiada a WJ-3 permite un _______% de manchas de óxido dispersas aleatoriamente en la superficie. 3. De acuerdo a la Norma NACE No. 5/SSPC-SP 12; Norma para el chorro de agua, una superficie de acero limpiada a WJ-2 permite _____% de recubrimientos delgados altamente adheridos a la superficie. 4. De acuerdo a la Norma NACE No. 5/SSPC-SP 12; Norma para el chorro de agua, una superficie de acero limpiada con chorro de agua a NV-2 requiere que se queden menos de _______ µg/cm² de contaminantes de cloruro en la superficie. 5. De acuerdo a la Norma NACE No. 5/SSPC-SP 12; Norma para el chorro de agua, una superficie de acero limpiada por chorro de agua a NV-3 requiere que se queden menos de ______µg/cm² de contaminantes de cloruro o de sulfato en la superficie.





23: 0


23: 1

Capítulo 16 – Interiores y Recubrimientos especiales 1.

2.

3. 4.

5.

6. 7. 8.

9.

10.

Un(a) ____________resistente es una película de material aplicado a __________de_______, _______ ________, bandas transportadoras,____________, equipo para procesamientos, u otras superficies sujetas a _________, _________, ____________, _________,____________ o___________, pero no necesariamente sujetas a ____________en ningun(a)___________o______________. Un(a)_____________resistente es una película de material aplicado a _________de_______, ________,________, o ______________, y esta sujeto(a) a __________ ________y __________ en ________,___________, o ____________ _____________. En el caso de un(a)________________, prevenir _________ _____________puede ser su ____________funcion. El termino __________, o a veces, __________, se usa para describir un sistema conformado por varios _______de_________ __________saturados(as) con ciertos(as)_____________. Los recubrimientos de gel para _________ ___________ y____________normalmente contienen una pequena cantidad de _______ _____ que _________a______________durante__________. Este(a)__________ _________ayuda impedir_________de_________el(la)_________de las resinas. Las especificaciones para el(la)_____________________ pueden requerir la aplicación de__________y un________apropiado de_____________. Debido a que sucede________ _________en_______ ________en sus_____ ________, el(la)______________es extremadamente______________. Los recubrimentos en polvo son esencialmente similares a __________________en sus_________________. Las formulaciones comunes incluyen _________,_________,___________, etc. Los polvos se clasifican en dos categorías amplias: ____________: los materiales que ________cuando____________y retienen su________original cuando__________. ____________: los materiales que ________cuando____________y retienen su________original cuando__________. Los polvos aplicados a una fuente de calor pasan a través de ______ fases distintas: a. _______________ b. _______________ c. _______________ d. _______________



23: 2

11.-

El proceso completo desde ________ ____________ hasta el curado generalmente tarda ________que_________minutos..

12..

Se aplican los polvos comúnmente con uno de los siguientes métodos: Atomizacion____________________ Atomizacion _____________________ _______ ________, metodo de inmersion __________por rotacion Atomizacion______________ Camara__________________

Capítulo 17 – Equipo para Aplicaciones Especiales 1.

La atomizacion con materiales _______-___________ es la __________, _________ y ______________ automáticas de recubrimientos ______________ y _______-_________ (normalmente dos) como por ejemplo los poliésteres, epóxicos y uretanos.

2.

La principal ventaja de usar sistemas de atomizacion multi-componentes se ve con materiales como las _______________, las cuales tienen una _____ _____ muy corta (usualmente menos de ____ ________), y no pueden mezclarse en un ____________ ___________ antes de su aplicación.

3.-

El equipo de atomizacion multi-componentes consta del: a. Tipo ______________ ____________, o b. Tipo _____________ ___________

4. La mayoria de las unidades de proporcion variable estan equipadas con un(a) _________ ________que transporta___________a___________ _______, la parte final del sistema donde se mezcla y entrega. 5.

Las pistolas de rociado multi-componente están disponibles para aplicaciones de aire __________ o __________.



23: 3

6.

En un sistema de _________ _____________, los componentes del recubrimiento se extraen desde sus contenedores, se juntan en un _____________, son mezclados, y luego se suministran a la pistola o boquilla para ser rociados.

7.

Los mezcladores estacionarios en serie funcionan mediante el corte de ___________ _________en _________y vertiendolo(la)___________________ El_______________ de recubrimientos formulados para aplicaciones en ____________ permite que mas ______________ y materiales de más alta ___________ sean atomizados de forma más eficiente, permitiendo la aplicación de capas con más ________ sin ________________ ni ___________________.

8.

9.

Cuando se usan ______________, el recubrimiento no debe estar __________ a una ________ ______ que la que es permitida por la especificación o recomendada por el fabricante.

10.

La principal desventaja del termo-atomizado es que el recubrimiento puede ser ________________ por un ____________ ___________.

11. En las operaciones de atomizacion electrostática, se aplica una carga elevada (a ___ _____para pistolas ______; a _______ ____ para algunas configuraciones _________) a los(las)____________conforme pasan _________desde la pistola de atomizacion 12. El equipo para atomizacion centrifuga utiliza un disco,_______, u otro dispositivo __________ ________ para __________el recubrimiento. 13. En el proceso____________, las mezclas __________de ____________son prehumedecidas cuando primero se introducen al sistema en________________, y conforme son impulsadas a traves de la manguera, un(a) ________ ___________(normalmente __________) se agrega al polvo humedecido en el (la)______________. 14. Los sistemas de atomizacion _________-_____________ _________________________ utilizan un alto volumen de _________ suministrado a ______kPa (_____psi) o menos para que la atomizacion de un recubrimiento liquido logre un patron suave de _________-_____________. 15. La tecnología de _________asistido(a) con aire ______________las mejores caracteristicas de _________________________y_______________________ para crear una capacidad nueva y ___________ _________________.

Capítulo 18 – Concreto e Inspección 1. El concreto en si es considerado un(a) ___________y a veces__________ ___________en relacion a___________ _______________.



2.

23: 4

El concreto es _____________. Es esencialmente un(a) ____________. No ___________en el sentido comun del termino.

3. Se forma el concreto mediante la mezcla de _________ __________, __________, y_______________. 4. Cuando se agrega ___________ a la mezcla _________/___________, ocurre un proceso llamado ____________. El(la)________y el(la)____________combinan ___________, y el concreto ______ __________ y ___________. 5.

El concreto tiene buena resistencia ____________.

6.

El concreto puede _____________ con el tiempo.

7.

El pH del concreto puede llegar a ser tan alcalino como ____________.

8.

Por lo menos ________ _________ ________han sido identificados como ______ _________ para el concreto mientras este__________.

9.

En general, el concreto_________ debe ser ________para un(a)________de ______ ________a temperaturas superiores a _____C (_______F) antes de_________, para ayudar asegurar que tenga el(la)_________de superficie deseado(a), y _____ _______, y para _______de agua______de la superficie.

10.

Operaciones de Acabado: ________ ________alisa la superficie. ________ __________es un procedimiento utilizando un aplanador de ________ para alisar el concreto colado. ___________es el uso de un ______de cerdas rigidas para proporcionar una superficie__________al concreto. 11. La latencia es un(a)_______ __________ _________ de________ ______rico(a) de agua sobre la superficie de concreto fresco y causado por el_________ __________de________. 12. La eflorescencia es ocasionada por _________pasando_______concreto y llevando _________ _______de concreto consigo a la superficie. Las sales_______con ________ _________en el(la)__________creando un deposito ___________ _________ ________ sobre la superficie. 13. El ‘sacking’ consiste de _______una mezcla de _________ ________sobre la superficie de concreto usando una bolsa de_____________. 14. El ‘stoning’ es similar al ‘sacking’, excepto que se usa un ________ ____________u otro(a)____________apropiado(a) para alisar la superficie del concreto.



15.

23: 5

El concreto colado puede ser afectado por: a. Condiciones __________________ b. ______________________ b. Operaciones de ______________________

16. La limpieza del concreto con abrasivos proporcionara una superficie ___________ y_________y removera___________. 17. Muchas tecnicas de herramientas ________ y__________son utilizadas para __________ ___________de superficies de concreto, y ________son__________ __________y_____________. . 18. Cuando limpiando el concreto con abrasivo: a. La _____________ se sostiene _____ _______ de la superficie b. Se usan presiones _____ ________. b. La boquilla se ____________ sobre la superficie ____ __________. c. Se usa un __________ ____ _________. 19.

El decapado ácido (etching) se usa en el concreto para _____la _________ y ________ a la superficie.

20.

Un medidor de __________de ___________ puede usarse para verificar el DFT del recubrimiento sobre el concreto.

Capítulo 19 – Sustratos Especiales 1.

Algunos sustratos metálicos especiales incluyen: a._______________ b.______________ c.______________

2.

Otros sustratos especiales pueden incluir: a. _______________ b. __________ ____________ (plásticos)

3.

Muchos metales y aleaciones ___________ con la ____________ para producir un _________ de_____________.


23: 6


4.

Generalmente, las películas de óxido protector del __________ _________, ___________, _______, y ___________ son resistentes y adherentes.

5.

Un primer que se puede usar sobre estas películas de oxido es un(a) ____________.

6.

El aluminio puede desarrollar una película de óxido __________que exhibe ___ ___________ al sustrato.

7.

El cobre y las aleaciones de cobre pueden ser preparadas por un proceso de _________ y ______con _____, seguido por una___________ con una lija o______ o_______.

8. Las superficies de zinc galvanizadas reaccionan con el(la)________y____ ____en la atomosfera para formar una película _______de _____ _______, ________de zinc, y __________de zinc.. 9.

La madera puede recubrirse por las siguientes razones: a. ____________ b. ____________ c____________ d.____________ e.____________ f._____ _____________

10.

Los _______ ___________ generales de_______para el __________y el ____________también se aplican para los __________ _______________.

Capítulo 20 – Interiores de Barrera Gruesa 1. El ladrillo y la baldosa pueden al______________y/o a ______________.

ser

formulados

para

ser

resistentes

2. Generalmente, se usa una ___________ cuando se instalan ladrillos resistentes a químicos. La membrana se instala sobre el ___________ y se encuentra entre el ______ y el sustrato.



23: 7

3. Los morteros de resinas ______ curados con ácido se usan frecuentemente como morteros y compuestos de asentamiento para pisos de ladrillo. 4.

Los materiales furanos curados con acido no se adhieren bien al _________.

5.

Algunas desventajas de los furanos incluyen: a.

Baja________ a superficies no porosas tales como el acero;

b.

_________

c.

__________

6. Generalmente algún tipo de ______ de _____ se usa para adherir al furano con el acero. 7. El pH máximo para varios de los productos cementicios resistentes a la corrosión es un pH de ______ y pueden convertirse en montones de arena en apenas unos días, si el pH se incrementa a más de pH _______. 8. Un ________ de_______ se usa generalmente para sellar un laminado (algunas veces llamado laminante) 9. Generalmente la ______ _____ se usa sobre recubrimientos de gel con esteres vinílicos y poliésteres. La ________ flota en la superficie y previene que el ______ retarde el curado de la resina. 10. La_______ bajo presión produce la mayor adhesión entre la goma (hule) y el metal. 11. Las reparaciones a las gomas generalmente se hacen con el método de ________con _____________ . 12. Las gomas naturales pueden ser: a.

____________

b.

__________

c.

Semi- ________

13. Las gomas suaves tienen: a.

Buena resistencia ____________


23: 8


b.

Excelente resistencia a__________

c.

Resistencia a temperaturas hasta los______o C (_ 0F)

Capítulo 21 – Recubrimientos de Mantenimiento 1. Las operaciones de mantenimiento de sistemas de recubrimientos involucran la aplicación de recubrimientos sobre un sustrato que ha sido instalado en su ambiente final y esta en______ _________. 2. Las operaciones de sistemas de recubrimientos para mantenimiento se llevan a cabo para: a.

Mantener un sistema de recubrimientos de manera que pueda continuar

proporcionando el _________ de __________originalmente intencionado. b.

____________ la apariencia visual del sistema de recubrimiento.

3. El recubrimiento de mantenimiento seleccionado tiene que ser _________ con el recubrimiento existente. 4.

Al seleccionar recubrimientos para mantenimiento: a.

Puede ser deseable hacer una _________de _______.

b.

________ o __________del recubrimiento existente puede ser necesario.

c.

El recubrimiento puede tener que aplicarse sobre una superficie _____________ preparada.

5. Las especificaciones para una operación de recubrimientos puede depender de:

mantenimiento de sistemas de

a.

La _________ de la superficie a ser reparado

b.

El efecto sobre el _________en la planta

c.

El______________ al área

d.

La ocasión de _________operaciones en la planta



e.

6.

23: 9

El ______________ deseado por el dueño.

Todos los grupos involucrados deben de visitar el lugar de trabajo para revisar las secciones de la _____________ que pueden requerir una _____________ y un acuerdo común.

7.

La superficie a que se le dará mantenimiento primero debería ser inspeccionada para localizar y marcar: a.

áreas _____________

b.

______________ debida al aceite, grasa, y sales químicas.

8. Una técnica usada en el mantenimiento de sistemas de recubrimientos pero NO generalmente usada para las aplicaciones nuevas es el _________. 9.

Si el nuevo recubrimiento no es compatible con el recubrimiento viejo, puede ocurrir _____________.

10.

Algunas sales químicas parecen _________ la superficie de acero y no se remueven totalmente con una limpieza con _________.


Recubrimientos de Ductoss

Nivel 2 Capítulo 24 Recubrimientos de Ductos

Barreras Gruesas de Revestimientos


24: 0

24: 1


Recubrimientos de Ductos Introducción Los ductos de todo tipo, tamaños y longitudes; enterrados, sumergidos, o a nivel de la tierra se pueden encontrar en cada continente y en cada país del mundo.

Figura 24.1 Ducto Antes de Ser Enterrado

Figura 24.2 Ducto Sumergido


24: 2


Figura 24.3 Ducto a nivel Esta vasta red de ductos, estimada en sumar más que los ocho millones de kilómetros (cinco millones de millas), se usa para transportar los siguientes materiales: Petróleo crudo Productos refinados del petróleo Petroquímicos Mezclas fangosas (slurries)--carbón, arcillas, pedazos de madera, desechos minerales, etc. Desechos industriales, domésticos y efluentes tratados Agua - Cruda (sin tratar) - Doméstica (potable) - De lluvia o tormenta (efluvio) - Re-circulación (de plantas petroquímicas o plantas de generación eléctrica) Hay varias áreas de importancia, como las de corrosión, que son comunes para todas las facetas de la industria de ductos. Los temas que se explorarán en este capítulo incluyen: Diferentes terrenos y ambientes



24: 3

Materiales de construcción de los ductos Criterios para la protección de ductos Recubrimientos internos de ductos Tipos genéricos de recubrimientos de ductos Propiedades deseadas en un buen recubrimiento de ductos Métodos de aplicación de los recubrimientos -Recubrimiento de ducto principal: Un recubrimiento de ducto principal se define como el recubrimiento total del cuerpo de un ducto, menos los recubrimientos sobre las juntas de unión aplicados en una instalación estacionaria de recubrimientos. -Recubrimientos de ductos principales en campo. Recubrimientos de juntas de campo Protegiendo recubrimientos de ductos Temas de inspección para materiales específicos y diferentes procedimientos de aplicación.

Terrenos para ductos Los ductos pueden estar: Enterrados en varios tipos de suelo Sumergidos en lagos, ríos o aguas costeras Colocados en ciénegas o pantanos Instalados a nivel sobre soportes o directamente sobre la tierra.


24: 4


Figura 24.4 Diferentes Ductos

Cada ubicación, tipo de terreno y estructura del suelo influye sobre los materiales de construcción y los mecanismos de prevención de la corrosión. La selección de un recubrimiento genérico para ductos, el método para su aplicación, y su tratamiento en el campo seguramente variarán de acuerdo a la región del mundo y su tipo de terreno.

Materiales de construcción La selección de los materiales de construcción para ductos se rige generalmente por el tipo de servicio y condiciones de operación. Algunos de estos materiales de construcción son: Acero al carbón (acero dúctil) Ductos reforzados con vidrio Hierro dúctil Concreto - Pre-tensado - Cilindro de acero - AC (Cementos de asbesto)



24: 5

Plásticos -Cloruro de polivinilo (PVC) -Polietileno (PE) o polipropileno (PP) Aleaciones de acero (acero inoxidable, titanio, MonelMR y acero Carpenter 20MR)

Acero al carbón El acero al carbón es probablemente el material más ampliamente utilizado para la construcción de ductos y es la elección natural para su uso en el transporte de petróleo crudo, gas natural, productos refinados de petróleo y en muchos casos para ductos transportadores de procesos de fangos, ductos de agua no tratada y ductos para la circulación de agua en plantas de energía. El grosor de las paredes puede variar desde 6 mm (0.25 pulg) a 25 mm (1 pulg) para los ductos de gas a alta presión o para las unidades de servicio en aguas costeras profundas. El peso extra en el grosor de las paredes del ducto proporciona parte de la flotación negativa necesaria para mantener el ducto en el fondo del océano. Los diámetros típicos para los ductos de acero en servicio están listados a continuación: Gas natural, hasta 1.42 m (56 pulg) Petróleo crudo, hasta 1.37 m (54 pulg) Agua no tratada, hasta 2.44 m (96 pulg) Recirculación de agua, hasta 4.3 m (168 pulg) Los ductos de acero al carbón se fabrican soldando los extremos de las placas de acero usando alguno de los siguientes métodos: Longitudinalmente con una soldadura a tope (butt weld) Espiralmente con una soldadura a tope Longitudinalmente con una soldadura solapada (lap)



Figura 24.5 Ductos Unidos por Bridas atornilladas

Figura 24.6 Ductos Unidos Con Coples Dresser


24: 6


24: 7

Figura 24.7 Ductos de Gran Diámetro Fabricados Con Entradas Tipo Macho y Hembra (Uno Por Cada Extremo) En la mayoría de los casos, el ducto se une en campo mediante soldaduras. En algunas ocasiones, donde se anticipa necesidad de un acceso especial o los alrededores de la construcción lo hacen necesario, el ducto se puede unir usando bridas o coples mecánicos. Algunas ductos de agua de gran diámetro, hechos mediante soldaduras en espiral, tienen un extremo acampanado y en el otro extremo recto. Estos ductos normalmente se recubren internamente con un recubrimiento protector que se extiende a cada extremo del ducto. El ducto entonces se convierte en el tipo macho y hembra y se instala de manera apropiada con empaques para proveer un sello mecánico contra fugas. La configuración macho y hembra permite una flexibilidad en la unión y no es rígido como el ducto soldado, así que el ducto se puede instalar conforme a las condiciones del terreno sin necesidad de doblar el cuerpo del ducto. Los extremos del ducto recubiertos en su totalidad se unen proporcionando una protección completa al interior del ducto.

Plásticos Reforzados con Vidrio (GRP) La resistencia general a los químicos y a la abrasión del plástico reforzado con vidrio (GRP) lo hacen un material ideal para ser usado en el transporte de químicos, ácidos, alcalinos, desechos químicos, y dentro y en los alrededores de los complejos petroquímicos. Este tipo de ducto puede variar en cuanto al grosor de la pared (calibre) que va desde 9 a 50 mm (3/8 pulg a 2 pulg) y en diámetros que van de 10 cm a 2.1 m ( 4 pulg a 84 pulg). Generalmente, los ductos GRP se operan por flujo de gravedad o presiones bajas de líquido, así como a temperaturas que oscilan desde la temperatura ambiente hasta 121º C (250º F)



24: 8

Las secciones de ductos GRP son moldeadas previamente, y las resinas químicamente resistentes usadas en su proceso de manufactura proveen no sólo resistencia a la corrosión, sino también una buena resistencia mecánica. Generalmente, las secciones del ducto se unen mediante fusión química utilizando resinas y/o dispositivos de acoplamiento mecánicos como bridas atornilladas. Los ductos de gran diámetro se pueden fabricar en una configuración macho y hembra –un macho de un lado (lado recto) y una hembra del otro lado (lado acampanado). El extremo tipo hembra, se acampana formando un espacio anular de mayor diámetro que el del extremo tipo macho, el cual es recto y del mismo diámetro que el resto del ducto principal. En campo, a la parte recta del ducto se le coloca alrededor de su circunferencia un empaque tipo anillo-O, justo al final del tubo, y este extremo se fuerza dentro del espacio anular del lado acampanado del ducto. El anillo-O llena este espacio anular proporcionando un sellado justo a prueba de fugas. Al inspector de recubrimientos en un proyecto GPR se le puede requerir verificar el ducto para constatar que no halla fallas mecánicas o defectos como de bordes astillados, fracturas en el ducto, etc., y se le puede requerir también para observar la mezcla y aplicación de las resinas usadas para la unión entre los segmentos del ducto.

Hierro dúctil El hierro dúctil se usa para transportar agua y/o aguas alcantarilladas. Los diámetros en promedio alcanzan hasta 1.62 m (64 pulg) con grosores de paredes desde 13 a 38 mm (0.5 a 1.5 pulg). Estos materiales no se pueden soldar y se unen en campo con algún tipo de cople mecánico, tal como un cople VictaulicMR, un cople DresserMR, o una configuración macho y hembra con un sello de goma (algún tipo de anillo-O). Las presiones de operación varían hasta 2.41 MPa (350 psi). Tales recubrimientos como los de epoxico de alquitrán de hulla, alquitrán de hulla, reducciones de asfalto y algunos materiales epóxicos se pueden usar en el exterior del hierro dúctil (ducto de hierro forjado). A este primer se le debe aplicar un acabado apropiado.



24: 9

En los Estados Unidos, muchos usuarios de hierro dúctil siguen las indicaciones del Instituto del Hierro Dúctil, el cual recomienda que los ductos para ser usados en suelos corrosivos sean envueltos en camisas sueltas de polietileno. Se forma la película de polietileno en una funda o camisa de aproximadamente el doble del diámetro del ducto y cerca de 61 cm (2 pies.) más largo que la longitud de una junta del ducto. La camisa pre-fabricada se coloca sobre una sección del ducto. Después de unir el ducto en el campo, se extiende esta camisa suelta de plástico sobre los extremos del ducto, para que una vez que el ducto este colocado en posición en la zanja abierta y ésta se rellene, todas las áreas desnudas de hierro dúctil están completamente envueltas en la camisa de polietileno. Las camisas de polietileno se ajustan al ducto envolviendo con cinta o cuerdas cada 60 a 90 cm (2 o 3 pies) a lo largo del ducto. Debido a que la camisa plástica está floja alrededor del ducto, ésta será capaz de moverse con el suelo cuando el relleno mueve debido a los efectos de la humedad, y por lo tanto la camisa no se zafa del ducto. Las secciones rectas de un ducto de hierro dúctil, también se pueden recubrir con una envoltura espiral de cinta plástica, usualmente también de polietileno sobre una superficie recubierta con un primer. Las cintas plásticas y los temas de inspección se discutirán después.

Concreto Ductos de cemento de asbesto (AC): Estos ductos consisten de una combinación de cemento Portland de alta calidad fortificados con fibras de asbesto adecuadas. El ducto resultante es muy denso con una superficie interior muy suave, la cual permite un buen flujo de líquido a lo largo del ducto. A pesar de las normatividades actuales con respecto a la remoción del asbesto de muchas estructuras, los ductos AC han sido aprobados en los Estados Unidos para el transporte y distribución de agua potable. Concreto pre-tensado: El concreto se aplica a una sección de ducto de acero de paredes delgadas en rotación, y conforme éste está rotando, un alambre de acero con una tensión controlada se va envolviendo apretadamente el ducto en espiral quedando empotrado en el concreto, produciendo un ducto de alta resistencia por unidad. Se usa concreto adicional para encapsular el alambre. El ducto se cura entonces en un horno de vapor. Los diámetros de los ductos pre-tensados oscilan entre las 1.2 m (48 pulg.), y un grosor típico de pared de 3.8 a 7.6 cm (1.5 a 3 pulg.) Ducto de concreto con cilindros de acero: Las secciones de ductos de acero de grosor adecuado se recubren interna- y externamente con una mezcla rica de concreto hasta el espesor deseado, el cual está en relación con el diámetro del ducto. El concreto entonces puede ser curado al aire o en un horno de vapor.



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El diámetro de los ductos usualmente varía desde 0.41 a 3.66 m (16 a 144 pulg). En los Estados Unidos, un proyecto reciente para agua tipo “sifón” en las montañas cercanas a Phoenix, Arizona, requirió el uso de ductos cilíndricos de acero. Cada sección midió 7.3 m (24 pies) de diámetro, algunos de hasta 15 m (50 pies) de longitud, y tenían un grosor de pared de 46 cm (18 pulg). Este ducto fue construido y se le permitió un curado en campo cercano a las montañas de Phoenix, Arizona, e inmediatamente fue transportado con maquinaria especial hacia el sitio donde seria colocado y enterrado. Los ductos pre-tensados y de cilindros de acero se usan para transportar agua (tratada y sin tratar), los desechos industriales y domésticos y los efluentes tratados. Los ductos de concreto usados en la colección y transporte de estos desechos frecuentemente están recubiertos para proveer una resistencia química y/o a la corrosión a los productos que están transportando. En servicio, los desechos transportados, emiten gas de sulfuro de hidrógeno hidratado, el cual se recolecta en la parte superior interna del ducto, llamada espacio del vapor. Este gas, junto con ciertas bacterias, reacciona con el concreto en el espacio de vapor, lo cual provoca un deterioro progresivo de la parte superior del ducto. Ésta es un área que requiere un recubrimiento protector durable y adecuado. Los ductos de concreto, que pudieran tener un bajo flujo de aguas negras en las cuales ocurren condiciones sépticas, estarán sujetos al ataque por la colección de este gas de sulfuro de hidrógeno en el espacio de vapor. Los epóxicos de alquitrán de hulla comúnmente se usan para recubrir el interior superior de un ducto cuando se usan para este tipo de servicios. Debido a la preocupaciones que los epoxicos de alquitrán de hulla son cancerígenos, muchos usuarios han cambiado al elastomérico de poliuretano al 100% de sólidos y recubrimientos basados en resinas epoxicas novalac al 100% sólidos para este tipo de aplicaciones.

Inspección de los Ductos de Concreto En las operaciones de recubrimientos para los ductos de concreto, el inspector de recubrimiento puede encontrar temas de inspección similares a aquellos encontrados al recubrir el acero, y puede que se le requiera para:



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Inspeccionar el ducto antes de ser limpiado para asegurar que esté seco y libre de contaminantes visibles como aceite, grasa, suciedad y otros materiales ajenos y que esté listo para aceptar el recubrimiento. Monitorear el mezclado y adelgazamiento de los recubrimientos a ser usados Observar la aplicación y revisar el WFT del recubrimiento Poner atención a los intervalos entre capas del recubrimiento Verificar que el recubrimiento ha curado previo a la colocación del ducto. Inspeccionar en busca de discontinuidades y monitorear las reparaciones del recubrimiento donde sea necesario. Documentar apropiadamente los puntos de cada una de las actividades listadas anteriormente

Plásticos Los tubos de plástico se usan ampliamente en la industria de los ductos para transportar gas natural, desechos de agua y químicos. Dependiendo del uso y de las condiciones de operación previstas, se pueden usar ductos de polietileno (PE), polipropileno (PP) o cloruro de polivinilo (PVC). Estos ductos se producen a partir de materiales que tienen una baja, media o alta densidad, y un bajo o alto peso molecular dependiendo de la flexibilidad y la ductibilidad requerida. Para el transporte y distribución de gas natural se utiliza un ducto de polietileno (PE) amarillo de mediana densidad. Los diámetros de los ductos varían de 5 a 30 cm ( 2 a 12 pulg.) con una presión de operación máxima de 690 kPa (100 psi). Este ducto se une por fundición térmica creando una soldadura a tope. El proceso de fusión térmica y las presiones de operación deben de cumplir las regulaciones gubernamentales. En el transporte de agua y aguas de desechos se pueden usar ductos de polietileno de alta densidad de color negro. El diámetro máximo del ducto puede oscilar entre 137 cm (54 pulg) con una presión de operación máxima de 1841 kPa (267 psi), también de acuerdo a los estándares gubernamentales. En cuanto al tamaño del ducto, se deben cumplir ciertos estándares con respecto al grosor de la pared del ducto en relación a su diámetro. Por ejemplo: un ducto de 20 cm (8 pulg) de diámetro puede requerir un grosor de pared de 18 a 26 mm (0.64 hasta 1.039 pulg),



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mientras que un ducto de 30 cm (12 pulg.) de diámetro puede requerir un grosor de pared de 24 a 39 mm ( 0.977 a 1.55 pulg) Generalmente, estos ductos de gran diámetro y paredes gruesas se unen por fusión térmica a una soldadura a tope, pero se pueden también unir usando bridas para igualar al hierro dúctil. En algunos casos, el ducto puede ser unido con un cople mecánico, como un cople tipo Victaulic™, o Dresser™, o incluso se pueden unir usando el método de la configuración macho y hembra. El ducto es construida con un extremo acampanado y la terminación opuesta recta. El extremo acampanado se rellena con un empaque, y el extremo recto se inserta en el extremo con el empaque. Esta última configuración permite instalar el ducto con la menor deflexión para que siga el contorno del terreno.

Aleaciones de Acero Las aleaciones de acero especiales generalmente están limitadas al uso en la industria del petróleo o en plantas petroquímicas para el transporte de líquidos corrosivos o fluidos especiales. Debido a su alto costo, generalmente no se usan para el transporte de los productos listados previamente.

Criterios para la Protección de Ductos En 1964, el Comité Técnico Internacional T-2 de NACE (ahora el Grupo de Tecnología Específica No. 35) sobre corrosión en ductos, adoptó los siguientes criterios básicos para la protección de ductos: La protección de ductos deberá contar con: Un recubrimiento protector adecuado, y Protección catódica adicional Estos criterios básicos fueron la base de la norma estándar NACE RP0169, en 1969, la cual fue posteriormente adoptada en 1971 por el Departamento Estadounidense de Seguridad de Ductos (ahora Departamento del Transporte) como base de las regulaciones aplicables para la protección de ductos contra la corrosión. El propósito principal de los recubrimientos para ductos es el de separar el material base del ducto del medio ambiente. Sin embargo, incluso los recubrimientos más sofisticados de hoy en día no son una barrera absoluta contra la humedad y la corriente eléctrica (la cual induce la corrosión).



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Es necesario prevenir el acceso de la humedad, debido a que la humedad es el electrolito en una celda de corrosión. La alta resistencia a la corriente eléctrica es importante porque mantener un potencial eléctrico constituye la protección catódica, la cual es la segunda línea de defensa contra la corrosión. Algunos recubrimientos permiten fácilmente el paso de la corriente eléctrica, en cuyo caso se requerirá una mayor energía eléctrica para mantener el potencial eléctrico necesario para la protección. La mayoría de los recubrimientos de hoy en día se adhieren bien al ductos y resisten el paso de la corriente eléctrica. Estos recubrimientos proveen el 99% de la protección necesaria de un ducto enterrado, el restante 1% proviene de la protección catódica. Con el tiempo se deterioran los recubrimientos haciéndose necesaria una mayor protección catódica. Además de su uso para el control de la corrosión, los recubrimientos para ductos se usan para: Cumplir con las regulaciones gubernamentales (las regulaciones en los Estados Unidos denominadas DOT-Departamento de Transportes) Aumentar la seguridad Reducir los costos de la protección catódica Reducir los costos de mantenimiento y de reemplazo Proveer resistencia a las bacterias del suelo y a los químicos del suelo

Recubrimientos Internos para Ductos Como se mencionó anteriormente, los ductos se usan para transportar una gran variedad de productos que van desde el agua a los fangos hasta los sólidos. Si los materiales a ser transportados son corrosivos, la superficie del interior del ducto debe de ser recubierta contra el medio corrosivo; si los materiales son abrasivos, entonces el interior del ducto se debe proveer con una buena resistencia a la abrasión. Cuando se transportan materiales químicos y alimenticios, los cuales deben mantener un nivel específico de pureza, los recubrimientos internos usados deben de proteger a la superficie del ducto contra el producto. Al mismo tiempo, el recubrimiento no debe contaminar ni decolorar el producto que está siendo transportado.



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Figura 24.8 Máquina para Aplicar Esmalte de Alquitrán de hulla El costo por el transporte de productos mediante ductos puede ser significativo debido a las estaciones de elevadas, estaciones de compresión e instalaciones relacionadas con el bombeo, las cuales consumen grandes cantidades de energía y requieren un mantenimiento rutinario. Una forma de reducir algunos de los consumos de energía es el mejorar la velocidad del flujo dentro de los ductos aplicando un recubrimiento interno con un bajo coeficiente de fricción. Esto permite que el producto se mueva más fácilmente a través del ducto y entonces reduce los costos de bombeo.

Figura 24.9 Aplicación de un Epóxico de Alquitrán de Hulla en un Ducto en 366 cm (144 pulg) para Recirculación de Agua.



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Inyección de Inhibidores Otro método de control de la corrosión en los ductos es mediante el uso de inhibidores que son continuamente suministrados al flujo del producto. El inhibidor “platea” al interior del ducto desnudo y previene que el producto transportado entre en contacto con la superficie del ducto. Generalmente los inhibidores se usan sólo cuando el ducto no cuenta con un recubrimiento interno.

Tipos de Recubrimientos para Ductos Hay varios tipos genéricos de recubrimientos para ductos en el mercado hoy en día. A continuación hay una lista de los recubrimientos más comúnmente usados y las fechas aproximadas en las cuales cada uno estuvo comercialmente disponible en los Estados Unidos: Esmalte de alquitrán de hulla de uso limitado (sin plastificar)

1920

Mastique de asfalto

1923

Cinta de petrolato reforzado con tela

1927

Esmalte de alquitrán de hulla de uso general (plastificado)

1941

Cinta de brea de alquitrán de hulla reforzado con tela

1943

Epóxico

1948

Cinta para envolver de polietileno

1952

Polietileno extruído cruzado

1956

Epóxico de alquitrán de hulla

1957

Epóxico de Fusion-Bond (FBE)

1961

Polietileno extruído de adhesivo duro

1965

Uretano de alquitrán de hulla

1970

Polietileno extruído lateralmente

1973

Cinta de polietileno co-extruída

1979



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Propiedades Deseables en un Recubrimiento para Ductos La selección de recubrimientos para un ducto puede depender de las siguientes consideraciones: Las condiciones en-servicio anticipadas La experiencia previa del usuario con los recubrimientos para ductos Restricciones presupuestales Las condiciones climáticas anticipadas en el momento de la instalación Un buen recubrimiento para ducto deberá: Exhibir una adhesión fuerte y durable al ducto Ser a prueba de agua, altamente resistente a la absorción y penetración de la humedad Tener una buena fuerza mecánica, ser resistente al manejo, y estreses del suelo. Tener una buena fuerza di-eléctrica Resistir el desprendimiento catódico Ser resistente a las bacterias y químicos del suelo Ser económico a lo largo de la vida del trabajo Resistir cambios físicos y químicos a lo largo de la vida diseñada del ducto Adhesión duradera al ducto Uno de los atributos más importantes de un buen recubrimiento para ducto es la durabilidad de la adhesión a la superficie del ducto. Un recubrimiento bien adherido prevendrá el arrastre (creep) debajo de la película y resistirá el desprendimiento catódico. Los recubrimientos para ductos como el epóxico de alquitrán de hulla, el esmalte de alquitrán de hulla aplicado en caliente y el FBE muestran una adhesión duradera al ducto Resistencia a la humedad Los ductos recubiertos frecuentemente son sumergidos en las costas; éstos pueden ser parcial o totalmente inmersos en lagos, ríos, pantanos, o incluso estar enterrados en suelos húmedos. El recubrimiento, para que aísle al ducto del agua debe ser resistente a la absorción de humedad y la migración de la humedad a través del recubrimiento. El recubrimiento de un ducto que exhibe tanto la resistencia a la humedad y una adhesión duradera generalmente será recubrimiento de larga duración, y bien apropiado como un recubrimiento para ducto. El esmalte de alquitrán de hulla, el epóxico de alquitrán de hulla y algunas cintas de polietileno son muy resistentes a la humedad.



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Fuerza mecánica Actualmente la mayoría de los recubrimientos para ductos se hacen en plantas fijas para recubrimientos, y porque un ducto recubierto se maneja al menos dos veces después del recubrimiento y antes de la instalación, el recubrimiento debe ser capaz de resistir el daño mecánico por las operaciones de manipulación. Una vez instalado, el recubrimiento del ducto debe ser capaz de resistir los estreses del suelo, las cuales resultan por el movimiento del suelo debido a los asentamientos y el ciclo alternado de humectación y secado de los suelos. Cuando llueve, el suelo humedecido tiende a expandirse y presionar contra el recubrimiento. A menudo estos estreses pueden desprender porciones del recubrimiento especialmente los materiales termoplásticos más suaves. En algunos lugares, el suelo se pega al recubrimiento o a su envoltura exterior. Cuando el suelo se seca, se encoge, y cualquier porción del suelo que se ha pegado al recubrimiento puede desprender secciones del recubrimiento del ducto. En áreas de mucho estrés de suelo reconocido, el usuario puede aplicar una capa extra de una envoltura exterior para proveer una fuerza mecánica adicional al recubrimiento y permitir una mayor resistencia a los estreses del suelo. Fuerza di-eléctrica Un buen recubrimiento para ducto deberá resistir el paso de los electrones para evitar la pérdida del potencial eléctrico para desarrollar un óptimo nivel de protección catódica. Desprendimiento catódico La protección catódica se usa para la mayoría de los ductos enterrados y sumergidos para ayudar al control de la corrosión. Sin embargo, los sistemas de protección catódicos pueden afectar adversamente al recubrimiento en el sito de pinoles o discontinuidades en el recubrimiento, o en cualquier otro defecto como el que ha sido provocado por impacto durante el rellenado de la zanja. En el Nivel 1, se mostró que una celda de corrosión en un pequeño orificio podría convertirse en un área concentrada de corrosión. El sistema de protección catódico puede acelerar el proceso de corrosión y causar una falla prematura. En el proceso de corrosión electroquímica, el exceso de iones oxidrilo- (OH-) se concentran en el cátodo, creando un ambiente alcalino debajo del recubrimiento. Cualquier recubrimiento afectado por el exceso de alcalinidad puede desprenderse del ducto. Idealmente el recubrimiento del ducto debería ser capaz de resistir el efecto de un ambiente alcalino.



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La mayoría de los recubrimientos se prueban para el desprendimiento catódico de acuerdo a los procedimientos de prueba descritos en el estándar ASTM G8 o el estándar ASTM G42 (Desprendimiento Catódico a Altas Temperaturas). Hay un número de compañías dedicadas a la fabricación de ductos que realizan pruebas más severas que las de los estándares reconocidos. Algunos de los fabricantes de recubrimientos desafían a las pruebas más severas diciendo que no son realistas y que no comprueban que un recubrimiento sea más resistente al desprendimiento catódico. Sin embargo, el hecho es que se usen las pruebas más severas y aún así, proporcionan una medida relativa del desempeño.. Estos procedimientos de prueba fueron discutidos anteriormente en este curso. El desprendimiento catódico es al menos parcialmente influenciado por: Naturaleza del recubrimiento El primario del sistema de recubrimiento Los voltajes para los sistemas de protección catódica La temperatura del electrolito El perfil de la superficie sobre el ducto Debido a que hay muchas variables y condiciones que pueden influenciar las pruebas de desprendimiento catódico, se aconseja hacer tales pruebas lado a lado de un sistema de recubrimiento con un desempeño conocido, al mismo tiempo y con la misma solución de electrolito. Esto dará resultados comparativos más directos y objetivos. Economía Lo económico sólo puede ser determinado por el usuario de acuerdo a su propio esquema de contabilidad. El costo anticipado de instalación debe igualar la vida esperada de la estructura. Generalmente el costo inicial más bajo no es siempre el mejor u óptimo. Frecuentemente un recubrimiento más caro apropiadamente instalado, que se desempeña bien durante un largo periodo de tiempo, puede resultar ser el recubrimiento óptimo en cuanto al costo y la vida útil del ducto. Resistencia a los químicos y las bacterias del suelo Ciertos suelos pueden ser de naturaleza alcalina o ácida, lo cual podría ser un factor para seleccionar el mejor recubrimiento de acuerdo a la ubicación geográfica específica. Algunos suelos se pueden contaminar por el lixiviacion de químicos desde los sitios para



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desechos tóxicos o por el crudo u otros derivados del petróleo desde las refinerías o sitios cercanos de producción. Si se sabe que existe contaminación, el usuario puede requerir la selección de un recubrimiento mas resistente a los químicos, como un epóxico de altos sólidos, un epóxico de alquitrán de hulla o un epóxico noválico para tener una resistencia óptima a los químicos y al petróleo a un costo razonable. La corrosión por influencias micro bacteriológicas (MIC) es el resultado del ataque de ciertas bacterias sobre el recubrimiento o sobre la superficie de metal desnudo. El recubrimiento usado deberá tener una óptima resistencia a la acción de las bacterias y mediante una buena adhesión al ducto, ser capaz de impedir que las bacterias lleguen a la superficie del ducto. Resistencia al envejecimiento. La vida diseñada de algunos ductos puede exceder hasta 75 años. Un buen recubrimiento debe ser capaz de resistir los cambios físicos y químicos a lo largo de la vida del ducto, y un recubrimiento ideal seria aquel que exhibe todas las características listadas anteriormente y aparecer como nuevo después de cumplir la vida diseñada.

Métodos de Aplicación Algunos recubrimientos se aplican sólo en instalaciones fijas; algunos pueden ser aplicados ya sea en planta o en campo, mientras otros sólo pueden ser aplicados en campo. La siguiente tabla ilustra cómo varios tipos de recubrimientos de ductos usualmente se aplican:


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Tabla 24.1 Tipo de recubrimiento por ducto

Aplicación en planta

Aplicación en campo

FBE

Si

Si (Sólo uniones)

Polietileno extruído: Cruzado extruído Extrusión lateral Adhesión Dura Mástique de asfalto caliente

Si Si Si Si

Esmalte de Alquitrán de hulla

Si

Epóxico de Alquitrán de hulla

Si

Epóxico

Si

Uretano de Alquitrán de hulla

Si

Envoltura de Cinta de Polietileno

Si

Recubrimiento de concreto para peso

Si

Cintas de Brea de Alquitrán de hulla.

No

Cintas de Petrolatum

No

Camisas termo-retraibles

No


No No No Si (Sólo uniones) Si (Uniones en ducto principal o rehabilitación) Si (Uniones en ducto principal o rehabilitación) Si (Uniones en ducto principal o rehabilitación) Si (Uniones en ducto principal o rehabilitación) Si (Uniones en ducto principal o rehabilitación) Si Si (Unión en campo / rehabilitación) Si (Unión en campo / rehabilitación) Si (Unión en campo / rehabilitación)


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Aplicación en Planta de Recubrimientos – Secuencia General Las operaciones de recubrimiento de ductos en una planta estacionaria, con excepciones notables, sigue una secuencia básica y la configuración de la planta es casi la misma para diferentes tipos genéricos de recubrimientos. En términos generales esta operación, la cual permite la inspección en algunos puntos, es la siguiente: Ducto al Almacenamiento - Registrar secciones de ductos, inspección previa para la detección de daños Entrega de ductos para inicio de operaciones de recubrimiento - Inspección previa Limpieza previa Limpieza con abrasivos - Inspección - Reparaciones mecánicas Aplicación del primer (según lo requiera la especificación) Recubrimiento y envoltura Inspección - Visual - Inspección de discontinuidades - Mediciones DFT Trabajar recubrimiento nuevamente o cargar para almacenamiento o para la distribución al derecho de vía del ducto.



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Operación de una Planta de Recubrimientos por Tipo Genérico de Recubrimiento Esmalte de Alquitrán de hulla El punto de inicio para la manufactura del esmalte de alquitrán de hulla es la brea de alquitrán de hulla, la cual es un residuo estable del proceso de coque (coking) en una fábrica de acero. En este proceso, el carbón experimenta una destilación destructiva controlada a 1100º C (2,000º F) para producir coque (carbón) de alta pureza para ser usado en la reducción del mineral de hierro. Los productos derivados de los hornos de coque son la brea de alquitrán de hulla, un material semisólido de alta densidad, y fracciones más ligeras como el benceno, el xileno, el tolueno, etc. Los recubrimientos derivados de la brea de alquitrán de hulla, como las reducciones de alquitrán de hulla, los epóxicos de alquitrán de hulla, y el esmalte de alquitrán de hulla, contienen un alto promedio de compuestos aromáticos, caracterizados por la estructura anular estable en forma de diamante (hexagonal) Los recubrimientos basados en estos anillos aromáticos, usualmente: Son a prueba de agua; presentan una alta resistencia a la absorción de humedad y la transmisión de vapor de humedad. Tienen una resistencia relativamente baja a los solventes aromáticos (tolueno, xileno, etc.) Presentan una pobre resistencia a la luz del sol; y con el tiempo se fracturan Tienen una excelente adherencia al acero. El recubrimiento de esmalte de alquitrán de hulla, es un material termoplástico semisólido, el cual está fabricado por digestión (cocción) de una mezcla de brea de alquitrán de hulla, carbón pulverizado seleccionado, y aceites de alquitrán de hulla, así como la adición de rellenos inertes. Estos rellenos o agentes de bulto, tales como talcos o canteras pulverizadas, proveen una fuerza mecánica y una resistencia térmica al esmalte. Operaciones de recubrimientos de esmalte En la planta de aplicación, el esmalte de alquitrán de hulla se calienta entre 230 a 245º C (450 y 490º F), y se aplica en forma derretida a un DFT de aproximadamente 2,500 µm (100 mils) sobre una película muy delgada de primer, menos 25 µm (< 1 mil) de espesor. Conforme el ducto rota en la estación de recubrimientos, una capa interna de 50 µm (20



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mils) de espesor de una malla de fibra de vidrio inerte y porosa se envuelve simultáneamente encima del recubrimiento. Esta envoltura de vidrio refuerza al esmalte tal y como el acero lo hace con el concreto.

Figura 24.10 Esmalte de Alquitrán de Hulla con Capa de Fibra de Vidrio Para que sea efectiva, la fibra de vidrio debe colocarse por el tercio exterior del esmalte. No se deberá exponer al aire ni permitir entrar en contacto con la superficie limpia del ducto. Cualquier rastro de humedad que entre en contacto con el vidrio puede ser transmitido hacia la superficie del ducto debajo del recubrimiento. Si esto ocurre, se formará una celda de corrosión en ese punto y ocurrirá una corrosión debajo de la película. Una capa más densa y más pesada de una malla de fibra de vidrio, saturada con una solución de una reducción de de alquitrán de hulla se aplica a la superficie más externa del ducto recubierto con esmalte de alquitrán de hulla caliente. Esta envoltura exterior provee una fuerza adicional al recubrimiento y una vez instalada, ofrece una resistencia a los estreses del suelo. Una envoltura final exterior de papelkraft o un blanqueo se aplica al ducto recubierto y envuelto. Esta envoltura provee un ligero fondo para observar los daños mecánicos obvios y refleja el calor mientras se encuentre almacenado al exterior. Como un recubrimiento termoplástico típico, el esmalte de alquitrán de hulla se ve afectado por los cambios en la temperatura ambiente. A mayor temperatura, el esmalte se suavizará y se derretirá y eventualmente se desprenderá del tubo, mientras menor sea la temperatura, el material se puede fragilizarse, fracturarse, y desprenderse.



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Procesos de recubrimiento En la planta de procesos de recubrimiento, como lo hemos mostrado, el ducto es: - Entregado al estante de sujeción, identificado de acuerdo a los papeles de envío e inspeccionado en busca de daños mecánicos. - Transportado a través de un anillo de flama de gas abierto, el cual elimina la humedad, el barniz protector aplicado después de la fabricación (es un recubrimiento protector temporal), óxido suelto, etc. Y se calienta el ducto hasta los 38º C (100º F)

Figura 24.11 Limpieza por Flama Antes del Limpiar con Abrasivos



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Figura 24.12 Pre-Limpieza con Abrasivos para un Ducto Oxidado - Transportado a una estación de granalladora donde se limpia el ducto con abrasivos de perdigones o granalla de acero, o una combinación de ambos, para conseguir la limpieza de la superficie conforme a lo especificado (usualmente usando la norma NACE NO. 3/SSPC-SP6 o mejor), así como para el perfil de la superficie requerido.

Figura 24.13 Ducto Recubierto de Primer Después Limpieza con Abrasivos



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- Recubierto de primer conforme sale de la unidad de la granalladora - Recubierto por inundación con un recubrimiento de esmalte de alquitrán de hulla derretido y envolturas simultáneas de una: * Envoltura interna de vidrio * Envoltura externa de vidrio * Envoltura final externa con papel Kraft. - Saturación con agua para enfriar y solidificar el esmalte - Transportado a un estante de enfriamiento y almacenamiento donde el ducto recubierto y envuelto se seguirá enfriando y los extremos recubiertos son biselados para exponer el esmalte para recubrimiento posterior de juntas en campo durante la instalación del ducto - Inspección de discontinuidades con un detector de alto voltaje de corriente directa; las discontinuidades se marcan y se reparan - Inspección y reparación de daños mecánicos obvios - Transporte a la bodega o al derecho de vía del ducto para su inmediata instalación. Una vez que el tubo deja el estante de sujeción, se mantiene en rotación conforme se transporta a las diferentes estaciones de limpieza, de recubrimiento, de envoltura y de saturación hasta que alcanza el estante final para su inspección. Tanto la velocidad de rotación como la velocidad de transporte pueden variar, lo cual permite ajustes en el proceso de limpieza, así como en el proceso de recubrimiento. En la estación de recubrimientos esmaltados, el alquitrán de hulla caliente emite aceites volátiles y un poco de humo blanco, el cual se intensifica conforme se aumenta la temperatura. Si el exceso de temperatura continua, el alquitrán de hulla emite una gran cantidad de humo amarillento, lo cual es un indicio de la degradación del recubrimiento esmaltado, hasta que eventualmente el producto se carboniza, se fragiliza, y se vuelve inadecuado como recubrimiento protector. Los epóxicos de alquitrán de hulla y sus reducciones son auto-imprimantes. Sin embargo, el esmalte de alquitrán de hulla requiere un primario para desarrollar una adhesión durable al ducto. Aquí el propósito del primer es el de aislar el ducto lo suficiente para prevenir el enfriamiento repentino del esmalte y permitir que el primer y el esmalte se fusionan para crear el enlace.



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Polietileno Extruído Los materiales de polietileno pueden ser extraídos sobre recubrimientos de ductos usando uno de los siguientes métodos: Extrusión cruzada Después de que el ducto ha sido limpiado con abrasivos, pasa a través de una cabeza de extrusión anular (molde), donde se aplica mástique caliente (a 120º C [250º F ). Este mástique es una mezcla de goma/asfalto de butilo, el cual se extruye uniformemente sobre el ducto a un DFT de cerca de 250 µm (10 mils).

Figura 24.14 Aplicación del Primer de Mástique El ducto recubierto de primer, entra a una segunda cabeza de extrusión anular, donde una camisa sin costura de polietileno es extruida alrededor del ducto a un DFT de 1000 µm (40 mils). La camisa es más grande en su diámetro que el propio ducto. Justo después de la cabeza de extrusión, el ducto entra a una zona de rocío de agua que enfría el polietileno lo cual se encoge sobre la superficie imprimada, en un ajuste tipo „compresión‟.



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Figura 24.15 Camisa Extruida de Polietileno, Saturación con Agua y Prueba de Discontinuidades Durante el proceso de limpieza, recubrimiento, y extrusión, el ducto viaja longitudinalmente pero sin rotación. Los ductos de hasta 76 cm. (30 pulg) de diámetro pueden ser recubiertos con este proceso. El polietileno extraído tiene cierta memoria y se puede encoger en los extremos. El polietileno no se adhiere al primario de mástique. Se le puede requerir al inspector que inspeccione los perdigones de polietileno usadas en el proceso de extrusión buscando cualquier signo de humedad. El inspector también puede ser requerido para verificar: - La temperatura del mástique de goma/asfalto - El WFT del primer - El DFT del recubrimiento extruído - Que el detector de discontinuidades esté conectado y funcionando adecuadamente - Cualquier daño mecánico del recubrimiento •

Extrusión lateral de los recubrimientos de polietileno



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Figura 24.16 Ducto Recubierto Mostrando los Efectos de Memoria y Encogimiento Los ductos de acero se pueden hacer usando soldadura de traslape. Este tipo de soldadura deja un hueco que debe llenarse con una capa adhesiva de un recubrimiento refinado tipo polietileno.

Figura 24.17 Cabeza de Extrusión Lateral Después de que un ducto de gran diámetro (de 2.44 m [96 pulg ) ha sido limpiado con abrasivos, se mantiene rotando conforme viaja hacia delante bajo la cabeza de extrusión lateral. Los perdigones de polietileno son forzadas bajo altas temperaturas y presiones a pasar a través del extrusor lateral donde se funden y forman una película caliente con un espesor de aproximadamente 1000 µm (40 mils).


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Figura 24.18 Recorte de Reducciones Esta película caliente se pega al ducto a un ángulo en relación a su eje longitudinal. Conforme rota el ducto y viaja hacia delante, la película caliente envuelve la superficie del ducto imprimada con mástique de asfalto/butilo. El acabado se asemeja a una cinta enrollada espiralmente. Las películas de polietileno se funden en el traslape debido al calor latente del plástico caliente extruído. El ducto recubierto se prueba buscando discontinuidades con un detector de alto voltaje de corriente directa y usando un electrodo de goma conductora.

Polietileno Extruído de Adhesivo Duro En este proceso, un material como el epóxico se aplica a un ducto desnudo y luego se recubre con una o más capas de polietileno aplicado por el proceso de extrusión lateral. Los coples, codos, válvulas, etc., se pueden recubrir con polietilenos por el proceso de sinterizado. El sinterizado es un método para aplicar polvo de polietileno directamente a una superficie calentada de la misma forma que para el FBE, excepto que a una menor temperatura.

Recubrimientos de Peso El grosor de las paredes de los ductos instalados tierra adentro, puede variar con el producto transportado. Un ducto de gas natural a alta presión puede requerir un mayor grosor de pared que un ducto que transporta productos de petróleo. Para instalaciones tierra adentro,



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se puede usar los ductos con un grosor de pared tan bajo como 6.22 mm (0.25 pulgadas). Para instalaciones costeras, sobre todo en aguas profundas, los ductos pueden requerir mayor grosor de pared, algunas veces excediendo 25 mm (1.0 pulg.) Para mayor fuerza Para agregar flotación negativa para impedir que flote el ducto, especialmente los ductos de diámetros grandes, mayores a 20 cm. (8 pulg.) Frecuentemente, estos ductos de paredes gruesas son recubiertas con un recubrimiento de peso, tal y como: Mástique de asfalto, el cual es una combinación de un recubrimiento protector y un recubrimiento de peso, fortificado con agregados pesados. Concreto reforzado con mallas de alambre metálico Mástique de Asfalto

Figura 24.19 Operación para Recubrir con Mástique de Asfalto El mástique de asfalto se produce sólo en los Estados Unidos bajo la marca registrada Somastic. El uso de este material ha disminuido en años recientes, por lo que su futuro es incierto. Éste es una combinación de recubrimientos protectores y recubrimientos de peso usados en las operaciones costeras.


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El mástique de asfalto se hace agregando fibras minerales (anteriormente fibras de asbesto, ahora de vidrio), rellenadores inertes, y agregados muy densos y pesados al esmalte de asfalto derretido (a 260º C 500º F ). La mezcla resultante, la cual contiene cerca del 15% de asfalto y 85% de materiales inertes, se aplica a 155º C (300º F). La mezcla caliente se extruye sobre la superficie del ducto que ha sido recubierta con un primario de asfalto. El espesor mínimo del recubrimiento es de 1.25 cm. (0.5 pulg.) Al recubrimiento a menudo se le aplica una capa blanqueo y después se colocan sobre sus extremos desnudos y se almacenan apilados al exterior en una formación tipo araña, hasta que se enfría y se fija el recubrimiento. El blanqueo refleja algunos de los rayos solares, y por lo tanto provee reflectancia al calor para el recubrimiento. Este tratamiento es común en muchos recubrimientos termoplásticos que tienden a suavizarse y escurrirse si no se protegen durante su almacenamiento. El ducto recubierto con mástique de asfalto debe ser colocado con ánodos de brazalete, (usualmente de zinc) sujetados directamente al ducto. En efecto, el contratista de colocación instala el sistema de protección catódica de “sacrificio” conforme se van instalando los ductos. Los ánodos tipo brazalete se pueden instalar de esta manera sobre los ductos con cualquier tipo de recubrimiento.

Figura 24.20 Ánodo Tipo Brazalete

Recubrimientos de Peso con Concreto



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Se puede aplicar concreto sobre un ducto recubierto de mástique de asfalto para proveer de flotación negativa adicional o incluso se pueden aplicar sobre cualquier otro recubrimiento de ductos.

Figura 24.21 Aplicación de Recubrimientos de Concreto con una Malla de Alambre de Acero Los recubrimientos de concreto se pueden aplicar: Por el método de guniting Como un recubrimiento por compresión (extruído)

Figura 24.22 Unión en Campo Típica de Concreto/ Somastic El espesor de un recubrimiento de concreto puede variar de 5 a 30 cm. (2 a 12 pulg) dependiendo de los requerimientos de peso.


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El espacio anular en las uniones se debe rellenar hasta el diámetro del recubrimiento exterior, más cualquier adición de recubrimiento de peso con concreto. Para este fin se puede utilizar cemento de secado rápido, mastique de asfalto o espuma de poliuretano de alta densidad.

Aplicación en Campo de los Recubrimientos de Ductos Como se muestra en la tabla 24.1, varios recubrimientos de ductos principales se pueden aplicar tanto en campo como en plantas fijas. La cinta de polietileno es el material mas comúnmente utilizado para el recubrimiento de ductos principales (i.e. recubrimiento de ducto menos el recubrimiento usado para juntas en campo) en aplicaciones de campo. Estos materiales se usan ampliamente para trabajos de rehabilitación para recubrimientos en campo. A un grado menor, los epóxicos de alquitrán de hulla, los polímeros epóxicos y los epóxicos de concreto, así como los uretanos de alquitrán de hulla y los poliuretanos elastoméricos sólidos al 100% son también aplicados en campo. Un número de los productos mencionados anteriormente se puede usar en campo para recubrir uniones desnudas y soldadas de ductos recubiertos en planta; estos materiales serán discutidos posteriormente.

Cintas de polietileno Hay dos tipos de cintas de polietileno: Laminadas Co-extruídas

Figura 24.23 Proceso de Cinta Laminada

Las cintas laminadas son manufacturadas aplicando un adhesivo compatible a un lado de la película plástica prefabricada (polietileno). Esta película usualmente es de mediana


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densidad y de un peso molecular diseñado para proveer la máxima fuerza, flexibilidad y ductibilidad para la aplicación bajo tensión. La cinta puede variar en su espesor total desde 375 a 1250 µm (15 a 50 mils). La porción de adhesivo típica puede variar en cuanto a espesor desde 125 a 500 µm (5 a 20 mils). El adhesivo se prepara introduciendo ciertas materias primas en una calandria que consiste de dos rodillos de diferente diámetro colocados uno cercano al otro, y rotando a diferentes velocidades. Las materias primas se introducen a la calandria y son machacados y mezclados a una presión moderadamente alta, generando calor durante este proceso. El adhesivo caliente se remueve y se introduce a través de otra serie de rodillos que llevan a una cara de la película plástica. Aquí el adhesivo caliente y la película se laminan juntos, cortando en tiras a diferentes medidas y envueltos en rollos. La cinta co-extruída se manufactura de una forma completamente diferente a las cintas laminadas. El aparato de co-extrusión consiste de tres suministradores separados, cada uno de los cuales lleva una diferente materia prima conectado a un solo extrusor o molde.

Figura 24.24 Proceso de Co-extrusión De los tres suministradores separados, los materiales derretidos o calentados son introducidos a través de un molde de extrusión, y los materiales salen en una cinta homogénea en lugar de una cinta laminada. Con la cinta laminada el adhesivo se puede separar del material de respaldo. Sin embargo, en la cinta co-extruída el lado que exhibe la película suave y densa y el otro opuesto se parece a una superficie adhesiva. En este material, virtualmente es imposible separar el adhesivo de la cinta de respaldo.



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Ambos materiales se aplican en frío –no es necesario el calor- bajo una tensión controlada sobre superficies imprimadas especialmente.

La Aplicación de la Cinta Plantas Fijas Los ductos recubiertos en una planta fija de recubrimientos siguen las mismas secuencias de recubrimiento que las usadas para la aplicación de polietileno en el proceso de extrusión lateral: - Inspección previa - Limpieza previa - Limpieza con abrasivos y aplicación del primer - Aplicación de la cinta - Inspección y cargado para distribución Aplicación en campo Estas cintas se usan para: - Recubrimientos de ductos principales - Rehabilitación de recubrimientos - Recubrimientos de uniones en campo

Figura 24.25 Aplicación de Cinta en Campo



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Para la construcción de ductos principales, el ducto se suelda en una longitud continua y se dobla conforme al contorno de la zanja. Frecuentemente dos tractores de grúas laterales, los cuales viajan alrededor de 15 m (50 pies) separados a lo largo de la zanja abierta se usan para la aplicación de la cinta. El carro de adelante lleva una máquina limpiadora y de aplicación de primer que se sujeta alrededor del ducto y se ajusta a su diámetro, mientras que el carro trasero tiene una máquina revolvedora de cinta que también se ajusta alrededor del diámetro del ducto. Los dos tractores o carros con grúas laterales, que trabajan simultáneamente, levantan el ducto y conforme viajan hacia delante, se limpia el tubo, se le aplica el primer y se envuelve con la cinta. Alternativamente, una maquina que combina operaciones de limpieza, de aplicación, de primer y de envolvimiento se puede usar. Estas unidades construidas especialmente están equipadas para limpiar y aplicar el primario al ducto con un primario de secado rápido, entonces simultáneamente envuelven la cinta sobre la superficie imprimada. En el trabajo de rehabilitación, una máquina de combinación se usa y el procedimiento de aplicación es similar. Debido a que el ducto aún se encuentra en servicio y sigue dentro de la zanja original, hay algunas excepciones a este proceso: Sólo se pueden limpiar y envolver pequeñas secciones La máquina está sobre el ducto en la zanja La máquina debe frecuentemente quitarse y ponerse a lo largo del ducto para pasar los puntos de unión o los soportes del ducto



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Figura 24.26 Recubrimiento de Rehabilitación con Cinta Plástica

Algunos problemas con recubrimiento de cintas para ductos: Cada recubrimiento genérico de ducto tiene su propio conjunto de problemas, y aquellos que comúnmente se asocian con las cintas plásticas incluyen: Desprendimiento catódico debido a los sistemas de protección catódica (CP) Corrosión espiral debido a un pobre sellado en el traslape de la cinta Estreses del suelo, los cuales pueden desplazar porciones de la cinta. Ataque por bacterias, generalmente sobre el adhesivo Corrosión de adentro hacia afuera en la interfase ducto/recubrimiento.



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Figura 24.27 Boca de Pescado, Sellado Inadecuado del Traslape

Recubrimientos líquidos Los recubrimientos líquidos para ductos pueden ser recubrimientos a base de solventes, tales como: reducciones de alquitrán de hulla, vinílicos; o químicamente curados como zinc inorgánico, epóxicos de alquitrán de hulla, epóxicos de altos sólidos, esteres vinílicos, epóxicos de alquitrán de hulla sólido al 100%, poliuretanos de alquitrán de hulla, y poliuretanos elastoméricos de sólidos al 100%. Cualquier tipo de estos recubrimientos puede ser aplicado sobre una superficie seca y limpia apropiadamente (como mínimo un limpieza abrasiva casi blanco), de acuerdo a la recomendación específica del fabricante. El equipo de aplicación puede consistir de un sistema de aire convencional con reducciones de alquitrán de hulla y vinilos, las unidades de atomización sin aire (airless) de alta proporción (30:1 o 45:1) con epóxicos de alquitrán de hulla, epóxicos, etc. O finalmente, con unidades de atomización multi-componenete más sofisticadas, para poliuretanos de alquitrán de hulla y poliuretanos elastoméricos sólidos al 100 %. La selección del recubrimiento, el número de recubrimientos, los tiempos entre capas, el espesor total, etc., variaran de acuerdo al material genérico, a las condiciones de servicio y a las demandas o necesidades del cliente.



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Epóxicos de Carbón de Alquitrán Los epóxicos y los epóxicos de alquitrán de hulla han sido usados durante años tanto en aplicaciones en campo como en plantas. Los epóxicos de carbón de alquitrán tienen la ventaja de tener una alta adhesión, de ser más resistentes a los químicos, y resistentes a mayores temperaturas que las reducciones de recubrimientos a base de solvente. Combinados con su resistencia a la humedad, los recubrimientos epóxicos de alquitrán de hulla dan servicios excelentes durante muchos años y se siguen usando extensivamente.

Recubrimientos Para Uniones en Campo Introducción Cuando un ducto es recubierto en planta, cada extremo debe dejarse desnudo (llamado reducción del recubrimiento) para permitir la unión por soldadura en campo. La cantidad de reducción del recubrimiento se determina de acuerdo al tipo del recubrimiento y su diámetro. La reducción puede variar desde 5 cm. (2 pulg) en el caso de FBE y el polietileno extruído lateralmente hasta 30 cm. (12 pulg) en el caso de esmalte de alquitrán de hulla y mástique asfáltico. Los recubrimientos usados para uniones de campo comúnmente incluyen algunos de los recubrimientos para ductos principales que han sido descritos: FBE Esmalte de alquitrán de hulla Mástique asfáltico Cintas de polietileno Otros recubrimientos para uniones de campo pueden incluir: Cintas de brea de alquitrán de hulla aplicada en caliente Cintas de petrolato Camisas termo-retraibles



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Cintas de brea de Alquitrán de Hulla Las cintas de brea de alquitrán de hulla se describen como cintas de brea de alquitrán de hulla reforzadas con tela. Consisten de una tela de algodón saturado con brea de alquitrán de hulla con un punto bajo de ablandamiento (fundición) del orden de los 120º C 250º F , el cual no tiene adicionados rellenadores inertes. Una película delgada (de 7.5 µm [0.3 mils ) de poliéster se aplica sobre un lado como separador.

Figura 24.28 Construcción de una Cinta de Alquitrán de Hulla Al ser aplicada, la junta soldada en campo: Se limpia, la mayoría de las veces con cepillos de cerdas de alambre Se aplica un primario, generalmente usando una reducción de alquitrán de hulla o un primer especial de hule clorado Envuelta con una cinta caliente La cinta se calienta con un soplete portátil de gas a baja presión (usualmente propano) para ablandar la cinta.



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Figura 24.29 Aplicación con Soplete de una Cinta de Alquitrán de Hulla Una vez que se ha adherido al ducto, la cinta se calienta para ablandar el alquitrán para convertirlo lo suficientemente fluido para que pueda envolverse en espiral alrededor del ducto. La cinta se calienta alternadamente y se envuelve alrededor del tubo. Sólo una pequeña sección de la cinta se calienta a la vez. Se debe tener precaución para evitar el sobrecaliento de la brea, demasiado calor causa que la brea se desprenda de la tela. El excesivo calentamiento causará además que la brea se queme y se haga inútil. Sólo se deberá aplicar el calor suficiente para derretir el alquitrán y permitirle retenerse sobre la tela cuando se aplica la cinta.

Figura 24.30 Envoltura Tipo Cigarro con Cinta de Alquitrán



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La cinta es estirada firmemente alrededor de la superficie del ducto. El alquitrán suavizado se comprima sobre las irregularidades de la superficie del ducto y en el término de la cinta. La cinta puede ser envuelta con traslape en la espiral o en forma de cigarrillo (como cuando se usa una hoja de material) Generalmente, este tipo de cinta se usa sólo para las uniones en campo o para pequeñas secciones del ducto, no como un recubrimiento a lo largo de toda el ducto principal y debe ser aplicado a mano, aunque puede ser aplicado con una máquina construida especialmente.

Figura 24.31 Máquina Especial para la Aplicación de Cinta de Alquitrán

Cintas de Petrolato Las cintas de petrolato consisten de una tela saturada con petrolato hecho de los residuos de los hidrocarburos procesados a base de en parafina. La cinta se aplica en frío (no se necesita calentar), a mano, sobre una película de primario compatible. Este material se puede aplicar sobre una superficie incluso húmeda.

Cintas de Polietileno Las cintas de polietileno se pueden aplicar en forma de espiral o con envoltura tipo cigarrillo, ya sea a mano o con un envolvedor portátil. El ducto se limpia de la misma forma que se hizo con la cinta de brea de alquitrán de hulla, imprimado con un primario compatible, y luego envuelto.



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Figura 24.32 Envolvedor Manual para Cinta Plástica

Camisas Termo-Retraibles Las camisas termo-retraibles son similares a las cintas hechas en forma de hoja fabricadas con los mismos compuestos. El material plástico de soporte, se trata químicamente o es irradiado para que se expanda un poco. Cuando el material se calienta se encoge formando una película más densa y más apretada, conforme trata de regresar a sus dimensiones originales. Algunos de estos materiales son tubulares y debe deslizarse sobre uno de los extremos del ducto. Sin embargo, la mayoría de las camisas, son tiras de envoltura con una base de polietileno como material de soporte, y cubierto con un adhesivo especial.



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Figura 24.33 Junta en Campo con Recubrimiento de Peso Envuelta con Cinta de Polietileno-Malla de Alambre Posicionada.

Figura 24.34 Calentamiento de Camisa Tubular

Figura 24.35 Camisa Tubular Retraída Térmicamente



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Figura 24.36 Ducto con Recubrimiento de Peso con Camisa de Envoltura Las camisas están ajustadas para igualar el diámetro del ducto mas extra para el traslape, y son lo suficientemente anchas como para cubrir las uniones desnudas y extenderse sobre el recubrimiento en cada reducción. La camisa puede ser aplicada sobre un primario adhesivo especial usualmente de tipo epóxico. La camisa de envoltura circular se coloca alrededor de la circunferencia del tubo con el traslape viendo hacia el lado de la zanja. La camisa se calienta con un soplete de gas LP y conforme se calienta, la camisa se encoge hasta quedar bien ajustada y adherida a la unión.

Figura 24.37 Calentamiento de una Camisa de Envoltura Circular


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Figura 24.38 Doblando la Camisa

Figura 24.39 Unión Terminada con Camisa de Envoltura Circular--Espacio Anular a Rellenarse

Epóxico de Fusión Bond (FBE) Las cintas y camisas, etc, pueden usarse sobre ductos recubiertos con FBE. Sin embargo, por lo general el FBE es el material elegido para recubrir ductos en una planta. El área de unión soldada y desnuda en campo y alrededor de 2 a 5 cm. (1 a 2 pulg) del recubrimiento en el lugar de la reducción se limpian con abrasivos y se calientan hasta una temperatura de aplicación adecuada (hasta de 250º C 450º F ) con un calentador por inducción portátil.



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Figura 24.40 Unión en Campo para Limpiarse con Abrasivos Antes de Recubrir con FBE Después del calentamiento, un atomizador gira alrededor del ducto y rocía polvo FBE sobre la superficie calentada. El recubrimiento en polvo se funde tal como lo hace durante las operaciones en planta.

Figura 24.41 Calentador por Bobina de Inducción Móvil para FBE


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Figura 24.42 Calentador Móvil para FBE

Figura 24.43 Calentador Móvil para FBE Aplicando Polvo FBE


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Esmalte de Alquitrán de Hulla El esmalte fundido de alquitrán de hulla se vierte sobre la unión de campo imprimada y se atrapa con una envoltura sostenida a mano. El esmalte caliente se aplica al fondo y a los lados del ducto cuando el aplicador se mueve hacia arriba como vaiven (sube-baja).

Figura 24.44 Vertiendo Esmalte Caliente

Figura 24.45 Unión en Campo Finalizada Para completar la unión, la envoltura se dobla sobre la parte superior del ducto con los extremos viendo hacia abajo, lo cual evita que cualquier filtración de agua desde el suelo penetre el recubrimiento.


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Mástique de Asfalto Generalmente, el mástique de asfalto caliente se aplica sólo en las uniones de campo de los ductos recubiertos con mástique de asfalto para rellenar el espacio anular formado por el mástique y el recubrimiento de peso con concreto.

Figura 24.46 Mástique de Asfalto en un Molde Sobre un Ducto

Figura 24.47 Unión en Campo con Mástique de Asfalto- Completada



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Protección de los Recubrimientos de los Ductos Los recubrimientos a menudo se dañan durante la instalación del ducto o por el movimiento (relleno) de los suelos durante servicio.

Figura 24.49 Diferentes Tipos de Escudos Contra Piedras

Figura 24.50 Escudo contra Piedras de Espuma-de Cerca El sistema de recubrimientos se puede proteger usando algún tipo de escudo contra piedras que puede estar hecho de varias formas: Polietileno con respaldo de espuma Malla plástica de uso rudo Malla con respaldo de tela Hojas de polietileno Hojas rellenas de alquitrán o minerales


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Esta envoltura exterior de protección puede ser adherida o simplemente envuelta alrededor del sistema de recubrimiento. Cuando se usa como un acabado, éste usualmente se mantiene en su lugar con algún tipo de cinta adhesiva, hasta que la zanja ha sido rellenada. El escudo contra piedras se debe de aplicar de forma que el traslape apunte hacia abajo. Esto impide que el relleno se atrapa en el traslape, desprendiendo el escudo.

Figura 24.51 Ducto con Escudo

Figura 24.52 Acercamiento al Traslape Del Escudo El apantallamiento catódico es un punto de debate entre algunos ingenieros cuando se usa un escudo. Se argumenta que si el escudo es demasiado sólido, inhibirá la transmisión de humedad alrededor del ducto, una condición necesaria para el electrolito, la cual permite



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que el sistema de protección catódico funcione adecuadamente. Incluso cuando el escudo ha sido perforado, algunos argumentan que ocurrirá apantallamiento. Al inspector se le puede requerir para determinar si el escudo contra piedras ha sido instalado adecuadamente.

El Inspector y los Recubrimientos de Ductos Algunos de los pasos de inspección, así como los diferentes tipos de productos y recubrimientos ya se han discutido. En resumen, el inspector de recubrimientos para ductos podrá ser requerido para: Verificar ciertas pruebas de laboratorio Inspeccionar los ductos que van llegando Asegurar los procedimientos adecuados de aplicación de recubrimientos en las plantas de recubrimiento de ductos o en campo. Inspeccionar en busca de daños causados por el transporte al sitio y/o la instalación. Monitorear la detección de discontinuidades e inspección de reparaciones Verificar la limpieza adecuada y recubrimiento de las uniones soldadas en campo Inspeccionar los procesos de recubrimiento de uniones de campo Asegurar la aplicación adecuada del escudo contra piedras Monitorear las operaciones del relleno.


Recubrimientos de FBE para Ductos

Nivel 2 Capítulo 25 Recubrimientos de FBE para Ductos


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Recubrimientos de FBE para Ductos Introducción Los epóxicos unidos por fusión (FBE), son los materiales más ampliamente usados para el recubrimiento de ductos hoy en día. Estos recubrimientos usualmente se aplican en instalaciones fijas, aunque a menudo se aplican en campo para recubrir soldaduras circunferenciales (uniones de campo) de ductos cubiertos en planta y ocasionalmente para secciones muy cortas de ductos. Los FBEs, son mezclas de polvo que contienen pigmentos, plastificantes, agentes antiespuma, resinas epóxicas, agentes de curado, etc. Estos materiales se calientan para reaccionarlos parcialmente y entonces se enfrían rápidamente para prevenir más reacción; se reducen a un polvo muy fino mediante el molido y se almacenan en contenedores a prueba de la intemperie. El tamaño de partícula típica de polvo FBE se expresa como “el 2% máximo retenido en un tamiz del No. 100 (de 150 µm) y el 0.1% máximo retenido en un tamiz del No. 60 (de 250 µm).” Los polvos del FBE se aplican sobre ductos calentados aproximadamente a 232º C (450º F) bajo condiciones controladas cuidadosamente para producir un recubrimiento duro, resistente y duradero para ductos. (Nota. La temperatura de aplicación normalmente no excede los 275º C 527º F ). Muchas de las nuevas formulaciones de FBE requieren menores temperaturas para aplicación y curado. La secuencia básica para la aplicación en planta de tales recubrimientos para ductos como el esmalte de alquitrán de hulla, los plásticos extruídos, los mástiques de asfalto y el FBE son similares. Sin embargo, el proceso para aplicación del FBE es mucho más complejo que los procesos para los otros recubrimientos de ductos y su procedimiento de inspección y los criterios de inspección son más críticos para el FBE que para aquellos recubrimientos de ductos descritos en los capítulos anteriores. Debido a que el FBE juega un papel principal en la industria de recubrimientos para ductos, es importante manejar estos materiales de manera individual. La siguiente discusión e ilustración se puede considerar como un resumen de la aplicación en planta y de los procesos de inspección para todos los demás recubrimientos de ductos.



Proceso de Aplicación para FBE

Figura 25.1 Diagrama Esquemático de una Planta de Recubrimientos de FBE

Configuración de la Planta La configuración de una planta de recubrimiento con FBE típicamente incluye los siguientes procesos: Calentamiento previo Limpieza con abrasivos Pulverización Inspección (posterior a la pulverización) Aspirado Calentamiento Aplicación de polvo Saturación con agua o enfriamiento con aire Inspección Carga


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Otras estaciones pueden incluir: Limpieza previa (antes del pre-calentamiento) Pre-blast (después del pre-calentamiento y antes de la limpieza con abrasivos) Pre-tratamiento químico (después de la limpieza por aspirado y antes del calentamiento) Prueba de laboratorio con polvo de FBE y especimenes de ducto recubierto

Estación de Pre-Inspección Generalmente, un ducto programado para ser recubierto en una planta con FBE, primero se debe inspeccionar cuidadosamente para verificar su calidad en la fábrica de acero, y de nuevo en la planta de recubrimiento antes de ser recubierto. Al llegar a la planta de recubrimiento, el ducto se almacena sobre polines o sobre la tierra o arena. El inspector puede ser requerido para verificar lo siguiente: El número de identificación del ducto (ID) Uniformidad de la redondez Bordes biselados Calidad general del acero Recubrimientos protectores temporales, (barniz de fábrica) si los hay. El exceso de espesor del recubrimiento puede requerir su remoción por medios mecánicos o quemado, previo a cualquier operación de limpieza con abrasivos. Contaminantes en la superficie (sales químicas solubles visibles y/o invisibles) La inspección en busca de sales solubles puede ser necesaria, particularmente si el ducto ha sido enviado por mar, donde la contaminación por cloro es probable (sal de mar). Nota: 2 µg/cm2 de sal ferrosa puede tener un efecto adverso en el desempeño del recubrimiento.)



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Estación de Pre-Limpieza

Figura 25.2 Limpieza a Flama Abierta El ducto se transporta desde la bodega a la primera estación (generalmente) en el proceso de recubrimiento, lo cual es la estación de pre-limpieza. El objetivo de esta limpieza es remover cualquier resto o contaminante de la transportación. En esta se pueden utilizar varios métodos de limpieza, los cuales incluyen: Inmersión en un baño de agua caliente Limpieza con vapor Limpieza química Limpieza por flama abierta El ducto limpio y humedecido puede ser forzado a secarse si se hace pasar a través de una flama abierta antes de pasar a las operaciones de pre-blast o limpieza con abrasivos. Si no se hace la limpieza con humedad, el ducto puede ser calentado con una flama abierta para remover óxidos ligeros, humedades, recubrimientos protectores temporales, viejos recubrimientos, etc. antes de la limpieza con abrasivos. El inspector puede ser requerido para: Verificar la calidad del agua y la temperatura del agua del baño Monitorear las operaciones del secado forzado Monitorear la limpieza por flama abierta


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Buscar defectos tales como laminaciones, astillas, etc. en el acero

Estación de Limpieza Previa

Figura 25.3 Pre-blast En la línea de producción de recubrimiento se pueden incorporar una estación de pre-blast o pre-limpieza con abrasivos. El objetivo principal de las operaciones de pre-blast es “liberar el estrés” de las superficies externas del ducto cuando se va a usar en servicios de alta presión, tales como transmisión de gas natural a alta presión. El ducto pasa a través de una granalladora que contiene abrasivos de perdigones de acero solamente o una mezcla de 80% de perdigones de acero y 20% de granalla de acero. Los perdigones “martillan” la superficie, lo cual libera los estreses en el ducto y limpia la superficie para que el inspector pueda verificarla en busca de defectos como laminaciones, astillas,, durezas, etc. El perfil de la superficie no es un factor crítico en esta etapa de la operación. En la estación de pre-blast, el inspector puede ser requerido para: Monitorear el grado del abrasivo para asegurarse del tamaño y forma correctos, o de la mezcla adecuada de perdigones y granalla. Localizar y marcar los defectos expuestos por el blast que podrían requerir corrección en la estación de esmerilado.



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Estación de Limpieza con Abrasivos

Figura 25.4 Diferentes Tipos de Coples Generalmente, antes de la limpieza con abrasivos, los ductos se unen con coples internos del tamaño necesario para que se ajusten a su diámetro interno. Estos coples se pueden construir de secciones cortas de hierro angulado soldado a los lados opuestos de una placa separadora circular o un disco de igual tamaño al diámetro del ducto que será acoplado. Los extremos opuestos de cada hierro angulado se unen a un disco de menor tamaño que el diámetro del ducto. El disco separador se localiza en el centro de los coples. Un extremo del cople se inserta dentro del extremo del tubo y el otro extremo se inserta en el extremo del ducto que sigue. Conforme pasa el ducto sobre la banda transportadora, los extremos biselados de cada segmento acoplado se ajusta apretadamente contra el disco separador circular. Esta configuración ayuda a prevenir que las partículas abrasivas entren dentro del ducto. Cualquier abrasivo suelto que se encuentre en el interior del ducto deberá ser removida antes de recubrirlo.



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Figura 25.5 Estaciones de Granalladoras La superficie exterior del ducto se prepara para ser recubierta mediante una limpieza con abrasivos, usualmente con granalla de acero o una mezcla de granalla y perdigones de acero. El ducto pasa a través de una granalladora (limpieza con abrasivos por fuerza centrifuga), la cual está diseñada para producir los grados requeridos de limpieza de la superficie. La mayoría de las especificaciones requiere una superficie limpia de acuerdo a la Norma NACE No. 1/SSPC-SP 5 Limpieza con Abrasivos hasta Metal Blanco (o algunas veces, la Norma NACE NO. 2/SSPC-SP 10 Limpieza con Abrasivos hasta Metal Casi Blanco) con un perfil de la superficie requerido de 40 a 100 µm (1.5 a 4 mils).

Figura 25.6 Ducto Acoplado Después de la Estación de Limpieza con Abrasivos La limpieza con abrasivos puede realizarse usando una sola granalladora, aunque algunas plantas usan dos de estas unidades arregladas en serie.



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Las granalladoras modernas son capaces de limpiar un ducto de hasta 3 m (96 pulg) de diámetro a una velocidad cercana de hasta 6 m (20 pies) por minuto mientras logra lo especificado en la Norma No. 1/SSPC-SP 5 Limpieza con Abrasivos hasta Metal Blanco. El inspector de recubrimientos usualmente monitoreará la limpieza de la superficie al menos cada hora, y medirá el perfil de la superficie al menos una vez cada 4 horas, usando cinta réplica, de acuerdo a la norma NACE RP0287 Revisión en Campo del Perfil de la Superficie Limpiada con Abrasivos usando Cinta Réplica.

Estación de Limpieza por Aspirado Derivado de la limpieza con abrasivos, está el desarrollo de residuos de polvo abrasivo y cierta cantidad de pequeñas astillas de acero que se quedan sobre la superficie del ducto por cargas electrostáticas. Algunas instalaciones de recubrimientos usan una combinación de cepillado de alta velocidad y limpieza por aspirado para remover tanto las astillas como el polvo abrasivo, mientras que otras instalaciones pueden usar solamente la limpieza por aspirado. El inspector puede ser requerido para verificar para la presencia de los residuos de abrasivos.

Estación de Esmerilado de Ductos Se rota el ducto para que los trabajadores puedan esmerilar y eliminar cualquier laminación, astillas, etc. que el inspector de recubrimientos pudo haber localizado.

Figura 25.7 Estación de Esmerilado de Ductos. Algunas plantas de recubrimientos pueden tener dispositivos u otros aparatos de inspección (como el de partículas ultrasónicas o magnéticas) en esta estación, los cuales el inspector de recubrimientos puede usar según le convenga. Generalmente, el esmerilado máximo permitido es de 0.09 m2 (0.1 pies2)



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por ubicación y 0.2 m2 (2 pies2) por unión del ducto, o el 2% de la superficie total del ducto. Los ductos con defectos serios pueden ser enviados al área de rechazo para más inspecciones. Los ductos rechazados pueden ser usados para camisas o ductos transportadores. Cuando se encuentran laminaciones profundas, el ducto es “echado” al área de rechazo y es adecuadamente marcado para asegurarse de que no será usado para servicio de productos, pero puede ser usado como una camisa o ducto de transporte. El criterio de profundidad máxima en cuanto al esmerilado puede estar determinado por las regulaciones gubernamentales, o puede estar detallado con las especificaciones del usuario. Algunos usuarios colocaron sus máximos porcentajes, por ejemplo 12% del grosor de la pared como un criterio para el rechazo. Los criterios de inspección para la estación de esmerilado, pueden incluir: Laminaciones y otros defectos (calidad y tamaño) Definición de los métodos de remoción Los límites para la profundidad permitida del esmerilado

Figura 25.8 Resultados Después de Eliminar los Defectos del Acero



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Estación de Tratamiento Químico Previo

Figura 25.9 Tratamiento Químico Previo El pre-tratamiento químico se puede usar en algunas plantas para mejorar la adhesión del FBE. Se pueden usar soluciones propias basadas en fosfato o cromo, formuladas para cumplir con las regulaciones gubernamentales mínimas para tratar el ducto, que a continuación del pre-tratamiento, se seca usando un soplador o calentador antes del proceso de calentamiento. El inspector puede ser requerido para monitorear esta estación y asegurar que los químicos sean aplicados apropiadamente antes de que el ducto entre a la estación de calentamiento.

Estación de Calentamiento Antes de la aplicación del polvo, el ducto debe ser calentado hasta la temperatura requerida. Generalmente, la temperatura recomendada para la aplicación oscila entre los 225 a 246º C ( 438 a 475º F). Comúnmente se usan bobinas de inducción de alta frecuencia para calentar el ducto, y en algunas plantas, más de una sola serie de bobinas de inducción se puede usar. La corriente alterna de alta frecuencia genera un campo magnético que se expande y contrae. Conforme este campo magnético se expande y contrae, causa que las moléculas del ducto de acero oscilen. Esto crea una presión interna que genera por consiguiente un alto grado de calor. Si al ducto se le permite el permanecer demasiado tiempo en el campo magnético, la temperatura del ducto se puede elevar hasta los 290º C (554º F) y el acero se puede oxidar o ponerse “azulado”.


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El azulado del acero puede impedir o evitar la adhesión del FBE, si ocurre, el tubo debe ser re-limpiado con abrasivos antes de que sea recubierto. Otros métodos de calentamiento incluyen la exposición directa a la flama de gas, los hornos de quemado de gas indirecto y los calentadores infrarrojos. Horno de Calentamiento Directo

Flama Abierta con Exposición Directa

Figura 25.10 Calentamiento Directo

Figura 25.11 Monitoreo de la Temperatura Usando Dispositivos “Tempilstiks”.



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Figura 25.12 Bobinas de Inducción de Alta Frecuencia Usadas para Calentar Ductos En la estación de calentamiento con bobinas de inducción, el inspector puede ser requerido para monitorear condiciones, tales como: Condiciones eléctricas - Voltaje - Amperaje - Frecuencia - Conductancia Temperatura del ducto - Tiempo en el campo de inducción -Efectos de azulado. Si se están usando otros métodos de calentamiento, el inspector puede ser requerido para monitorear sólo la temperatura del ducto y asegurarse que ésta se encuentra dentro del rango determinado y que no ocurra el azulado.

Estación de Aplicación de Polvos Los polvos FBE se aplican al ducto calentado usualmente con una pistola de atomización congregada (flocking) o por cabezales de atomización electrostática colocados en una



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cámara de polvo semi-cerrada. En algunas plantas, el ducto puede ser recubierto de polvo conforme pasa a través de una cámara de nebulización.

Figura 25.13 Método Alternativo de Aplicación de Polvo: Uniones Individuales Pasan a Través de la Cámara de Nebulizacion Esta serie de diapositivas muestra el proceso de aplicación de polvo En algunos sistemas de polvo con FBE, hay una etapa de calentamiento posterior conocida como calentamiento de reducción. Algunos polvos pueden requerir un calentamiento posterior para asegurar su curado adecuado y/o reducir el choque térmico, el cual puede ocurrir conforme el ducto recubierto se enfría repentinamente en la estación de saturación con agua. Algunas instalaciones de recubrimiento enfrían al ducto recubierto sólo con ventiladores o sopladores dirigidos al ducto. La clave del mecanismo de curado del FBE es la etapa de calentamiento transicional. Una vez que se aplica el polvo al ducto calentado, ya sea en la etapa de calentamiento previo o posterior, el ducto cambia su estado físico, por un corto tiempo se parece a un recubrimiento líquido; cuando se enfría forma una película homogénea sobre la superficie de acero. Los polvos FBE aplicados al ducto calentado pasan a través de cuatro distintas etapas: La etapa de flujo, la cual ocurre cuando las partículas de polvo comienzan a fluir pero no son completamente líquidas. La etapa de humectación, la cual ocurre cuando las partículas del polvo absorben más calor, se hacen líquidas completamente, y humedecen la superficie.



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La etapa en gel, la cual ocurre cuando las partículas del material licuado comienzan a gelatinizarse, convirtiéndose en un sólido. La etapa de curado, durante la cual ocurren más cambios, permitiendo al polvo de PBE curarse completamente. El proceso completo, desde la etapa de fluido hasta el curado, generalmente toma menos de 2 o 3 minutos, lo cual hace este proceso ideal para aplicaciones de producción en serie. La mayoría de las resinas de FBE que no requieren calentamiento posterior, el tiempo de curado--el tiempo mínimo para enfriarse--es de alrededor de 45 segundos a 232º C (450º F). El proceso de aplicación para el FBE es crítico y el inspector de recubrimiento puede requerirse para monitorear las operaciones y asegurarse que: El polvo especificado se use y se registren los números de lote El polvo esté seco y no haya absorbido humedad durante su tránsito hacia la bodega o almacenaje Se mantiene adecuadamente la mezcla de polvo, la proporción de polvo original al polvo reciclado. El ajuste del voltaje se mantenga correctamente El número de pistolas para polvear el ducto corresponde con el diámetro del ducto y se mantenga la proporción adecuada de flujo de polvo hacia el ducto.

Estación de Saturación con Agua o Enfriamiento con Aire Inmediatamente después de que el ducto recubierto deja la cámara de recubrimiento, puede pasar por debajo de un rocío de agua que está diseñado para enfriar repentinamente el ducto calentado hasta los 80º C (175º F), o este puede ser transportado a una estación de enfriado donde el ducto se enfría más lentamente usando ventiladores o sopladores. El ducto enfriado es transportado a la estación final de enfriamiento y almacenamiento para una inspección final. El fabricante de polvos, usualmente especifica los límites del proceso de saturación con agua y el inspector de recubrimientos deberá estar consciente de los tiempos de procesamiento (morada) y caídas de temperatura, etc. recomendados durante este proceso. Estación de Inspección Final La etapa final del proceso de control de calidad de las operaciones de recubrimiento con FBE ocurre en la estación final de inspección, donde:



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Se registra el número de identificación del ducto (ID) Se mide el DFT del recubrimiento y éste se registra. Típicamente, el rango del DFT oscila entre 254 a 457 µm (10 a 18 mils). El ducto se prueba buscando discontinuidades con un detector de discontinuidades de alto voltaje de corriente directa, y las discontinuidades, si las hay, se marcan y se reparan. El ducto es inspeccionado visualmente para verificar si hay cualquier daño mecánico al recubrimiento.

Mediciones DFT

Figura 25.14 Midiendo DFT El inspector deberá medir el DFT en tres posiciones diferentes en cada segmento de ducto. Al menos una vez cada 8 horas deberá usar un medidor de espesor de recubrimientos calibrado a los estándares especificados para asegurar que el DFT esté dentro del 20% de espesor de recubrimiento especificado. Si cualquier medición individual del DFT es menor que el valor mínimo especificado, entonces el espesor del recubrimiento deberá medirse a intervalos de 1 m (3 pies) a lo largo de la longitud del ducto. El promedio de estas mediciones deberá exceder el valor mínimo especificado y ningún valor individual deberá exceder 50 µ (2 mils) menos que el valor mínimo especificado.



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Inspección de Discontinuidades

Figura 25.15 Inspección de Discontinuidades El inspector de recubrimientos puede ser requerido para realizar o monitorear la inspección de discontinuidades, sin embargo, el ducto recubierto deberá ser enfriado a una temperatura debajo de los 90º C (194º F) antes de poder realizar este tipo de pruebas. Un detector de discontinuidades de alto voltaje de corriente directa se usa para verificar las discontinuidades de acuerdo al estándar NACE RP0490, Detección de Discontinuidades de Recubrimientos Externos para Ductos usando DFT de 0.25 a 0.76 mm (10 a 30 mils)). De acuerdo a esta práctica estándar recomendada, el voltaje mínimo de prueba deberá estar dentro del 10% de valores determinados por la fórmula: Voltaje de prueba = V = K√T Donde V = Voltaje en voltios T = Espesor del recubrimiento nominal en milésimas de pulgada K = Constante = 525 Por ejemplo, basándonos en esta fórmula, el voltaje de prueba para un recubrimiento de 0.25 mm (10 mils) deberá ser de 1,650 V, y para un recubrimiento de 0.41 mm (16 mils) el voltaje deberá ser de 2,100 V.



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Reparación de Discontinuidades Los recubrimientos de ductos que presentan discontinuidades, deben repararse o recubrirse nuevamente de acuerdo con el estándar NACE RP0394, Aplicación, Desempeño y Control de Calidad de la Aplicación en Planta de un Recubrimiento Externo para Ductos con FBE. El inspector puede ser requerido para monitorear las reparaciones por discontinuidades. Generalmente, las discontinuidades se pueden reparar usando dispositivos de termofundición o con un epóxico líquido de dos partes o algún equivalente. Estos materiales de reparación deben ser proporcionados o aprobados por el distribuidor de polvos. Los dispositivos de termo-fundición requieren el uso de un soplete portátil de gas LP para fundir el dispositivo de una resina FBE parcialmente reaccionada sobre la discontinuidad en un proceso similar al soldado.

Figura 25.16 Reparaciones con Termo-fundición. La superficie a ser reparada deberá ser preparada adecuadamente para asegurar la adhesión del material del parche; usualmente esto se puede hacer lijando alrededor de la discontinuidad. Las áreas parchadas deberán traslapar el recubrimiento original por un mínimo de 13 mm (0.5 pulg). Áreas de 25 mm (1.0 pulg) de diámetro usualmente se parchan con dispositivos de termo-fundición recomendados por el distribuidor o con un epóxico de dos componentes, o su equivalente. Áreas mayores a 6.4 mm (0.25 pulg) de diámetro, pero menores que 130 cm2 (20 pulg2) deberán parcharse con un epóxico de dos componentes o su equivalente recomendado por el distribuidor del polvo. Las áreas reparadas máximas para cada ducto no deben exceder 520 cm2 (80 pulg2) Cualquier ducto que tenga que ser recubierto nuevamente debido a discontinuidades excesivas, daños mecánicos, etc. primero debe quitarse el recubrimiento anterior mediante el calentamiento del ducto a una temperatura que no exceda los 270º C (527º F) para



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ablandar el recubrimiento y entonces ser removido raspándolo y posteriormente se le limpia con abrasivos.

Marcas de Identificación de Ductos Después de que el proceso de inspección se ha completado, si se usaron las cubiertas protectoras de los extremos, éstas se deben remover y se marcará un número de control en el interior de cada ducto. Algunos usuarios especifican que las marcas de identificación se hagan sobre el recubrimiento en los extremos del ducto. Estas marcas pueden incluir: Nombre del aplicador o marca (número de orden de trabajo) Marcas requeridas por la especificación o norma aplicable al ducto (grado, peso, fabricante, etc) Fecha del recubrimiento Marcas adicionales requeridas por el usuario o el aplicador (números de orden de compra)

Preparación del Tubo para su Almacenamiento o Transportación El ducto se coloca con separadores que circunrodean completamente al ducto. Estos separadores se deben colocar dentro de 0.9 m (3 pies) de los extremos del ducto y una o más posiciones intermedias equidistantes, separadas menos que 5.5 m (18 pies) cada una. Los separadores cercanos a los extremos del ducto no deben de interferir con la legibilidad de las marcas de identificación. Estos separadores están hechos con cuerdas de polipropileno, son ligeramente más grandes que el diámetro exterior del ducto. Cuando se colocan sobre el ducto recubierto, estos separadores soportan y separan las secciones del ducto recubierto conforme se colocan para su almacenamiento o transporte hacia el sitio de instalación.

Pruebas de Laboratorio Además de los pasos de inspección realizados en la planta y en campo, otros procedimientos de control de calidad se deben realizar en una prueba de laboratorio a menudo localizada en las instalaciones de recubrimiento. El inspector de recubrimiento puede ser requerido para monitorear o incluso para realizar algunas de estas pruebas.



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Generalmente, las pruebas de laboratorio se realizan sobre materiales de recubrimiento en polvo y sobre especimenes seleccionados de ductos recubiertos. Los especimenes son secciones más pequeñas obtenidas de los anillos de las pruebas de producción tomadas por cada tamaño de ducto (distintas combinaciones de diámetros y grosor de paredes). La frecuencia mínima para obtener estos anillos de prueba es determinada por el usuario. Algunas de las pruebas realizadas más frecuentemente incluyen: Tiempo de gel, un estimado del tiempo requerido para que el polvo calentado pase del estado líquido al gelatinoso o semi sólido; entre los 15 o 20 segundos normalmente. Esta prueba en particular se usa por el fabricante de polvo sobre materiales de inventario antes de enviarlos, y nuevamente por el laboratorio en la planta de recubrimientos. El tiempo de gelatinizado, en segundos, debe satisfacer las especificaciones del fabricante más o menos un 20%. Las características del curado del FBE. Esta prueba usualmente se realiza usando un instrumento conocido como Calorímetro de Exploración Diferencial (DSC) el cual mide el grado o terminación del curado de la resina, mediante la medición de su resistencia a la distorsión por calor. Resistencia al impacto (Estándar ASTM G14). Doblez o flexibilidad (ASTM G10 Modificado). Esta prueba puede usarse para determinar la fuerza de adhesión. Dureza (usualmente determinada por la norma ASTM D2583 Prueba de Dureza de Barcol o ASTM D2240 Pruebas de Dureza Ladera ) Desprendimiento catódico. Una de las pruebas más comúnmente aplicadas durante la producción de ductos recubiertos con FBE, es la prueba de desprendimiento catódico de 24 horas. Debido a que la mayoría de los usuarios solicitan que el ducto recubierto pase esta prueba como una condición para su aceptación, se mostrará aquí con cierto detalle. Las muestras retenidas de ductos se deberán probar durante periodos de tiempo más largos después de que el ducto ha sido aceptado.



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Generalmente esta prueba es una modificación al estándar ASTM G95 Métodos de Prueba para el Desprendimiento Catódico de Recubrimientos para Ductoss (Método de Celda Adjunta) Con esta prueba, se pega un cilindro de plástico a la superficie de la muestra de ducto recubierto. El cilindro se centra sobre una discontinuidad artificial (de 3 mm [0.13 pulg de diámetro) hecha en el recubrimiento y se sella a la superficie de la muestra con un material sellador a prueba de agua. El cilindro se llena con un electrodito, un ánodo de corriente impresa, un electrodo de referencia y algún otro equipo necesario. La prueba se realiza durante 24 horas a -3.5 V, con una temperatura de electrolito sostenida a los 66º C (±3º) (150º F ±5º ). Después de 24 horas, se remueve la mezcla, se enjuaga, y es enfriado con aire a temperatura ambiente. Se evalúan los resultados dentro de la primera hora de remoción de la fuente de calor. Con el uso de una cuchilla, se hacen cortes radiales a 45º desde los extremos de la discontinuidad hacia fuera sobre el recubrimiento hasta el sustrato. Los cortes radiales deben ser de al menos 20 mm (0.8 pulg) de longitud. La hoja de la cuchilla se inserta bajo el recubrimiento y se hace palanca tratando de desprender el recubrimiento. Este procedimiento continúa haciéndose hasta que el recubrimiento demuestra una resistencia definida al desprendimiento. El radio del área desprendida desde los bordes de la discontinuidad a lo largo de cada corte radial, se mide y sus resultados se promedian. El radio máximo del área desprendida no deberá exceder 8 mm (0.3 pulg). Los radios de desprendimiento mayores a 8 mm (0.3 pulg) indican generalmente que existen problemas en uno de los procesos de control o en la calidad del polvo. Algunos usuarios especifican un radio de desprendimiento catódico máximo durante la prueba en menos de 12 mm (0.48 pulg). A continuación, una nueva discontinuidad de referencia se perfora en un área que no estuvo sumergida en el electrolito; se hacen cortes radiales como en el procedimiento anterior y se intenta desprender el recubrimiento con la cuchilla. Se comparan las dos áreas de prueba y se registran los siguientes resultados: Fabricante, código del producto, número de lote y fecha de prueba. Identificación del ductos, si aplica Radio de desprendimiento promedio



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Otras pruebas de laboratorio podrían incluir: Porosidad, un estimado de la porosidad o huecos en el recubrimiento aplicado. Inmersión en agua caliente, una determinación acelerada de la adhesión del recubrimiento al sustrato en una ambiente húmedo y caliente. Diferentes pruebas como la resistencia a la abrasión, la resistencia al corte, a la penetración, etc. El inspector debe verificar las muestras de los materiales en polvo para determinar: Las condiciones de almacenamiento, incluyendo el control de temperatura y humedad. Tamaño de las partículas Proporción de mezclado entre polvos nuevos y reciclados Las operaciones de recubrimiento con FBE pueden variar ligeramente dependiendo de la planta en específico, y el inspector deberá estar consciente del impacto que las diferentes secuencias de recubrimiento pueden tener en cuanto a la calidad del proceso del recubrimiento en planta. El inspector también deberá estar totalmente familiarizado con los diversos procedimientos de prueba que se pueden requerir durante las operaciones de recubrimiento con FBE.

Instalación de Ductos Recubiertos con FBE Las siguientes imágenes muestran el proceso de almacenaje, manipulación e instalación de los ductos recubiertos con FBE en las costas y tierra adentro. En la mayoría de los casos, estas operaciones son similares a las operaciones de almacenamiento, manipulación en instalación de ductos recubiertos con otros tipos de materiales. En campo, el inspector de recubrimientos podrá ser requerido para vigilar el proceso completo de instalación, y el inspector podrá: Buscar algún daño mecánico en el recubrimiento causado por las operaciones de manipulación. Observar la aplicación de recubrimiento en las uniones de campo (soldadura circunferencial) Monitorear el proceso de inspección de discontinuidades. Observar el proceso del doblado de ductos, buscando daños al recubrimiento.



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Figura 25.17 Almacenaje de Ductos Recubiertos Colocados con Separadores que Circunrodean Completamente al Ducto.

Figura 25.18 Elevación de Ducto con Electroimanes en lugar de Cabestrillos Acolchonados o Ganchos

Figura 25.19 Doblando un Ducto Usando un Mandril Interno y una Horma Externa El Doblado Máximo Permitido es un Grado por Pulgada de Diámetro



Figura 25.20 Enterrando Ducto Recubierto en Suelos Rocosos

Figura 25.21 Enterrando Ducto Recubierto en Terrenos Arcillosos

Figura 25.22 Enterrando Ducto Recubierto en Colinas y Montañas.


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Figura 25.23 Ducto Recubierto Enrollado en un Carrete de Almacenamiento para un Tendido en Aguas Costeras

Figura 25.24 Carrete de Tendido con Conexión a un Carrete de Tendido con Enderezador de Ductos

Figura 25.25 Salida de un Ducto de un Enderezador con un Detector de Discontinuidades en Operación.


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Figura 25.26 Barcaza de Tendido Típica en Aguas Costeras Instalando Ductos Recubiertos con FBE y con un Recubrimiento de Peso.


Procedimientos de Inspección y Reportes

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Nivel 2 Capítulo 26 Inspección y Reportes

Recubrimientos de Tuberías con Epóxicos Adheridos por Fusión



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Inspección y Reportes Procedimientos Introducción En CIP nivel 1, se discutieron algunos de los procedimientos que debe seguir un inspector de recubrimientos. Incluso, se presentó un plan de trabajo para un día típico de un inspector de recubrimientos en una plataforma marina. La discusión del día de hoy se centrará en muchos de los detalles de los procedimientos de trabajo de un inspector y su plan de trabajo diario bajo condiciones normales. Es importante el observar que casi todo usuario de la inspección de recubrimientos por terceros tiene su propio concepto de los deberes y obligaciones del inspector. No hay un consenso dentro de la industria en cuanto a las actividades diarias del inspector de recubrimientos. El inspector a menudo encontrará que el trabajo variará conforme el cliente lo requiera. Algunos clientes consideran al inspector como un supervisor del proyecto, y además de las pruebas normales para control de calidad, puede que espere del inspector lo siguiente: Supervisar el personal de trabajo Controlar inventario de materiales y hacer órdenes de compra de material Organizar el transporte y entrega de material al sitio de trabajo (por ejemplo en plataforma) Verificar la seguridad Otros clientes pueden instruir específicamente al inspector para enfocarse sólo en el control de la calidad, como: Observar el trabajo Hacer pruebas de inspección Tomar mediciones Documentar el trabajo Emitir reportes de inconformidad Reportar directamente al cliente Evitar cualquier comunicación directa con el contratista y los trabajadores.



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Estos son dos puntos de vista completamente diferentes; el inspector, en ocasiones, será llamado a representar cualquier extremo o algún otro punto de vista en medio. Para el propósito de CIP, NACE ha definido el papel del inspector como el de un técnico de control de calidad. El inspector es responsable principalmente de observar y reportar los aspectos técnicos de un proyecto de recubrimientos. La supervisión del trabajo no se considera parte del papel del inspector. En el mundo real, la tarea más importante del inspector, es la de determinar las expectativas del cliente. Algunas veces, esa puede ser una tarea difícil, debido a que probablemente el cliente no ha definido el papel del inspector. En mayor parte mediante un proceso de lectura y discusión de las especificaciones con el cliente, el inspector deberá ser capaz de igualar los requerimientos del trabajo y las expectativas del cliente. Buenos inspectores a menudo inician una relación de trabajo con el cliente de forma que el cliente comienza a depender del inspector para más actividades de las que son responsabilidades de un inspector de recubrimientos. Mientras esto puede ser bueno en general, es importante que el inspector no se involucre en algunas disciplinas y actividades que están fuera de su área de experiencia.



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Procedimientos de Inspección Una especificación idónea, deberá contener un procedimiento a seguir en cuanto a las labores del inspector. Tal procedimiento de inspección definirá las tareas del inspector y podrá contener: Una aclaración comprensiva sobre las responsabilidades y autoridad del inspector. Cómo, cuándo y dónde realizar mediciones Qué instrumentos usar Indicaciones para la preparación y envío de los reportes de inspección, incluyendo NCR (Reportes de Inconformidad) Un esquema de la organización donde se muestra la jerarquía de mandos con la posición del inspector claramente definida. Si estas indicaciones de procedimientos no existen, entonces será la primera responsabilidad del inspector el establecer sus propios procedimientos. Un procedimiento bien preparado deberá contener todos estos elementos listados anteriormente.

Reunión Previa de Trabajo Esta reunión representa una oportunidad para analizar y discutir los procesos y procedimientos a ser usados en un proyecto. El propósito principal de la reunión previa de trabajo, es el de asegurar que todas las partes, incluyendo el contratista, su supervisor de planta, el ingeniero, el distribuidor de los recubrimientos y el inspector conozcan lo que se requiere por la especificación del cliente y cuáles son sus restricciones, si es que las hay. La reunión proporciona una oportunidad para las personas involucradas de conocerse y comprender sus opiniones. También sirve para evitar problemas. Las actividades del inspector durante la reunión de trabajo previa, pueden incluir: Contribuir a una comprensión de los criterios de inspección especificados, así como las herramientas y métodos que se usarán. Asegurar que cada cláusula de la especificación sea entendida Resaltar las tareas de la especificación que pueden crear conflictos (por ejemplo las diferencias entre la especificación y la hoja de información técnica del recubrimiento) y promover el diálogo para lograr una resolución



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Resaltar los problemas potenciales basados en experiencias previas y discutir las soluciones propuestas. Esto deberá ser una contribución positiva. Ver que se realicen y preparen las minutas de la reunión (con suerte se contará con una secretaria para tomar notas; si no la hay, se necesita que alguien lo haga). Se deberá evitar en la medida de lo posible que el inspector tome notas, para que de esta forma se pueda concentrar en la discusión. El inspector es un elemento crucial del equipo que realizará el proyecto de recubrimientos protectores. La presencia del inspector en la reunión previa de trabajo deberá ser obligatoria.

Documentos de Especificación Los documentos de especificación deberán contener referencias a otros documentos, incluyendo estándares nacionales, regulaciones de seguridad y requisitos de la compañía. Además deberá haber referencias (las cuales pueden estar implícitas) respecto a las fichas técnicas de los materiales de recubrimiento y a las hojas de seguridad del material (MSDN) Las obligaciones del inspector con respecto a esta documentación son: Leer y comprender el significado de cada palabra de estos documentos Anticipar problemas que se puedan originar por conflictos sobre los documentos e intentos para establecer una resolución Comprender los requisitos y el sentido de los documentos de la especificación. Esto podrá asegurar que la especificación esté completa y se implemente de forma adecuadamente durante el proyecto. Así como en muchos otros aspectos de los deberes del inspector, sería prudente el comunicar por escrito cualquier problema a las partes involucradas y tratar de obtener respuestas por escrito.

Programación del Trabajo Muchas especificaciones requieren que el aplicador del recubrimiento prepare y presente un programa en el cual se muestre el plan de trabajo para el proyecto. En este punto, el inspector sólo podrá intervenir si el cliente le pide su opinión sobre la calidad de la planeación del trabajo.



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Sin embargo, el inspector debe revisar la programación del trabajo. Si hay conflictos o si la programación no es realista, el inspector deberá notificárselo al dueño. Los errores típicos en la programación del trabajo pueden incluir: Intervalos durante las operaciones de recubrimiento que son o muy largos o muy cortos. Operaciones de limpieza con abrasivos cercanas a las estaciones de pintado Desmantelado de andamios sin permitir el retoque del recubrimiento

Registro del Avance del Trabajo La programación de trabajo depende de las actividades diarias del aplicador. Si el aplicador no sigue el plan o si no existe un plan, el proyecto se puede atrasar. Esto puede resultar en la interrupción de la planeación a largo plazo del dueño. La mayoría de los inspectores se han dado cuenta que los retrasos pueden costar dinero; tanto como hasta 1 millón de dólares al día se pierde en una plataforma petrolera, o hasta 50,000 dólares al día se pierden en un buque fuera de servicio. Otros dueños requieren que el inspector mantenga un registro del avance del trabajo, ya sea para propósitos de planeación o tal vez para permitirle al propietario hacer pagos a destajo por el trabajo realizado al final del día. El cliente puede requerir al inspector para: Estimar el área en metros cuadrados (o pies cuadrados) superficial terminada durante el día Mantener un registro del trabajo concluido, estimado en términos del porcentaje total del proyecto Comparar el progreso del trabajo con lo planeado y tratar de hallar la razón por algún retraso Si este tipo de registros no se requieren, sería buena idea que el inspector monitoree el avance. El inspector deberá discutir con el supervisor el plan de trabajo diario y si es necesario sugerir modificaciones. A menudo, el inspector está enterado de los detalles técnicos (por ejemplo, de los intervalos entre la aplicación de recubrimientos), los cuales pueden afectar los planes del aplicador.



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Preparación de la Aplicación La mayoría de las especificaciones requieren que antes de que se inicie el trabajo que el aplicador tome una parte de su tiempo para preparar un sitio para las operaciones de recubrimientos. Sin embargo, la mayoría de los aplicadores quieren llegar “a echar mano a la obra”. El inspector es el observador que puede ver mejor si el sitio está listo para comenzarse a trabajar y solicitar la preparación adicional necesaria antes de comenzar el trabajo. El inspector deberá: Verificar la protección de las áreas sensibles en el sitio de trabajo, incluyendo instrumentos de vidrio, placas de identificación, ductos de respiración, componentes electrónicos, etc. Revisar la presencia de coladeras de drenaje que podrían bloquearse o afectarse de otra manera debido a las operaciones de trabajo Asegurar que los recubrimientos existentes o las superficies parcialmente recubiertas estén protegidas del exceso de abrasivo o sobre-atomizado. Verificar las mallas de recolección Asegurar que las señales de peligro y precaución requeridas estén en su lugar Verificar el nivel de contaminación del acero que requiere tratamiento previo, incluyendo las fuentes de contaminación, por ejemplo: ventilas o andamios sucios

Equipo El equipo usado para la preparación de la superficie y la aplicación del recubrimiento es responsabilidad del aplicador. El dueño puede no considerar la inspección del equipo como una responsabilidad primordial del inspector. Un inspector prudente deberá observar el equipo, porque: Un equipo sucio o defectuoso puede ser uno de los primeros indicios de un aplicador desorganizado. Los objetos perdidos o defectuosos del equipo, podrían impedir el progreso del proyecto El equipo incorrecto puede mostrar que el aplicador, o su supervisor en planta, no ha comprendido la naturaleza del proyecto



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El equipo defectuoso puede ser poco seguro Por todas estas razones, el inspector debe observar el equipo del aplicador, verificando la limpieza general y determinando si todo el equipo requerido está presente.

Operadores Algunos dueños actualmente requieren que los operadores de planta (para operaciones de atomización de abrasivos y aplicación de pintura) estén calificados para realizar sus deberes, tal como los soldadores requieren estar certificados de trabajo a trabajo. Hay programas en los Estados Unidos y Europa y se están implementando y algunos más en otros países para entrenar y certificar a los operadores para atomización de abrasivos y aplicación de pinturas. El inspector deberá: Tener cuidado de los requerimientos del contrato en cuanto a personal certificado, y saber qué operadores están certificados y para qué tipo de actividades. Incluso en casos donde no haya requerimientos formales, el inspector a través de su experiencia descubrirá qué operadores tienen la habilidad y cuáles no. Los operadores faltos de habilidad, pueden ser dañinos para la calidad final del proyecto. En casos extremos, el inspector deberá: Notar qué operador no está adecuadamente informado e informar al cliente por los canales adecuados.

Condiciones Ambientales Uno de los requerimientos más familiares para el inspector de recubrimientos, es el monitoreo de las condiciones climatológicas durante la limpieza con abrasivos, aplicación del recubrimiento y durante el curado del recubrimiento. Las principales restricciones sobre la temperatura, la humedad relativa, el punto de rocío, etc. se definen normalmente en la especificación. La experiencia rápidamente mostrará al inspector cuándo hacer mediciones y qué tan seguido hacerlas. Como mínimo el inspector deberá: Medir y registrar la temperatura del aire, la humedad relativa, la temperatura de rocío y la temperatura del sustrato al menos cuatro veces durante el día de trabajo.



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Los momentos más importantes para hacer estas mediciones son: Antes de iniciar el trabajo para determinar si el trabajo se puede realizar Cuando las condiciones climatológicas parecen cambiar o volverse inestables Al comienzo de una nueva actividad (por ejemplo cuando se está por comenzar el pintado) Las restricciones normales en cuanto a las condiciones climatológicas incluyen: Sin lluvia, sin nieve, sin humo ni bruma Sin agua sobre el sustrato Temperatura del aire por arriba de los 10º C (50º F) Humedad relativa debajo del 85% La temperatura del sustrato debe ser superior a los 3º C (5º F) sobre la temperatura del punto de rocío Hay ocasiones en que estas condiciones parecen ser excedidas cómodamente. Es importante que el inspector mantenga registros precisos y oportunos. Esto permite al dueño reexaminar la información sobre las condiciones climatológicas en alguna fecha a futuro y determinar que se haya cumplido la especificación.

Preparación de la Superficie La preparación de la superficie es considerada el punto más crítico de un proyecto de recubrimientos. Sigue lógicamente que el inspector será de mayor valor mediante la implementación cuidadosa de la especificación en esta etapa del contrato. Mientras los proyectos varían, algunas actividades de inspección son casi universales e incluyen: Examen visual del sustrato antes de la limpieza con abrasivos o con herramientas motorizadas, para asegurar que no hay defectos inherentes (como fracturas o laminaciones) o contaminación adversa como lodo, aceite o escombros de construcción. Verificar el aire que impulsa el abrasivo para asegurar que éste se encuentre limpio de agua y/o aceite. Esto es particularmente importante al comienzo de la jornada laboral. El aire deberá fluir por las mangueras unos minutos antes de que se haga la revisión. Probablemente se presente la condensación del día anterior en los tubos, y no desaparecerá hasta que se alcance la temperatura de operación del equipo.



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Verificar que las trampas de aceite y agua en las mangueras funcionen y estén limpias de material no deseado. Observar las operaciones de preparación de la superficie en caso de que aparezca cualquier coloración inusual en la superficie que pudiera ser indicio de agua o aceite en el aire usado para impulsar el abrasivo. Verificar visualmente que el abrasivo usado tenga la misma apariencia que los suministros anteriores. Si no es así, el inspector deberá: - Lanzar el abrasivo al aire para ver si hay polvo - Realizar una prueba de vaso en busca de contaminantes - Realizar un análisis de tamiz para verificar el tamaño Medir el perfil de anclaje a intervalos definidos Inspeccionar visualmente la superficie limpiada con abrasivos para determinar: - La limpieza de la superficie para ver si cumple con el estándar - El patrón del perfil de la superficie para ver si es angular o circular y cuál fue la expectativa - La limpieza de la superficie y cualquier irregularidad en el color - Si toda la superficie ha sido limpiada con abrasivo - Todas las áreas, incluyendo debajo de los bordes, cercanos al piso y detrás de las bridas cumplen con el estándar (Observación: puede ser útil en esta etapa usar un espejo de inspección) Marcar todas las áreas que han sido limpiadas con abrasivo inadecuadamente, para su retrabajo posterior, usando un marcador libre de grasas, como un gis de cal como los de la escuela. Revisar los bordes para asegurar un buen recubrimiento y realizar los chanflados necesarios Observar la repetición del trabajo y verificar esas áreas nuevamente Asegurar que el aplicador remueva el abrasivo (limpiar soplando con aire) y hacer una revisión visual final. En los espacios cerrados, se podría requerir de una aspiradora. Hacer pruebas con cinta transparente para asegurar que el polvo sea removido

Aplicación del recubrimiento La aplicación del recubrimiento comienza con un conocimiento básico de los materiales del recubrimiento y sus principales características. Como parte de la revisión del inspector de la documentación del proyecto, algún conocimiento en cuanto a los materiales del recubrimiento debe haberse ganado con esta revisión.



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La experiencia práctica con los productos especificados puede ser una ventaja. Pero el inspector deberá ser capaz de confiar en el desempeño pasado del tipo de recubrimientos genéricos. El inspector deberá ser capaz de apoyarse en las fichas técnicas y el conjunto de apoyo técnico del fabricante para proporcionar consejos y guías técnicas. La inspección de una fase relativamente temprana de un proyecto, deberá requerir al inspector para: Ver que el recubrimiento entregado en el sitio de trabajo sea el especificado Verificar la fecha de fabricación con los números de lote para asegurar que el recubrimiento no ha caducado. El inspector deberá notar que muchos números de lotes diferentes podrían indicar un mal control de inventario y/o procedimiento de almacenamiento. Determinar que los materiales multi-componentes contengan a los mismos componentes en las cantidades requeridas. Verificar las condiciones de almacenamiento del material, tales como la temperatura, para asegurar que se cumple con las condiciones y especificaciones del fabricante. Verificar las condiciones de envases cerrados para ver que no estén oxidados o presenten fugas. Asegurar que el aplicador tiene el equipo necesario para aplicar el recubrimiento específico. Antes de terminar la preparación de la superficie, el aplicador debe tener una parte de su personal mezclando los componentes del recubrimiento y tener listo el equipo para la próxima fase de operación. El inspector deberá: Verificar las condiciones del material de recubrimientos conforme se van abriendo los envases. Si el material aparenta una condición extraña, si se ha cuajado, si tiene el color equivocado, el inspector deberá asegurar que este material se coloque aparte y abrir más envases. Si la condición del material aparenta ser la misma que la del resto de los envases abiertos, el inspector deberá alertar al cliente, al contratista, y al distribuidor del material. Observar el proceso de mezclado. Verificar el método de mezclado y su efectividad, buscando señales de mezclado inadecuado, tal como trazas de líquidos, o grumos.



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Verificar los envases vacíos para asegurarse que todos los pigmentos y todos los componentes han sido mezclados. Contar los envases vacíos y ver cuánto material se ha mezclado y determinar si un número idéntico de envases de componente se han usado Observar el mezclado de cantidades parciales para asegurar una medida precisa de cada componente. Las proporciones de mezclado parcial se pueden determinar cuidadosamente usando contenedores graduados, o midiendo con una regla sumergida en contenedores colocados paralelamente. Un error de suposición común hecho por muchos aplicadores es que todos los recubrimientos requieren la adición de un solvente antes de su aplicación, particularmente para aplicaciones por atomización. De hecho, la mayoría de los recubrimientos protectores industriales pueden ser más fácilmente aplicados si no se les ha agregado solventes. El inspector deberá: Observar la adición y mezclado de solventes, si los hay. Registrar la cantidad y tipo de solvente agregado. Asegurar que la cantidad y tipo de solvente cumpla con los requerimientos de la especificación. Cuando la preparación de la superficie ha sido completada exitosamente, deberá comenzar la aplicación del recubrimiento. En este momento de la aplicación, el inspector deberá: Medir y registrar las condiciones ambientales para asegurar que se cumple con la especificación Registrar el tipo de equipo usado en la aplicación, incluyendo detalles de la presión y boquillas para atomización. Verificar el equipo, incluyendo las trampas de aceite y agua en las mangueras que suministran aire para el equipo de aire convencional, para asegurarse que no hay contaminación en la pintura.



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Observar las operaciones de aplicación buscando: -Una cobertura homogénea sin límites observables entre cada paso atomizado, traslapes de brocha etc. - Evidencia de un mal ajuste del equipo de atomización, como un atomizado seco, un patrón de atomización no homogéneo, neblina atomizada, la obstrucción de la pistola de atomización, etc. - Consistencia en el color. - Escurrimientos, arrugas, discontinuidades, etc. - Mediciones del WFT por el pintor. Verificar el WFT usando su propio medidor, notificando al contratista si el WFT no cumple con la especificación Buscar señales de mano de obra inadecuada, así como la limpieza inapropiada del equipo

Figura 26.1 Escurrimientos y Arrugas

Inspección de la Película de Recubrimiento La película de recubrimiento terminada deberá tener la apariencia y proporcionar la protección para los propósitos del proyecto. Muchos defectos en la película de pintura son resultado del proceso de aplicación y se pueden ver e incluso arreglarse en la etapa de aplicación.



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Por lo tanto, el inspector deberá revisar constantemente la calidad de la película del recubrimiento, durante la fase de aplicación y durante la fase de secado y curado. Muchos defectos en los recubrimientos fueron descritos en el Nivel 1 del CIP En particular, el inspector puede observar: Agujeros pequeños y ampollas, los cuales pueden indicar problemas en la formación de la película debido a una mala proporción de solvente o a la temperatura del sustrato. Ojos de pescado, los cuales pueden indicar una superficie contaminada Suciedad en la película, la cual puede indicar un pobre mantenimiento durante la aplicación. Un atomizado seco, el cual indica un manejo inadecuado de la operación de la atomización Escurrimientos, arrugas y discontinuidades, lo cual indica una técnica inadecuada de atomización Sobre-atomizado encima de las superficies adyacentes, lo cual puede indicar la necesidad de un mejor sistema de contención. Una de las tareas de inspección de recubrimientos más reconocidas es la medición del espesor de las película seca (DFT). El inspector deberá: Asegurarse que su medidor de DFT esté calibrado de manera adecuada y frecuentemente deberá calibrar su medidor con el medidor del contratista. Cualquier desviación deberá ser registrada e incluida en los resultados reportados. La medición del DFT con el instrumento especificado y la frecuencia especificada. Si no se especifica alguna frecuencia, se deben realizar 15 mediciones por cada 9.3 m2 (100 pies2) (estándar SSPC-PA 2) es una cantidad razonable de uso Asegurar que la medición de DFT caiga dentro de los requerimientos de la especificación



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Reportes Diarios La principal tarea del inspector es la de registrar los detalles técnicos del proyecto. Se ha dicho anteriormente que los proyectos pueden variar en cuanto a los requerimientos del inspector y sus reportes. La mayoría de los clientes tienen sus propios formatos de reporte, o pueden sentirse satisfechos usando el formato propio de la compañía elegida para realizar la inspección externa. En caso de ser necesario, el inspector puede idear un formato propio de reporte que sea aceptable para el cliente. Cualquiera que sea el formato de reporte elegido, el inspector deberá: Llenar el formato tan completa y precisamente como le sea posible. Es buena idea el escribir “No Aplica” o “Ninguno” en los espacios donde no se requiere reportar. Esto puede ser más informativo para el cliente que simplemente dejar los espacios en blanco. Si algún formato de reporte tiene un espacio para 5 mediciones de DFT, el inspector deberá de tratar de registrar las 5 mediciones de DFT. Hacer el reporte ordenado y legible usando un diccionario o un corrector de ortografía cuando lo necesite. Llenar el reporte conforme progrese el día. A mayor postergación del reporte, menores son las posibilidades de completarlo de forma precisa. Entregar los reportes a tiempo

Limpieza del Sitio De la misma forma que se ha dicho que el cuidado del equipo de aplicación es responsabilidad del aplicador, y no del inspector, se dice que la limpieza del sitio también. Sin embargo, un sitio que no se mantiene arreglado a lo largo del proyecto, o que no se limpia al final del proyecto puede constituir una cuestión se seguridad riesgosa. Podría reflejar adversamente sobre la imagen tanto en el aplicador como del inspector. Al menos, el inspector deberá: Comentar con el aplicador las fallas en las prácticas de limpieza y mantenimiento del orden. Si esto no logra una mejora en el orden, deberá reportar al cliente por escrito.



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En el clima actual de restricciones legales en cuanto a los desechos peligrosos, la limpieza en general del sitio y la disposición de los desechos en particular son temas que conciernen a todas las partes. El inspector deberá: Tener presente la naturaleza de los desechos y de las restricciones en cuanto a su recolección, manejo y/o disposición. Mantener informado al cliente de las practicas en el manejo de los desechos peligrosos Asegurar que el manejo de los desechos tóxicos cumpla con los requerimientos de la especificación o reportar por escrito la inconformidad.

Seguridad Las regulaciones de seguridad que rigen un proyecto, deberán estar detalladas en la especificación. El inspector tiene el deber de cuidarse a si mismo, primeramente, pero también al resto del personal en el sitio de trabajo y al cliente también. El deber del cuidarse requiere que el inspector tome todas las precauciones necesarias para protegerse a sí mismo, y a sus compañeros de trabajo y usar su experiencia y conocimientos para prevenir los accidentes. Como un ejemplo, el inspector deberá: Familiarizarse con la ubicación de las instalaciones médicas, teléfono, sistemas de advertencia de peligro, y rutas/practicas de evacuación, etc. Cumplir con todos los requerimientos de seguridad que apliquen en el sitio de trabajo Reportar cualquier práctica laboral insegura, con la autoridad adecuada (usualmente el cliente) Todos los deberes anteriores se han establecido como ejemplos de los procesos de inspección y podrán ser modificados para ajustarse a un proyecto en particular. La inspección de recubrimientos es un trabajo variante, y el inspector probablemente siempre encontrará nuevas situaciones y exigencias de su experiencia. El inspector deberá tratar de aplicar los mejores principios de control de calidad mientras mantiene la integridad por lo cual su cliente le emplea.


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Estudio del Caso D

Nivel 2

Capítulo 27 Caso Estudio D


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Estudio del Caso D

Caso Estudio “D” Usted es el inspector (el único inspector) de un trabajo de recubrimiento para un tanque de almacenamiento de petróleo crudo. La especificación requiere de un espesor de 100 a 150 μm (aproximadamente 4 a 6 mils) por capa y con un total de aplicación de tres capas. El contratista trabaja con un contrato de precio fijo, y se le exige proporcionar la pintura como parte de sus compromisos de dicho contrato. Por alguna razón, ha sido difícil conseguir el espesor especificado, aunque después de la primera capa, usted está contento de que el contratista ahora tiene una actitud menos difícil al tratar este punto. Usted ha sido muy cuidadoso en tomar y registrar las medidas del espesor según la especificación, después de la aplicación de la primera y segunda capa. Sin embargo, ha habido un número de áreas donde el espesor mínimo apenas se ha logrado. Usted ha registrado un número de áreas dónde el espesor es justamente de 200 μm (aproximadamente 8 mils). El medidor que usted está usando es el último microprocesador de medidores DFT que registra las lecturas en la memoria y puede realizar una variedad de funciones estadísticas, etc. Al retirarse a su cuarto para pasar la noche, hace un buen uso de sus horas nocturnas organizando sus notas de campo. Una vez hecho este trabajo, usted saca su medidor de DFT para verificar la calibración, y descubre que ha estado usando el medidor de manera incorrecta y que todas sus lecturas tienen un error de por lo menos 50 μm (2 mils) hacia arriba. Usted calcula que las áreas de menor espesor del tanque no alcanzan 200 μm (aproximadamente 8 mils), sino sólo alrededor de 150 μm (aproximadamente de 6 mils). Usted sabe que el contratista, que ha estado cuidando que los pintores sean muy cuidadosos al verificar frecuentemente su trabajo con un medidor WFT, va a querer aplicar el recubrimiento para la tercera capa a un WFT, el cual dará cuando mucho cerca de 100 μm (aproximadamente 10 mils) en la mayoría de los lugares, en vez de los 12 requeridos por la especificación. ¿Cómo lidiaría usted con esta situación?


Galvanizado por Inmersión en Caliente

opera

Nivel 2 Capítulo 28 Galvanizado por Inmersión en Caliente

Programa para Inspector de Recubrimientos Nivel 2 © NACE Internacional,Enero, 2007

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Galvanizado por Inmersión en Caliente Introducción En el nivel I de CIP, discutimos una variedad de formas para aplicar los recubrimientos al acero y al concreto. Muchos de estos métodos eran operaciones portátiles o de campo que también podrían ser usados en las fábricas o en los talleres. A continuación discutiremos algunos de los métodos de aplicar los recubrimientos a metal, tanto en campo como en plantas. Nuestros objetivos es lograr familiarizarnos con: Aplicación de recubrimientos por: - Galvanizado por inmersión en caliente en planta - Sherardizado (galvanizado por calentamiento con polvo de zinc en cámaras cerradas) - Aluminizado Posteriormente observaremos otras técnicas de recubrimiento en planta, tales como: Inmersión Flujo Inundación Rodillos Electro-recubrir

Inmersión en Caliente La inmersión en caliente consiste de sumergir el objeto a ser recubierto en un baño de metal fundido durante un periodo corto de tiempo. Además del zinc se pueden utilizar otros metales, pero nos enfocaremos principalmente a la inmersión en caliente con zinc, que se llama galvanizado por inmersión en caliente. En esta sección discutiremos brevemente: La seguridad en la inmersión en caliente Los procesos de inmersión en caliente



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El efecto de la inmersión en caliente Las superficies empalmadas La calidad del galvanizado por inmersión en caliente

Seguridad por Inmersión en Caliente El proceso de inmersión en caliente involucra el uso de metal fundido, y el inspector de recubrimiento deberá tener especial cuidado y precaución cuando se trabaje alrededor de los tanques de inmersión en caliente.

Figura 28.1: Tanques de Galvanizado por Inmersión en Caliente El inspector deberá aprender y observar todas las reglas de seguridad en la planta y atenerse a todas las regulaciones gubernamentales pertinentes relativas al proceso de inmersión en caliente. El inspector deberá estar conciente de lo siguiente: Los artículos sumergidos en caliente permanecerán calientes por un tiempo. Antes de realizar pruebas o tocarlos se debe asegurar que el objeto esta suficientemente frió. El metal fundido puede salpicar bastante más allá del tanque. Algunas veces cuando los ductos están siendo galvanizados se sumergen demasiado rápido, el vapor de agua en el ducto se expande rápidamente causando que el zinc fundido se dispare hacia afuera del ducto y viaje alguna distancia.



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El hidrogeno nascente (generado), tomado por el acero durante el encurtido (pickling) (si la superficie a galvanizar es suficiente grande tal como ocurre en los enrejados), puede ser liberado lo suficientemente rápido y en una cantidad suficientemente grande para quemarse en el aire sobre el contenedor de inmersión.

Proceso de Inmersión en Caliente Hay varias etapas mayores en el proceso de inmersión en caliente. Preparación de la Superficie El material a ser galvanizado por inmersión en caliente deberá estar libre de escorrias de soldadura, calamina enrollada, pinturas, barnices, aceites y grasas. Las superficies que se traslapan deberán de estar limpias antes de fabricarse, debido a que cualquier residuo de aceite o grasa se puede atrapar humedad, lo cual crea una condición peligrosa durante el proceso de inmersión en caliente. La inmersión en el zinc fundido cambia esta humedad en vapor, el cual causa mini explosiones en el baño de zinc, produciendo áreas sin recubrir adyacentes a las áreas sin sellar, así como creando una condición de peligro potencial. La limpieza de las piezas fabricadas se realiza generalmente en dos pasos. La pieza se sumerge en un baño cáustico caliente, o en una solución similar, para remover aceite, grasas o cualquier otro contaminante orgánico. A continuación, la pieza es cuidadosamente enjuagada con agua limpia e inmersa en un baño ácido mineral (usualmente ácido sulfúrico o clorhídrico) para remover óxidos, calamina y cualquier otro contaminante inorgánico. Después del enjuagado, la pieza está lista para el siguiente paso -fluxión-(fluxing).

Ocasionalmente, después de la operación de desengrase, el acero puede ser limpiado abrasivos secos. Las piezas realizadas en moldes deben ser limpiadas con abrasivos para remover la arena quemada durante la operación de fundido.



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Figura 28.2: Tanque de Encurtido con Ácido Fluxión (Fluxing) Durante el proceso de limpieza y manejo, se pueden formar óxidos sobre la pieza. Para remover estos óxidos y preparar el acero para la inmersión en zinc fundido, la pieza que se trabaja es: -

Sumergida en una solución de pre-fluxión acuosa, o

-

Pasada a través de una capa fundida de zinc sobre la superficie del contenedor de inmersión en caliente

Inmersión Todos los tipos acero al carbón y aleaciones de acero comunes, así como moldes para hierro y acero pueden ser galvanizados. Esto incluye materiales que pueden ir desde tuercas, y tornillos hasta grandes piezas fabricadas.

El tanque de inmersión en caliente más grande de los Estados Unidos puede galvanizar objetos de hasta 25 metros (82 pies) de largo, en una sola inmersión. Los objetos más grandes que este tanque, se pueden galvanizar con el procedimiento referido como doble inmersión (la primera inmersión de un extremo y la segunda inmersión del otro).



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Figura 28.3: Pieza Fabricada Siendo Sumergida en un Baño de Zinc Las pequeñas piezas fabricadas se pueden montar sobre rejillas e inmersas por lotes. Las piezas más grandes se sumergen individualmente. Los pequeños objetos incluyendo tuercas y tornillos se pueden colocar en canastas perforadas y entonces sumergidos.

Figura 28.4: Canastas Perforadas para Sumergir Pequeñas Piezas El acero en hojas puede ser continuamente galvanizado a una alta velocidad. Las hojas de acero se pueden sumergir individualmente en una secuencia rápida.



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Figura 28.5: Viga de Acero saliendo de la Inmersión de Zinc La pieza que se esta trabajando permanece en el zinc fundido hasta que la reacción de la aleación se completa. Dependiendo de la composición química del acero y la configuración y masa del material que se recubre, este proceso puede tomar desde treinta segundos hasta ocho horas. Generalmente la pieza que se está trabajando debe obtener una temperatura en el baño de zinc, el cual podrá variar entre los 450 a 475º C (800 a 875º F). La mayoría de los galvanizadores prefieren mantener las temperaturas de sus tanques de galvanización en el lado mas frío para prolongar la vida del tanque. Los tanques de galvanización están generalmente hechos de acero de alto grado, de 30 a 35 mm (1 a 1.5 pulgadas) de grosor que usualmente llega a durar de dos a cinco años. Cuando la acción de la aleación se completa, el acero se remueve del contenedor para enfriarse con aire o puede ser sumergido en un tanque con agua. La operación de enfriamiento “congela” cualquier reacción posterior (aleación) entre el acero y el recubrimiento del zinc. Tratamientos posteriores



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Figura 28.6: Pieza Fabricada en Acero saliendo del Baño de Galvanización

Figura 28.7: Galvanizado de Ductos con Pequeño Diámetro Los tratamientos posteriores se realizan para producir uno o más de los siguientes resultados: -

Reducción del espesor del recubrimiento, el cual se realiza quitando una parte de metal fundido adherido al metal del objeto conforme sale del baño. Esto se hace



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usualmente con los rodillos, frotado, con un proceso de centrifugado, o sopladores de aire. Esta operación debe realizarse mientras el recubrimiento aun permanece fundido. -

El mejoramiento de las propiedades o la apariencia del recubrimiento se puede lograr con tratamientos como el cromado, el fosfatado, el enrollado ligero, o nivelación con rodillos.

-

Cambio en las características del recubrimiento. Los recubrimientos de zinc por inmersión en caliente son algunas veces recalentadas para convertir todo el recubrimiento en una aleación. Los recubrimientos de aluminio intencionados para resistir al calor pueden ser convertidos en una aleación de esta misma forma. El aluminio puede ser anodizado y teñido en colores atractivos.

Todos estos tratamientos posteriores, excepto el anodizado, inician inmediatamente después del proceso de inmersión en caliente y están considerados como parte del proceso de recubrimiento. Inspección En cada paso del proceso de inmersión en caliente y después de la operación completa, la pieza que se trabaja deberá ser inspeccionada para asegurarse que se cumple con la especificación.

Efecto del Galvanizado por Inmersión en Caliente Cuando la pieza de acero que se está trabajando se sumerge en un baño de zinc fundido, el proceso de aleación (recubrimiento) entre el acero y el zinc comienza inmediatamente. El tipo y espesor de este recubrimiento está influenciado principalmente por la reacción entre el metal base y el zinc fundido. El recubrimiento galvanizado más común esta compuesto por tres aleaciones con las siguientes relaciones de aleación hierro y zinc: Gamma (cercano al acero) de 75% zinc y 25% hierro Delta de 90% zinc y 10% hierro Zeta de 94 zinc y 6% hierro La capa exterior, Eta, tiene la misma composición que el baño al 100% de zinc. Esta imagen ilustra una sección transversal microscópica de un recubrimiento inmersión en caliente.


por


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Figura 28.8: Composición de la Aleación de un Recubrimiento galvanizado

Figura 28.9: Sección Transversal Microscópica de un Recubrimiento galvanizado por Inmersión en Caliente

Superficies Empalmadas Las superficies que dependen de la fricción para mantener sus elementos estructurales en su lugar no deberán ser galvanizados por inmersión en caliente, debido a que este tratamiento reduce ampliamente el posible coeficiente de fricción entre las superficies.



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Figura 28.10: Superficies Empalmadas Este diagrama de una superficie empalmada muestra dos piezas de acero unidas por tornillos. Una fuerza ejerce sobre una de las piezas. Los tornillos mantienen a las piezas en contacto ajustado para no resistir las fuerzas de corte. La fricción entre las dos piezas atornilladas mantiene al acero en su lugar. Si estas superficies fueran galvanizadas, la fricción podría disminuir considerablemente, colocando una mayor fuerza de corte sobre los tornillos y posiblemente conduciendo a una falla mecánica en la unión.

Calidad del Galvanizado por inmersión en Caliente Algunos temas sobre la calidad que se relacionan con el galvanizado por inmersión en caliente incluye: Alteración de las propiedades del sustrato Diseño de las piezas de trabajo El espesor del recubrimiento y la vida útil de éste Adhesión Apariencia



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Alteración de las Propiedades del Sustrato La alteración de las propiedades de ciertos tipos de acero puede afectarse por ciertos procesos incidentales al proceso de galvanizado por inmersión en caliente, tales como la saturación después de la inmersión en caliente.

Diseño y fabricación de la pieza de trabajo El diseño y la fabricación de la pieza que se trabaja pueden afectar la calidad en una forma variada, incluyendo: Soldaduras discontinuas, cavidades y/o otras áreas donde el ácido, utilizado como salmuera (pickling), se puede quedar atrapado. Este ácido atrapado puede: - Vaporizarse rápidamente durante la inmersión en caliente, causando posibles daños a la pieza que se está trabajando. - Escurrirse, causando manchas u otro deterioro sobre el recubrimiento. Las áreas donde se pueden formar burbujas o bolsas de aire, las cuales impiden que el zinc fundido entre en contacto con el sustrato. Las piezas demasiado grandes para sumergirse en el tanque. Estas piezas pueden sumergirse por partes primero una sección y después la otra. Es importante asegurar que el área de traslapes sea adecuadamente recubierta. Puede ocurrir el pandeo de las piezas de trabajo debido a diferentes calibres o diseños asimétricos. Metales diferentes. Idealmente, una pieza de trabajo para ser galvanizada por inmersión en caliente deberá ser de la misma aleación del acero; las diferentes aleaciones del acero tienen diferentes características de galvanizado.

Espesor del Recubrimiento y la Vida Útil del Servicio El propósito del galvanizado por inmersión en caliente es el proteger al acero de la corrosión; la duración de este tiempo de protección se puede estimar razonablemente, a éste se le denomina a veces vida útil en servicio.



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La vida útil en servicio usualmente está relacionada directamente con el espesor del recubrimiento protector de zinc y generalmente está determinada por la cantidad de zinc depositado donde el recubrimiento es más delgado, en vez del espesor promedio del recubrimiento. El espesor promedio puede ser determinado por el peso. Las piezas a ser galvanizados son pesadas después del encurtido (pickling) y secado, luego pesadas nuevamente después de galvanizar. O una muestra de peso y área conocida con la misma composición del objeto a ser galvanizado, se puede adjuntar a este objeto. El recubrimiento de zinc se pesa y entonces se determina dividiendo la ganancia en peso entre el área total de las piezas galvanizadas. Entonces, una ganancia total en peso de 680 grs. (24 onzas) sobre un área total de aproximadamente 1 m2 (10 pies2) es igual a 680 g/m2 de recubrimiento (2.4 onzas/ pie2). Los requerimientos para la especificación ASTM sobre el peso del recubrimiento para algunos productos galvanizados por inmersión en caliente están listados en la tabla 28.1.


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Tabla 28.1 Comparación de los Requerimientos para Peso de los Recubrimientos de los Productos Galvanizados por Inmersión en Caliente (Especificación ASTM) ASTM

Clase de Material

Especificación

Productos fabricados a partir de acero forjado, enrollado, prensado, y moldeado en placas, varillas y laminas:

A123

De 1/8 pulgada a 3/16 de pulgada de grosor De ¼ y mas gruesas FIERROS: Clase A Fundidos: Hierro gris, hierro maleable y acero Clase B artículos enrollados, prensados o forjados (excepto aquellos incluidos en las clases C y D): B-1 de 1/16 de pulgada y de mayor grosor así como de mas de 15 pulgadas de longitud B-2 por debajo de 3/16 de pulgada de grosor y mas de 15 pulgadas de largo B-3 de 15 pulgadas y de menor longitud pero con un grosor cualquiera Clase C Sujetadores y artículos similares (de mas de 3/8 de pulgada de diámetro. Rondanas de 3/16 y ¼ de pulgada de grosor) Clase D Sujetadores (de mas de 3/8 pulgada y de menor diámetro, remaches, clavos, y artículos similares. Rondanas de menos de 3/16 de pulgadas de grosor)

Peso mínimo de recubrimiento de zinc, onza/pie cuadrado de superficie (a) Promedio de Cualquier Especimenes espécimen probados (b) individual

A153

2.0

1.8

2.3

2.0

2.00

1.80

2.00

1.80

1.50

1.25

1.30

1.10

1.25

1.00

1.00

0.85

(a) En el caso de piezas largas, tales como varillas de anclas y piezas similares de más de 5 pies de largo, el peso de recubrimiento y uniformidad deberá ser el promedio de la determinación hecha en cada extremo y en el centro del objeto. En ningún caso, las mediciones individuales estarán por debajo del mínimo mostrado en la columna “Cualquier espécimen individual” (b) El número de especimenes a ser probados por orden, deberá ser conforme a lo especificados en ASTM B602 o como lo haya especificado el comprador


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Tabla 28.1 Comparación de los Requerimientos para los Recubrimientos Pesados de los Productos Galvanizados por Inmersión en Caliente (Especificación ASTM)

Clase de Material

Especificación ASTM

Peso mínimo de recubrimiento de zinc, onza/pie cuadrado de superficie (a) Promedio de Cualquier Especimenes espécimen probados (b) individual

Montajes: Clase A -Fundidos: Hierro “Gris”, Hierro maleable, Acero

2.00

1.80

2.0

1.80

4.5

1.25

Clase C –Pernos y tornillos (de 3/8 de pulgada en diámetro) y piezas similares

1.25

1.00

Clase D –Pernos y tornillos (de 3/8 de pulgada y debajo en diámetro, artículos similares

1.00

0.85

Clase B –Acero enrollado, prensado y forjado: B-1 de 1/16 pulgada y mayor grosor B-2 debajo de los 3/16 de pulgada de grosor

A386

Pernos de alta resistencia

A325

1.25

1.00

Pernos de torres

A394

1.25

1.00

Clase C

A153

“Inspección de productos galvanizados por inmersión en caliente después de su fabricación”, Asociación Americana de Galvanizadotes por inmersión en caliente, 1000 Vermont Avenue,N.W., Washington D.C. 2005. Reproducido con autorización.



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El peso de los recubrimientos de zinc se puede convertir a una medida de espesor promedio estimada multiplicando el peso del recubrimiento por un factor de conversión. El factor de conversión es 1.7 para obtener una medida de espesor estimado en milésimas de pulgada cuando el peso está dado en onzas por pie cuadrado, y 0.14 para obtener el espesor promedio estimado en micras cuando el peso esta dado en gramos por metro cuadrado. Entonces, si se determina que el peso del recubrimiento es 305.2 g./m2 (1 onza/pie2), el espesor promedio estimado será 43 µm (1.7 mils) La tabla 28.2 en sus notas muestra los factores de conversión de algunos pesos de recubrimientos típicos a espesores. Debe notarse que esta es una medida del espesor promedio estimado. Teóricamente podría haber lugares sin galvanizar y algunos lugares con espesores triples afectando el peso promedio general.


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Tabla 28.2 Conversión del Peso del Recubrimiento de Zinc al Espesor Promedio Estimado del Recubrimiento Factores de Conversión 1 Milésima de pulgada = 25.4 µm 1 onza = 28.35 gramos 1 onza/pie2 x 1.7 = 1.70 milésimas de pulgada 1000 gramos/metro2 x 0.14 = 1.40 µm

Ejemplos de conversión Superficie “Ingles” (onza/pie2)

1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00

Espesor Estimado (milésimas de pulgada)

1.7 2.1 2.6 3.0 3.4 3.8 4.3 4.7 5.1

Superficie Métrico (gramo/metro2)

305.2 381.5 457.8 534.1 610.3 686.7 762.9 839.3 915.5


Espesor Estimado (micrómetros)

42.7 53.4 64.1 74.8 85.4 96.1 106.8 117.5 128.2


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Determinación del espesor del recubrimiento por remoción química del recubrimiento (Estándar ASTM Método de prueba A90 [Vol. 01.06]) Una muestra preparada adecuadamente, que se ha adjuntado a una pieza de trabajos grande se sumerge en caliente. La muestra recubierta es entonces limpiada con un solvente adecuado para remover la grasa; se seca y se pesa, y luego se sumerge en una solución química que disuelve en el recubrimiento de zinc. La pieza ahora sin recubrimiento, se enjuaga, seca y se vuelve a pesar. Este peso se resta del peso original dando por resultado el peso del recubrimiento de zinc, del cual el espesor del recubrimiento promedio puede ser calculado. Mientras los métodos de remoción y pesado del recubrimiento dan una medición relativamente confiable del peso promedio del recubrimiento para un recubrimiento de zinc, éstos métodos no proporcionan una información sobre que tan homogéneamente esta distribuido el recubrimiento. Una variante de este método es la Prueba de Priece, el cual usa la remoción química para probar el espesor del recubrimiento galvanizado sobre una cerca ciclónica. Podrán haber visto la cerca calificada con una 10M, por ejemplo, lo cual significa que de acuerdo al criterio de prueba, el recubrimiento puede ser sumergido en ácido durante diez intervalos de un minuto antes de que falla el recubrimiento. Prueba Magnética de espesor También se pueden utilizar instrumentos magnéticos de prueba para medir espesores del recubrimiento del tipo 1 y 2.

Adhesión Un recubrimiento de galvanizado por inmersión en caliente, debe tener la suficiente adhesión para satisfacer las especificaciones del trabajo. El inspector de recubrimientos debe notar que la adhesión se puede afectar por el metal base. Los recubrimientos de galvanizado por inmersión en caliente, aplicados a aceros con alto grado de silicón pueden presentar una pobre adherencia.



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El inspector de recubrimientos debe comprender los requerimientos de adhesión y asegurar que el grado de adhesión requerido se cumpla con la especificación. Un método reconocido para probar la adhesión del recubrimiento galvanizado es la: Prueba de Cuchilla Este método no es una medida real del anclaje metalúrgico del recubrimiento galvanizado al acero base, pero puede servir como una medida rápida de la adhesión en el campo. El inspector usa una cuchilla filosa y aplica una presión considerable para remover una porción del recubrimiento. Dependiendo de la especificación del trabajo, la adhesión usualmente se considera satisfactoria cuando es posible remover sólo pequeñas partículas del recubrimiento. No deberá ser posible quitar cualquier porción del recubrimiento en hojuelas grandes para dejar expuesto el sustrato de acero o hierro.


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Tabla 28.3 Inspección Visual de las Piezas Galvanizadas por Inmersión en Caliente Condiciones Zonas desnudas

Rugosidad general

Protuberancias de escoria Ampollas Grumos y Escurrimientos

Inclusiones de fluxión

Inclusiones de ceniza

Apariencia gris mate o manchada

Manchas de oxido

Manchas de humedad por almacenamiento (oxido blanco)

Causas Residuos de pintura, grasa o aceite sobre el acero Residuos de oxido o calamina Escorria de la soldadura Defectos de enrollado Arena incrustada en fundición Secado excesivo Exceso de aluminio Piezas en contacto durante el galvanizado Composición o condición original de la superficie del substrato Sobre exposición al baño de ácido Manejo en frio disparejo Alta temperatura de galvanizado y/o largo periodo de inmersión Partículas de escoria atrapadas Defectos en la superficie en el substrato Absorción de Hidrogeno Velocidad del retiro alta Baño de galvanizado frío Escurrimiento demorado de empalmes, uniones, etc. Piezas en contacto durante el retiro del baño Fluxión viejo quemado durante la inmersión Residuos de la superficie en el acero Fluxión recogida de la superficie del baño Ceniza quemada e incrustada durante la inmersión Ceniza recogida de la superficie del baño Composición del substrato (alto contenido de silicio, fósforo o carbón) Trabajo en frio severo Enfriamiento lento después del galvanizado Filtración de ácido, etc. desde empalmes y dobleces Almacenamiento cercano o encima de material oxidado Almacenamiento de artículos apretujados bajo condiciones húmedas Empacado de los artículos húmedos


Argumentos para rechazar Si, excepto donde las manchas son muy pequeñas y factibles de reparar (parchar)

No, excepto por acuerdo previo

No, a menos que la contaminación sea muy densa No, si esto es debido a la composición del acero No, excepto por acuerdo previo

Si Si Si, a menos que se remueva Si, cuando los grumos grandes

sean

No, no si es debido al acero, o composición o condición severa o limitada a algunas áreas No

No, el ataque por lo general es superficial. Posiblemente se puede prevenir o retardar con un tratamiento con cromato después de la galvanización.


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Apariencia Los requerimientos básicos para un acabado de un recubrimiento galvanizado es que éste debe ser relativamente suave, continuo, lustroso, y libre de imperfecciones rugosas en la superficie, tales como fisuras, descarapeladas, zonas sin recubrir, grumos, ampollas, e inclusiones de fluxión, ceniza o escoria. La suavidad es un término relativo, y la especificación del trabajo debe ser el factor determinante en el ajuste de las tolerancias para la suavidad. El recubrimiento galvanizado debe ser continuo para proveer una protección a la corrosión óptima. Las técnicas de manejo para el galvanizado pueden requerir el uso de cadenas, cables, u otros dispositivos de sujeción para sumergir los materiales en el contenedor de galvanizado si el objeto ya no cuenta con dispositivos adecuados para la elevación. Las diferencias en el color y lustre de los recubrimientos galvanizados generalmente no afectan significativamente a la resistencia a la corrosión y la presencia o ausencia de brillitos (cristales de zinc) no tienen efectos sobre el desempeño del recubrimiento. Este brillito conocido, hallado en los productos galvanizados es simplemente un factor primario de cristalización. Depende principalmente de los elementos como la química del baño de zinc, la velocidad de enfriado, el método para encurtir, la química del acero, y el espesor del recubrimiento. De hecho, los recubrimientos galvanizados de gris mate o gris mate manchados, dan una vida útil en servicio igual a los recubrimientos brillosos o con brillosos. Aquí se muestra una superficie galvanizada por inmersión en caliente típica. Es de un gris plateado y tiene brillitos de diferentes tamaños.

La velocidad del enfriado tiene un efecto directo sobre la brillantez de la superficie y sobre el tamaño de los brillitos. Un enfriamiento más rápido usualmente resulta en un recubrimiento más brilloso con brillitos más pequeños. La composición de la aleación del metal base también afecta su apariencia



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Figura 28.11: Superficie Galvanizada Típica Algunas condiciones que se pueden notar en la inspección visual de las piezas galvanizadas por inmersión en caliente incluyen: Zonas descubiertas Rugosidad general Protuberancias de escoria Grumos y escurrimientos Inclusiones de fluxión Inclusiones de cenizas Recubrimientos galvanizados de gris mate Apariencia manchada Manchas de óxido Óxido blanco Estas condiciones y causas se listan en la tabla 28.3. Estas condiciones fueron mencionadas en el resumen de la diapositiva que vimos anteriormente, pero debido a su importancia, vamos a revisarlas nuevamente.



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Figura 28.12: Zonas Desnudas Causadas por Aceite, Grasas, etc. Como se vio en la tabla 28.3, las zonas desnudas pueden ocurrir por una variedad de razones. - Residuos de pintura, grasa, o aceite sobre el acero, que si no son removidos previamente a la galvanización por inmersión en caliente, pueden causar áreas localizadas negras o sin galvanizar en un recubrimiento galvanizado que en otros sentidos es normal. Estas áreas pueden variar en color desde el gris al negro al marrón oscuro, pero no se forma ningún recubrimiento galvanizado. - Calamina o laminaciones de óxido sobre un producto de acero o hierro es causado por el proceso de fabricación del artículo. Un área negra localizada o sin galvanizar en un recubrimiento de otra forma normal puede ocurrir, si la calamina no ha sido removida. Estas áreas sin galvanizar también pueden ocurrir en un patrón lineal o en ángulo, acanalado, o en cualquier otro producto enrollado.

Figura 28.13: Área Sin Galvanizar Causada por Calamina - La escorria residual de soldadura también pueden causar un área negra o sin galvanizar



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Figura 28.14: Áreas Soldadas Sin Galvanizar - Los defectos de enrollado en el acero pueden ser considerados ampliamente como discontinuidades que han estado cerradas y elongadas durante su enrollamiento, pero no han sido soldadas. Ejemplos de estas son las laminaciones, empalmes y dobleces, y las impurezas no metálicas enrolladas dentro de las superficies metálicas. Defectos de este tipo algunas veces se detectan antes o después del encurtido, pero no pueden ser aparentes hasta que se abren por el calor del baño de galvanizado. Defectos menores en el material básico se pueden remover por un esmerilado localizado, pero poca reclamación es posible cuando la presencia del acero es seriamente defectuosa.

Figura 28.15: Zona Desnuda Causada por un Defecto en el Enrollamiento - Otras causas de zonas desnudas incluyen: * Arena incrustada en fundiciones: Esta condición puede prevenir que se forme un recubrimiento galvanizado. La arena y otras incrustaciones en la superficie no se remueven mediante el empleo de ácido, y se requiere una limpieza con abrasivos de



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las fundiciones generalmente para que se obtenga una superficie limpia para ser galvanizada. * Sobresecado: Si el tiempo entre la pre-fluxión y el galvanizado se prolongan demasiado o si la temperatura de secado es demasiado alta, la protección contra la corrosión que se consigue mediante una pre-fluxión se puede perder. Eso se indica por una apariencia de tipo oxidosa sobre el artículo galvanizado. La apariencia del recubrimiento galvanizado es similar, en casos extremos, al que se encuentra en situaciones de preparación inadecuada. * Aluminio excesivo: Algunas veces una condición referida como puntos negros puede ocurrir si el contenido de aluminio en el baño, o sobre el cual la nata de fluxión es usada, es demasiado alto. No se deberá experimentar ningún problema si el contenido de aluminio del baño se mantiene debajo del aproximadamente 0.01%, el cual es muy superior al rango necesitado para que el recubrimiento sea brilloso. * Artículos en contacto: El zinc en el baño de galvanizado deberá tener acceso libre a todas las partes de la superficie. Los artículos que entren y pasen a través del baño de galvanizado no deberán estar en contacto o muy cercanos uno del otro. * Gotas removidas inadecuadamente. Rugosidad general

Figura 28.16: Rugosidad General

Un recubrimiento muy rugoso se refiere a los componentes galvanizados con una superficie rugosa muy marcada. Esto puede incluir recubrimientos que tienen una superficie rugosa de



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por sí y en algunos casos pueden involucrar a algunas configuraciones de superficie de tipo ranura. Un recubrimiento de tipo rugoso usualmente es causado por un crecimiento excesivo o heterogéneo de la capa de aleación. Esta composición es atribuible a la composición química del acero o la condición original de la superficie. La irregularidad de la capa de la aleación tiende a incrementarse con su espesor; por lo que los recubrimientos más pesados son usualmente más rugosos que los ligeros. Cuando se aplican protecciones gruesas, no se puede evitar cierto grado de rugosidad. Protuberancias de escoria

Figura 28.17: Protuberancia de Escoria Las protuberancias de escoria, aparecen como grumos pequeños y duros sobre una superficie y de todos los otros sentidos, normal y galvanizada. Estas protuberancias son resultado de la agitación de la capa de escoria que se encuentra en el fondo del baño o del dragar material a través de la capa de escoria. Es mucho menos probable que un contenedor limpio produzca estos defectos. La escoria que se incorporo en el recubrimiento impide el drenado del zinc en el baño en el área inmediata y ocurre la accumulación. Algunos creen que es debido a que la escoria consiste de la misma aleación hierro-zinc que el recubrimiento, puede proveer la misma protección a la corrosión que el recubrimiento galvanizado normal, sin embargo, éste puede no ser el caso. Usted puede estar interesado en saber que esta escoria se remueve del contenedor de galvanizado y puede ser: - Reclamada y re-vendida a galvanizadores u otros usuarios del zinc, o - Procesados en polvo de zinc para recubrimientos ricos en zinc



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Grumos y escurrimientos Un recubrimiento grumoso y desigual resulta cuando la velocidad de retirada del baño de zinc es demasiado rápida o la temperatura del baño es demasiado baja para permitir que el zinc se escurre dentro del baño. El escurrimiento también puede ser causado por un drenaje lento de los hoyos de los pernos; dobleces, empalmes, y otros pequeños huecos donde se junta el zinc, y son consecuencia directa del diseño del producto.

Figura 28.18: Drenaje desigual En caso de ser requerido, se pueden evitar las gotas mediante el limar u otros métodos. El inspector deberá buscar discontinuidades donde se ha removido o rebajado gotas sin cuidado.



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Inclusiones de Fluxión

Figura 28.19: Inclusiones de Fluxión Las inclusiones de fluxión se pueden originar en diferentes formas. La fluxión vieja o gastada, por ejemplo, tiende a adherirse sobre el acero en lugar de separarse limpiamente de la superficie conforme es sumergida la pieza. Esto tiende a ocurrir incluso con la fluxión activa, si hay residuos de grasa, laminación, u otros contaminantes superficiales, que resisten a la acción de limpieza de la nata de fluxión. En ambos casos, las inclusiones están asociadas con zonas desnudas del recubrimiento. Las manchas negras formadas por las partículas de fluxión incluidas son distinguibles de manchas de suciedad, marcas de salpicaduras, y otros tipos de contaminación menos dañinos debido a su tendencia a recoger la humedad. Inclusiones de ceniza

Figura 28.20: Inclusiones de Ceniza



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Las inclusiones de ceniza, son ceniza de zinc, la película de óxido que algunas veces se desarrolla en la superficie del baño galvanizado. De igual manera que la fluxión, la ceniza se puede quemar sobre el acero durante el sumergimiento, o se puede recoger de la superficie del baño durante el retirado. Las inclusiones de ceniza, pueden ocurrir en piezas de trabajo que son muy engorrosas y requieren un lento retirado del baño. Recubrimientos galvanizados de gris mate

Figura 28.21: Recubrimientos Galvanizados de Gris Mate Una apariencia gris o manchada se desarrolla durante el enfriamiento y es causada por la difusión de la fase de la aleación hierro-zinc sobre la superficie del recubrimiento. Esto usualmente aparece como una mancha opaca localizado sobre una superficie normal, aunque en casos extremos se puede extender sobre la superficie completa del acero. Los recubrimientos opacos, usualmente más frágiles, pueden ocurrir sobre el acero con: - Silicio - Fósforo - Alto contenido de carbón Un recubrimiento gris es más frecuentemente encontrado en las secciones gruesas que se enfrían lentamente, y con ciertos tipos de acero tales como aquellos que tienen un relativamente alto contenido de silicio y fósforo, o acero trabajado en frío severo, todos los cuales pueden exhibir un crecimiento de la aleación anormalmente rápido. Manchas de oxido



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Figura 28.22: Recubrimiento Galvanizado de Gris Opaco Las manchas de óxido pueden ser causadas por filtraciones de las uniones y empalmes del material después del galvanizado, como se muestra en esta imagen, o por el material que ha sido almacenado bajo de o en contacto con acero oxidado. Con ciertos aceros con un alto contenido de silicio, una apariencia ligeramente oxidada sobre la superficie se puede formar después de un cierto periodo de exposición. Esto no es una falla del galvanizado, pero es un fenómeno con este tipo de acero. Oxido blanco (manchas de humedad por almacenamiento) La mancha de humedad por almacenamiento es el nombre que se le da al depósito poroso y bultoso que se puede formar sobre la superficie de los objetos recientemente galvanizados que se almacenan apretujadamente y que además se humedecen (por la exposición al medio ambiente o por la condensación) en condiciones de ventilación inadecuada durante su almacenamiento o transporte.



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Figura 28.23: Manchas de Humedad por Almacenamiento (Óxido Blanco) Si se observan manchas de humedad por almacenamiento, el inspector debe examinar cuidadosamente los objetos para asegurar que el recubrimiento de galvanizado por inmersión en caliente se mantiene intacto y cumple las especificaciones de espesor requeridos. Si cualquiera de estas condiciones sea un argumento para su rechazo o no depende de la especificación del trabajo. Algunas de estas condiciones no siempre dañan la resistencia a la corrosión del recubrimiento y es importante que el comprador, el fabricante, y el inspector tengan un entendimiento mutuo de lo que constituye un trabajo aceptable o no aceptable. Una copia de la Guía de usuarios para el galvanizado por inmersión en caliente para protección a la corrosión en materiales para servicio atmosférico, TPC-9 se anexa como referencia.

Otros Métodos de Metalizado Sherardizado (Difusión de Zinc) El sherardizado es una alternativa metalizante para los recubrimientos para sujetadores/fijadores. Los sujetadores rotan en un tambor durante largos periodos de tiempo a temperaturas moderadas con polvo de zinc. El polvo tiende a difundirse sobre la superficie de los sujetadores metálicos. El sherardizado mejora la resistencia a la corrosión, pero no dura tanto como lo hace el galvanizado por inmersión en caliente.



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Aluminizado El aluminizado por inmersión en caliente también se hace ahora. El metal del baño es una aleación de aluminio y zinc. La composición varia entre los fabricantes y la mayoría del trabajo es propiedad privada.


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Nivel 2 Capítulo 29 Metalizado

Recubrimientos Especializados


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Metalizado Recubrir el acero mediante la atomización de metal fundido, o metalizado, es otra de las técnicas usadas para la protección contra la corrosión. El metalizado fue desarrollado en Europa a principios del siglo XX como una forma de reparar o conservar los metales usados en las maquinarias. Hoy en día, una amplia variedad de metales se usa en muchas industrias para reconstruir o reparar partes deterioradas. Acero inoxidable, zinc, aluminio, carburo de tungsteno y una gran variedad de materiales cerámicos se pueden aplicar con técnica de atomización, la cual hace uso de una flama de gas, arco eléctrico o plasma de gas para atomizar los materiales que pueden estar en forma de un alambre o de polvo.

Figura 29.1: Pistola Manual Para Atomización Térmica Se elige una atomización por flama o con arco generalmente, para grandes componentes, y particularmente para trabajos en campo. Ambos métodos de aplicación usan metal en forma de cable. Debido a que las pistolas manuales son pesadas y poco manejables, y existe la necesidad de mover el equipo asociado, fatigan al operador y reducen su efectividad en las técnicas de aplicación de atomización térmica, particularmente para las aplicaciones en campo. Recientes avances en el diseño de equipo han resultado en unidades portátiles para atomización con arco que son tan fáciles de transportar, armar y usar, como cualquier unidad de atomización para aplicar pintura.


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El equipo de metalizado, atomiza cualquier metal en forma de alambre, incluyendo: Aluminio Zinc

Figura 29.2: Atomización Térmica Sobre un Puente Los metales mas usados en la protección contra la corrosión son el zinc y el aluminio, aunque algunas veces se aplica plomo con el metalizado al interior de los contenedores que contienen químicos fuertes. Recientemente se han desarrollado metales compuestos para proteger contra la corrosión, que contienen: 85% zinc - 15% aluminio Esta mezcla de zinc y aluminio provee una densa película adecuada para la aplicación sobre el acero o concreto y actúa como un ánodo para sistemas de protección catódica de corriente impresa. Históricamente, el aluminio atomizado térmicamente (TSA) ha sido el recubrimiento por excelencia para la protección contra la corrosión en servicios de inmersión, pero también se ha usado TSA o el zinc atomizado térmicamente (TSZ) para los servicios atmosféricos. El hecho de que el TSZ es un poco más barato probablemente influye en su selección por algunos propietarios. El TSZ también luce bien cuando se pone en servicio, mientras que el TSA a menudo muestra manchas de óxido si no se sella. Eventualmente estas manchas de óxido desaparecen (si el espesor de la película del TSA es adecuada), pero los efectos no parecen tan buenos como en el TSZ, otra razón para preferir al TSZ en algunos casos.


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Figura 29.3: Atomización Térmica de un Ducto

Figura 29.4: Atomización Térmica de Partes Metálicas Una gran variedad de recubrimientos se pueden aplicar por metalización. Los recubrimientos de aleación de carburo de tungsteno se pueden aplicar por metalización para mejorar la resistencia a la abrasión y reducir el desgaste; la fuerza naval de los Estados Unidos ha usado el carburo de tungsteno en sus timones. Metales exóticos como el titanio han sido aplicado para evitar la corrosión en exposiciones críticas; la fuerza naval de los Estados Unidos ha usado el titanio en las bridas de ductos para agua marina para mitigar la corrosión en grietas.


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Los recubrimientos metalizados han encontrado aplicaciones en una amplia variedad de circunstancias, incluyendo: Tanques de agua dulce (el estándar AWWA D102) Atmósferas industriales Puentes Ambientes salinos Cascos de buques Interiores de barcazas Superficies calientes (para los cuales el aluminio es aplicado por metalizado en ductos para chimeneas, escapes, vapor, y procesamientos, etc.) El proceso de aplicación de los sistemas de recubrimiento metalizado para la protección contra la corrosión del acero y el hierro incluyen: Preparación de la superficie--generalmente se considera crítico y un estándar mínimo de limpieza abrasiva al metal casi blanco se requiere. Limpieza abrasiva hasta obtener metal blanco es la práctica estándar para los recubrimientos en servicio de inmersión, o para conseguir el mejor desempeño a largo plazo. Aplicación de recubrimientos metalizados--influye al éxito de la película final del recubrimiento. Los factores mas críticos en este proceso son: - El ángulo de atomización, el cual deberá ser tan cercano a perpendicular de la superficie como sea posible - Calidad de la película aplicada. La mayoría de las películas metalizadas son porosas hasta cierto punto. La porosidad está influenciada por el tipo de equipo de aplicación. El operador de atomización debe mantenerse a una distancia consistente de la superficie, y preferentemente, mantener a una velocidad consistente en cuanto al paso de movimiento de la pistola sobre la superficie. - Consistencia de la aplicación. El operador debe de usar un método confiable de atomización para asegurar una cobertura pareja, y medir frecuentemente el DFT para asegurarse de que ha aplicado la cantidad correcta. La mayoría de los metales son difíciles de ver contra un fondo de metal limpiado con abrasivos, particularmente a través de las mascaras protectoras o gogles, y casi siempre la revisión frecuente es necesaria.


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Pre-calentamiento de la superficie--puede mejorar la adhesión. Las pruebas han demostrado que la adhesión ha mejorado significativamente con el pre-calentamiento, presumiblemente debido a una mejora en la integridad del recubrimiento. Las temperaturas comunes de pre-calentamiento oscilan entre los 35 y 65º C (de 95 a 150º F). Un beneficio extra del pre-calentamiento es asegurar que la superficie esta seca (significativamente arriba del punto de rocío), siempre y cuando, la temperatura de precalentamiento sea mayor que la temperatura ambiente, y superior a la temperatura que podría alcanzar el acero cuando expuesto a los elementos. En muchas locaciones, esto podría sugerir una temperatura de pre-calentamiento arriba de los 40º C (96ºF) por un margen razonable. Como siempre, la especificación deberá establecer cuál es el rango de temperatura aceptable, permitiendo un margen de error al operado. El pre-calentado, probablemente es más significativo para la calidad del recubrimiento cuando se usa la técnica de atomización con flama, y generalmente se logra pasando la flama de la pistola rápidamente sobre la superficie en una serie de pasadas. Se pueden usar también sopletes de propano. El pre-calentado generalmente no se hace cuando una aplicación de atomizado con arco este especificado. Capa de sella--en servicio, los productos de la corrosión de zinc o aluminio desarrollan conforme comienza a corroerse el recubrimiento poroso. Con el tiempo, la porosidad básicamente, se sella por sus propios productos de corrosión. Sin embargo, la aplicación de una película de sellador inmediatamente después de la aplicación del metalizado extiende significativamente la vida del recubrimiento. Algunos selladores que se han utilizado con éxito son, selladores vinílicos aplicados en espesores delgados, primers de decapado de PVBA (generalmente seguidos por al menos una o más capas), selladores de silicón pigmentados de aluminio para recubrimientos en servicio con altas temperaturas. Los selladores epóxicos penetrantes también han sido usados exitosamente. Inspección a intervalos adecuados--la preparación de la superficie para metalizado requiere los mismos pasos que la preparación de la superficie para cualquier otro recubrimiento que se ha mencionado, y por lo tanto, se requieren técnicas de inspección similares, las cuales incluyen:


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- Limpieza previa para remoción de residuos de aceite, grasa, suciedad, sales químicas, etc. Los pasos de inspección incluyen una inspección visual de que los contaminantes hayan sido removidos, el uso de luz negra para verificar presencia de aceite y las pruebas químicas para sales. - Limpieza con abrasivos. La inspección incluye evaluación de la superficie para su limpieza y patrón de anclaje. Cualquiera de estos métodos de limpieza con abrasivos discutido en estos cursos puede ser exigido por una especificación. Como inspector de recubrimientos, usted es responsable de leer y entender la especificación, y asegurarse de que ésta se cumpla. El paso de la limpieza con abrasivos es crítico. El mejor desempeño del recubrimiento metalizado puede obtenerse realizando un limpieza abrasiva hasta metal blanco (hasta el estándar NACE No. 1/SSPC-SP-5 Limpieza con abrasivos hasta metal blanco) (ISO Sa3). Generalmente, a mayor espesor de recubrimiento, mayor patrón de anclaje se requiere, oscilando desde un mínimo requerido de 50 µm (2 mils) hasta un máximo de 50 µm (6 mils), o más. Probablemente no hay una ventaja comercial al conseguir perfiles de anclaje mayores que 125 µm (5 mils), aunque esto es técnicamente aceptable. - Pre calentamiento--durante este, la superficie deberá ser monitoreada, usando ya sea un termómetro de contacto o un termómetro infrarrojo (no de contacto)

Recubrimiento por Atomización Térmica Algunas de las características de los recubrimientos por atomización térmica incluyen: Desempeño de larga vida. Uno de los primeros signos de la gran aceptación del método de la atomización térmica en los Estados Unidos fue el trabajo de investigación realizado por la Sociedad Americana de Soldaduras (AWS) que dio como resultado la publicación de un extenso estudio llevado a cabo por 19 años. Otros reportes han mostrado que la protección al acero puede ser proporcionada hasta una duración incluso de 50 años. Intervalos cortos Envío de las partes recubiertas térmicamente


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Comparado con los recubrimientos convencionales, la aplicación de recubrimientos por atomización térmica ofrece ahorro considerable de tiempo. Los sistemas de múltiples capas, requieren de tiempos de secado entre cada capa y un curado final antes de que las partes puedan ser manejadas sin ser dañadas. Los recubrimientos por atomización térmica pueden ser sellados inmediatamente después del recubrimiento, y si se requiere, puede aplicarse un acabado final que se puede aplicar dentro de cuatro horas. Cuando no están selladas, las partes recubiertas por atomización térmica pueden ser enviadas inmediatamente después de que se les ha aplicado el recubrimiento sin riesgo de dañarlo. Cuando son recubiertas por una película exterior, las partes pueden ser enviadas dentro de ocho horas. Resistencia al daño mecánico durante el transporte (o instalación) Los recubrimientos atomizados térmicamente tienen una excelente resistencia al daño mecánico, mostrando relativamente poco desprendimiento, incluso en las peores situaciones de manipulación. Las áreas dañadas (las cuales usualmente son pequeñas) pueden ser reparadas por recubrimientos atomizados térmicamente o con recubrimientos convencionales, cualquiera que sea más conveniente. Las reparaciones localizadas en cualquier acabado dañado se pueden restaurar a la integridad del sistema debido a que los recubrimientos exteriores son solo cosméticos. Adecuados para servicio de inmersión Los recubrimientos de aluminio atomizados térmicamente son adecuados para los servicios de inmersión, proporcionando una barrera protectora y una protección catódica (actuando como el ánodo de sacrifico). Nuevamente, la capacidad de los recubrimientos atomizados térmicamente de resistir el daño mecánico es importante. La empresa Conoco calculó que un área recubierta con TSA podría proporcionar protección cuando hasta el 4% del área fuera metal desnudo, y aun así proveer una vida de 30 años en inmersión de agua salada. La experiencia que describe la empresa Conoco con respecto al desempeño de los elevadores de plataforma tipo pierna tensionada y tendones, reportan que las superficies recubiertas con TSA proporcionaron una protección de larga duración. El mismo reporte establece que los recubrimientos con TSA “no se han raspado durante manipulaciones y el servicio, por lo que, solo se han encontrado algunas pequeñas discontinuidades después de diez años en servicio.” Bajas emisiones de compuestos orgánicos volátiles (VOC) Los recubrimientos atomizados térmicamente tienen cero emisiones de VOC.


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La emisión de compuestos orgánicos volátiles (VOC) se está incrementando como tema en el mundo de los recubrimientos. Los recubrimientos atomizados térmicamente emiten cero VOC´s, con la posible excepción de los recubrimientos selladores, cuando éstos son aplicados. Se usan pequeñas cantidades de selladores porque el objetivo principal no es acumular una película, sino más bien rellenar la porosidad mínima de la película del metalizado. Los recubrimientos selladores requieren al menos el 50% de adelgazante para asegurar que penetración por el zinc y o porosidad del aluminio, pero su aplicación es fácilmente controlada, debido a que los selladores se pueden aplicar con brocha o con atomización. Incluso actualmente se están probando algunos selladores a base de agua. Los problemas del aplicador de recubrimientos que incluyen la recolección, el almacenaje, y la disposición de los desechos tóxicos están significativamente reducidos. Ambiente Laboral Seguro La aplicación de los recubrimientos atomizados térmicamente requiere o la ignición, para encender la flama de gas, o contacto eléctrico entre los dos cables de arco. El alambre de metal solo se usa cuando el operador esté listo. Con el equipo de atomización con arco, la liberación del gatillo apaga el arco eléctrico y detiene el consumo del cable. Con el equipo de atomización con flama, el motor de aire que impulsa el alambre y la flama del gas debe de apagarse por separado. El uso de recubrimientos convencionales requiere que el equipo sea limpiado después de cada uso, para lo cual se utiliza más solvente e incrementa la cantidad de VOC y desechos peligrosos. Las áreas para atomización son más fáciles de mantener limpias. La sobre atomización de los recubrimientos atomizados térmicamente tienden a estar en la forma de polvo, el cual puede ser recuperado y recolectado. Esto contrasta con los recubrimientos tradicionales, los cuales se pegan a la superficie donde caen. El daño por sobre atomización no es probable, y las áreas de trabajo se mantienen relativamente limpias. Como todos los polvos, hay una posibilidad de que puedan ocurrir explosiones con densas concentraciones de polvo. El polvo de aluminio en particular, se puede encender con una flama muy agresiva. Los incendios de aluminio son los más probables que ocurran cuando las chispas son transportadas dentro de los contenedores donde reside el polvo. Tanto el aluminio como el zinc se usan en forma de metal puro cercano al 99%, y los daños a la salud no están asociados con la metalización. La respiración de los polvos y humos deben evitarse lo más posible, por lo que se deberán usar respiradores.


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Una enfermedad temporal conocida como la gripa del zinc, la cual ocasiona los síntomas de un resfrío fuerte, afecta al operador que respira grandes cantidades de humos y polvo de zinc. Este síntoma desaparece usualmente dentro de las 24 horas de reposo sin mayores efectos adversos a la salud. Algunas compañías metalizadoras proporcionan leche a los operadores para beber y reducir los efectos de la exposición a los humos. Experiencia del aplicador La exactitud del operador es clave para lograr un recubrimiento de alta calidad con pocos errores. Los operadores pueden aplicar por pasada 50 a 75 µm (2 a 3 mils) de espesor con la pistola, y deben hacer al menos cuatro pasadas con una velocidad consistente. Las pasadas con atomización deben traslaparse, pero el operador debe reconocer dónde ha pasado para cumplir el espesor especificado de la película. El operador requiere de entrenamiento, junto con altos estándares de control de calidad. El trabajo de un operador a menudo se verifica probando los artículos que el operador ha metalizado. Los artículos recubiertos son verificados para ver su calidad por medio de la prueba de doblado, las cuales pueden realizarse diariamente y por pruebas de adhesión. Las pruebas de doblado se discutirán posteriormente. Las habilidades del operador se prueban muy frecuentemente de acuerdo con la guía del estándar MIL, DOD-STD-2138A (SH). Cada operador debe realizar adecuadamente las pruebas descritas en el estándar para conseguir su “certificación.” Cualquier persona que no realice una atomización durante un periodo de seis meses debe de ser nuevamente certificado. Se requiere una certificación por separado para la atomización con flama y atomización con arco. Control de calidad El control de calidad (QC) es importante en el proceso de metalizado. Los especificadores a menudo requieren pruebas de producción regulares, tales como las pruebas de adhesión, ya sea en piezas actuales o en muestras de producción, con la intención de minimizar el daño o como comparación de calidad para las partes. Las pruebas de doblado también se pueden realizar en las muestras de producción. Algunas características en control de calidad incluyen: -Perfil de anclaje--Se deben especificar para el perfil de anclaje al menos 50 µm (2 mils), y preferiblemente 75 µm (3 mils), y hasta 150 µm (6 mils), pueden ser toleradas sin problemas y tal vez beneficiosamente. Los perfiles de anclaje de más de 112 µm (4.5) no pueden ser siempre medidos por la mayoría de las pruebas de cinta de replica,


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aunque los fabricantes de hoy en día tienen cintas de replica disponible para perfiles mas profundas. - Acabado de la superficie--Los estudios muestran que el acabado final de la superficie (rugosidad) se puede mejorar controlando parámetros como la distancia de atomización, la presión del aire, y el voltaje del atomizado con arco. Otros factores como la porosidad, se considera que son más importantes, y un buen control de calidad de estos tiende a minimizar la rugosidad de la superficie. Por medio de las técnicas del atomizado con arco se espera obtener una rugosidad de la superficie entre 30 a 100 µm (1.2 a 4 mils). Probablemente no hay un valor al tratar de controlar este parámetro de acuerdo a la especificación, a menos que la rugosidad sea importante por una razón especifica. Los criterios de inspección son difíciles de definir. La aplicación de un recubrimiento sellador ayuda a suavizar la superficie y resistir la suciedad y otros contaminantes, pero el usuario no podrá conseguir el mismo acabado de la superficie que se consigue con un recubrimiento de pintura. - Espesor de película seca-- El DFT de los recubrimientos atomizados térmicamente sobre el acero se puede medir usando medidores DFT normales para pinturas. La obtención de mediciones precisas de DFT por parte del aplicador puede ser difícil, así que se requiere de mediciones cuidadosas y frecuentes. Dado que el control preciso del espesor es difícil de conseguir y depende de la técnica del aplicador, el DFT deberá ser cuidadosamente especificado, estableciendo tanto el mínimo como el máximo en el DFT. - Adhesión--Este factor es considerado un indicador significativo para el desempeño de larga duración. La adhesión de un recubrimiento atomizado térmicamente al substrato es, hasta cierto punto, dependiente del método de aplicación. Con un recubrimiento TSA, se puede esperar 14 a 21 plus MPa (2000 y 3000 plus psi) de fuerza de adhesión (fuerza de unión). En lugar de realizar pruebas hasta destruir el recubrimiento, es normal el especificar un valor mínimo menor (7 a 9 MPa [de 1000 a 1500 psi]), y suspender la prueba una vez que el valor mínimo de prueba ha sido alcanzado. Los testigos de prueba se pueden remover por calentamiento del adhesivo sin dañar a la superficie. La fuerza de adhesión es usualmente mayor con una aplicación de atomización con arco que con atomización con flama. Puede ser útil el medir la fuerza de adhesión actual para determinar si la adhesión es realmente tan buena como lo requiere el diseñador del sistema. Estas pruebas se pueden realizar sobre muestras representativas preparadas junto con la pieza que se este trabajando. Si estos resultados en cuanto los valores de adhesión deben de ser incluidos en los requerimientos de la especificación, deberán de ser al menos al doble del mínimo


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antes mencionado. Se pueden guardar algunas muestras o cupones para propósitos de referencia. Para ser realmente representativo, la muestra o cupón deberá ser tratada exactamente de la misma manera (desengrasado, limpieza con vapor, precalentamiento, etc.) como lo es la pieza principal de trabajo. La medición de las fuerzas de adhesión depende del equipo usado para hacer la medición. La medición de la adhesión de un recubrimiento con TSA con el medidor modelo Elcometer 106 mostró una fuerza de 7 a 9 MPa (1000 a 1300 psi); usando un medidor „HATE‟ mostró una fuerza de 8 a 14 MPa (1200 a 2100 psi); y utilizando el método del estándar ASTM D633 se mostró hasta 17 MPa (2500 psi). Cuando se usa la adhesión como un factor de control de calidad, el usuario deberá especificar cuidadosamente el método de prueba, además de los valores requeridos de adhesión. - Pruebas de doblado -. Una prueba relativamente simple de adhesión se realiza aplicando un recubrimiento atomizado térmicamente sobre una muestra/cupón, el cual puede entonces ser doblado alrededor de un radio cerrado. Pequeñas muestras, generalmente de 5 x 10 x 0.5 cm (2 x 4 x 0.19 pulgadas), son limpiadas con abrasivos y recubierto, y entonces dobladas sobre un mandril de 1.25 cm (0.5 pulg) de diámetro. Se puede considerar aceptable pequeñas fracturas, pero fracturas mayores o incluso la delaminación indican problemas con el proceso de aplicación y se consideran como una falla. El material de prueba deberá tener las mismas propiedades metalúrgicas que el substrato que se está recubriendo, pero deberá ser suficientemente delgado para poder doblarse. La preparación de la superficie y la aplicación del recubrimiento deberán ser idénticas al usado por el trabajo principal. - Porosidad--Es crítica para la capacidad protectora de un recubrimiento final. La técnica chapaleada de aplicación asegura que la película aplicada no es homogénea. La porosidad de la película de recubrimiento atomizado térmicamente, ha sido estimada entre un 3 y 18% dependiendo de la técnica de aplicación (el atomizado con arco produce películas con una densidad mayor que el atomizado con flama). Un factor de aplicación que afecta significativamente a la porosidad es la distancia de la cabeza de atomización al substrato. Se ha reportado que una distancia para atomización con arco mayor a 150 µm (6 pulg) hace una diferencia sustancial en la naturaleza del recubrimiento, incrementando la porosidad de 2 a 3% (distancias menores a 150 mm [ 6 pulg]) hasta 14 % (en distancias por arriba de 150 mm [ 6 pulg]). La porosidad es difícil de medir. Tradicionalmente una muestra aleatoria de una sección transversal del recubrimiento se mide físicamente comparándolo con una malla. Cuando se ve bajo el microscopio, la proporción de la sección transversal que muestra huecos representa la porosidad.


29:12

Metalizado

La especificación se puede referir a una porosidad aceptable en términos de porcentaje, por ejemplo: La porosidad deberá ser menor al 12 % del área de muestra cuando sea observada en una sección transversal. Esta técnica es útil cuando las instalaciones de los laboratorios están disponibles y las muestras representativas se pueden preparar para los propósitos de prueba. Para las pruebas en sitio, tiene la desventaja de que los resultados no son inmediatos, algunas veces llegan a tomar varios días antes de que los resultados estén disponibles.

NACE No. 12/AWS C2.23M/SSPC-CS 23.00 Especificación para la Aplicación de Recubrimientos Atomizados Térmicamente (Metalizado), de Aluminio, Zinc, y sus Aleaciones y Compuestos para la Protección de Corrosión del Acero, cubre los requerimientos para los recubrimientos metálicos atomizados térmicamente, con y sin selladores y acabados. Observar estos requerimientos es el medio para prevenir la corrosión de superficies de acero. Una copia de este estándar esta incluida en su manual de estudiante. El estándar MIL DOD-STD-2138A (SH), Recubrimientos de Metal Atomizados para la Protección contra la Corrosión en Buques Navales, se usa frecuentemente para guiar la preparación de especificaciones.



30: 1

Capítulo 24 – Recubrimientos de Ductos 1.

Un recubrimiento _________ se define como el total de recubrimientos aplicados al cuerpo principal del ducto, sin incluir los recubrimientos para las _________en ________. Los ductos reforzados con fibra de vidrio generalmente se unen con _________

2.

__________ usando resinas especiales o con bridas apernadas. 3.

Los ductos de hierro dúctil se unen con bridas o con uniones ____________.

4. El hierro dúctil generalmente se envuelve en camisas de__________ para uso en suelos corrosivos. 5. La mitad superior (espacio vapor) del interior de un ducto de concreto de diámetro grande en servicios de aguas de deshechos generalmente se recubre con _________ de_________ de _______. 6.

Los ductos de polietileno en servicios de gas natural generalmente se unen con la ________- ____________.

7. de:

8.

El criterio para proteger ductos es el siguiente: “La protección para ductos consistirá

a.

________ ____________ adecuados, y

b.

protección ____________ complementaria.”

Se pueden usar los recubrimientos en el interior de los ductos para mejorar la _______ del _________y para el control de la corrosión.

9.

La mayoría de las pruebas de desprendimiento catódico (en los EEUU) se realizan de acuerdo con las Normas ASTM ______o_______.

10 11. 12.

El polietileno extruído se aplica sólo en una ___________. La ________de ________ se puede aplicar en una planta o en campo. _________________________ a menudo es reforzado con envoltura de vidrio.



30: 2

13. Si se sobrecalienta el esmalte de alquitrán de hulla, se __________, se fragiliza y se hace inadecuado para uso como un recubrimiento protector. 14. El proceso de _________ puede ser usado para aplicar el polietileno a válvulas, codos, uniones, etc. 15. A menudo, se agrega a los ductos sumergidos un ___________ de _____ para proporcionarlos una flotación negativa. 16. Frecuentemente se coloca a los ductos sumergidos ánodos de brazalete para proporcionarles protección catódica ____________.

Capítulo 25 Recubrimientos de FBE para Ductos 1.

Cuando se prepara por primera vez el ducto para la aplicación de FBE, se puede requerir que el inspector: a.

Verifique la calidad y la _______ del _____ de agua.

b.

Monitoree las operaciones de __________ forzado.

c.

Monitoree la limpieza por _________ abierta.

d.

Busque defectos tales como ____________, ________.

2. En la estación de post-limpieza con abrasivo, se puede requerir que el inspector _________ y marque los defectos expuestos después de la limpieza. 3. Antes de la limpieza abrasiva, los segmentos del ducto se juntan con uniones _________. 4.

Muchas especificaciones exigen la Norma NACE no. 1/SSPC-SP5 con un perfil de superficie de _____ a _______ mils.

5. El ducto se calienta a una temperatura de aproximadamente ______ a _____ 0F para la aplicación del polvo. 6. Si la temperatura del ducto se incrementa por encima de ______ 0C, se puede convertir en un color ____________.



30: 3

8. En algunos sistemas de polvo FBE, puede haber una etapa de post-calentamiento llamada calentamiento de _____________. 9.

El polvo de FBE aplicado a ductos pasa a través de cuatro fases distintas: a.

_____________

b.

____________

c.

_________

d.

_________

10.

Los holidays pueden ser reparados usando un _____ ______ caliente o un _______ de dos componentes.

11.

En campo, el inspector puede a.

Buscar danos _____________al recubrimiento

b.

Observar la aplicación de recubrimientos a las ______de________

c.

Monitorear _____________de holidays.

d.

Observar el __________ de los ductos.

Capítulo 26 – Procedimientos de Inspección y Reportes 1. Casi cada usuario (el que contrata) una inspección ___________de recubrimientos tiene su propio concepto de cuales deben ser el ______________del inspector. 2.

Algunos clientes consideran al inspector como un ________ de__________.

3.

Algunos clientes pueden darle al inspector instrucciones que evite cualquier __________ _______ con el contratista y sus trabajadores.

4.

Para los propósitos del CIP, NACE ha definido el papel del inspector como el de un ___________de ________de ____________.

5. Una especificación ideal contendría un _____________ que el inspector podría seguir mientras realizando su inspección. 6.

Con respecto al adelgazamiento de los materiales, el inspector debería:



a.

Observar la ________ y _________ del solvente, si hay;

b.

Anotar la _________y el ______ del _________ agregado;

30: 4

c. Asegurar que la cantidad y el tipo de solvente cumplen con los ___________de la_________________. 7. En cuanto a las mediciones de espesor de película seca (DFT), el inspector debería asegurar que su medidor de DFT sea ______ ______. 8. En cuanto a la seguridad, el inspector tiene una ____ de ______ para si mismo principalmente, pero también para el ________en el lugar del trabajo y para el __________adicionalmente.

Capítulo 28 – Galvanización por inmersión en caliente 1. Los materiales para ser galvanizados deberán estar libres de _______ de______, calamina, __________, barnices, aceites y grasa. 2. El acero de carbono común, las aleaciones, el hierro y los ______de _______pueden ser galvanizados. 3. Los recubrimientos de zinc por inmersión en caliente son algunas veces ______. 4. Los tratamientos posteriores para mejorar las propiedades o apariencia del zinc se pueden hacer por cromatización, _________, rodillo ligero y nivelado de rodillo. 5. Las superficies _______ no deben ser galvanizadas por inmersión en caliente. 6. El zinc depositado por galvanización usualmente se mide en ________ por _____cuadrado (gramos/metro cuadrado). 7. El espesor del zinc se puede determinar usando medidores ______ o ______. 8. Las protuberancias de escoria (dross protusion) resultan por la agitación del nivel de _______ en el fondo de la tina o de __________ la pieza a través de la capa de sedimentos. 9. Las protuberancias de escoria pueden ser una causa de _______ si está _______. 10. Las ampollas son causadas por el hidrogeno _____________ o _______.



30: 5

11. Las inclusiones de fluxión pueden ser el resultado de _______ desgastado que ha sido quemado sobre el acero durante la inmersión. 12. Las manchas de óxido pueden ser causadas por: filtraciones _______, etc. de traslapes o dobleces, o por material que ha sido almacenado debajo de, encima de o cerca de acero oxidado. 13. Las manchas de ___________ _______: (óxido blanco) es un depósito grande formado en la superficie de objetos recientemente galvanizados que se mojaron cuando expuestos a climas húmedos o condensación en áreas con _________ ________ durante su almacenamiento o transporte. 14. En el proceso de _________, los soportes tales como pernos y tuercas son rotados en un barril que contiene polvo de zinc a una ___________ __________.

Capítulo 29 Metalizado 1. El acero inoxidable, zinc, aluminio, carburo tungsteno y una variedad de materiales cerámicos se pueden aplicar por la técnica de atomización, la cual puede usar un _________ de ________, un _______ _________, o _______de ______para aplicar materiales en forma de polvo o alambre. 2. El equipo de metalizado por atomización se puede usar para rociar metales tales como ______ o _____ en forma de alambre. 3. El ______________ se puede aplicar por metalizado por atomización en el interior de contenedores usados para almacenar ciertos químicos fuertes. 4. El TSA (aluminio termo-atomizado) es el recubrimiento preferido para la protección contra corrosión en servicios de __________. El TSZ (Zinc termo-atomizado) es el recubrimiento preferido para la protección contra la corrosión en servicios ______________.



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5. Un factor crítico en el proceso de aplicación es el ángulo de la atomización, el cual debe estar lo más cercano a _____________ de la superficie como sea posible. 6. _________________ la superficie puede mejorar __________. 7. Los recubrimientos termo-atomizados pueden ser _________inmediatamente después de su aplicación. 8. El __________de_______ produce películas con mayor densidad que el __________con _________. 9. La especificación se puede referir a una porosidad aceptable de los recubrimientos termo-atomizados en ________ de___________.


Protección Catódica

Nivel 2 Capítulo 31 Protección Catódica


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Inspección Recubrimientos y Protección Catódica Introducción La protección catódica es una forma ampliamente usada para controlar la corrosión. NACE Internacional ofrece tres cursos sobre el tema, lo cual nos dice que hay mucho por aprender más allá de lo que se discutirá el día de hoy. Vamos a presentar un resumen muy básico sobre lo que el inspector del recubrimiento puede necesitar conocer sobre esta área. Al recordar nuestras discusiones anteriores sobre corrosión, hay cuatro puntos que deben estar presentes para que la corrosión ocurra: Ánodo Cátodo Camino metálico Electrolito Recordando que los electrones fluyen del ánodo al cátodo a través del camino metálico, que los iones fluyen del ánodo al cátodo a través de los electrolitos, y que el desgaste del metal, la corrosión, ocurre en el ánodo. Una corriente de un amperio durante un año remueve 10.6 kg (23.5 libras) de hierro. La protección catódica se usa para proteger estructuras que están enterradas, sumergidas en agua, o usadas para contener líquidos que están o principalmente a base de agua (acuosos) o que contienen algo de agua (como tanques de almacenamiento de petróleo que tienen un poco de agua en el fondo). Llamaremos ‘electrolito’ al ambiente del cual hay que proteger la estructura. La protección catódica hace uso de un flujo de corriente eléctrica a través de cualquier medio en el cual la estructura este enterrada o sumergida, o a través de la sustancia contenida por la estructura. Una de las razones para aplicar recubrimientos a las estructuras, entre los otros motivos numerosos que hemos discutido en este curso, es proveer un aislamiento eléctrico entre la estructura y el electrolito.



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Entre más efectivo sea el aislamiento del recubrimiento sobre la estructura, menor será la corriente que se requiere para proveer la protección catódica, por lo tanto se hace el sistema más eficiente y se reduce tanto la corrosión como los costos en la instalación y mantenimiento del sistema. Ya que se tiene un tiempo muy limitado para cubrir un extenso campo en el trabajo de control de corrosión, cubriremos solo los puntos principales. Si se desean conseguir estudios adicionales sobre este tema, podría considerar tomar los cursos de una semana de duración que los representantes de NACE ofrecen sobre este tema. Se explicará brevemente lo que es la protección catódica, cómo funciona, y lo que significa para el inspector de recubrimientos.

Protección Catódica Definición Protección catódica es la reducción o eliminación de la corrosión convirtiendo la estructura a proteger en un cátodo mediante la corriente impresa o la colocación de un ánodo galvanico (usualmente de magnesio, aluminio o zinc). Recordemos que el cátodo es el electrodo donde, para los propósitos de esta discusión, no ocurrirá corrosión significativa. Antes de aplicar la protección catódica, las estructuras corroídas tendrán áreas catódicas y áreas anódicas (aquellas áreas donde la corrosión está ocurriendo). Se entiende, entonces, que si todas las áreas anódicas se pueden convertir en áreas catódicas, la estructura completa se hará un cátodo y la corrosión de la estructura estará satisfactoriamente controlada.


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Cómo funciona la protección catódica La aplicación de una electricidad de corriente directa hacia una estructura metálica que se está corroyendo puede causar que la estructura se haga enteramente catódica. La corriente directa esta asociada con el proceso de corrosión en las estructuras metálicas enterradas o sumergidas. Esto se puede mostrar la figura 31.1, el cual muestra el flujo de la corriente directa entre las áreas anódicas y catódicas sobre una sección de un ducto enterrado. Como se muestra en este ejemplo de una estructura enterrada, la corriente directa fluye desde las áreas anódicas hacia dentro del suelo; a través del suelo y hacia las áreas catódicas, y de regreso a través del ducto mismo para completar el circuito.

Figura 31.1: Cómo Funciona la Protección Catódica Para un voltaje dado (el potencial galvánico entre el ánodo y el cátodo), la cantidad de corriente está limitada por factores como la resistividad del ambiente (expresado normalmente en ohms-centímetros) y el grado de polarización en las áreas anódicas y catódicas. La corrosión ocurre cuando la corriente se descarga del metal hacia el electrolito (suelo) en las áreas anódicas. Donde fluye la corriente desde el ambiente hacia el ducto (áreas catódicas), no hay corrosión. Al aplicar una protección catódica a una estructura, el



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objetivo es forzar a la superficie entera expuesta al ambiente a volverse catódica en relación a ese ambiente. Cuando esta condición se ha obtenido, la superficie expuesta en total de la estructura se vuelve un cátodo y la corrosión de la estructura se controla. La forma básica en la cual la protección catódica se realiza se ilustra en esta diapositiva, la cuál muestra como la sección de ducto originalmente corroída ilustrada en su manual, se vuelve un cátodo con la cancelación de las áreas de descarga de la corriente (ánodos) sobre la superficie del ducto. Esta diapositiva muestra que la corriente de protección catódica debe de fluir dentro del ambiente desde una puesta a tierra especial (usualmente llamada una cama P.A.T.) en aplicaciones para estructuras enterradas y establecidas para estos propósitos. Por definición los materiales usados en las P.A.T. son ánodos, y el consumo de este material (corrosión) debe ocurrir. Áreas anódicas originales descargando corriente y corroyéndose: Las líneas punteadas representan líneas de flujo de corriente que existían antes de aplicar la protección. Estructura protegida Flujo de corriente de la puesta a tierra a la superficie de la estructura protegida. Los sistemas de protección catódicos se pueden monitorear midiendo el potencial eléctrico (voltaje) de la estructura protegida con una celda de referencia y un voltímetro especial. Las celdas de referencia pueden ser de cobre, sulfato de cobre, plata, cloruro de plata, mercurio (calomel), o a base de un zinc de alta pureza especialmente refinado.

Sistemas de Protección Catódica Discutiremos dos tipos de sistema de protección catódica: Galvánica De corriente impresa



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Sistemas Galvánicos El término galvánico a menudo se refiere a un contacto entre metales diferentes, el cual resulta en el potencial electrolítico. Un ánodo es el miembro que se corroe en una combinación de metales diferentes. Un ánodo galvánico (también llamado de sacrificio) puede ser descrito como el metal que tendrá la diferencia de voltaje con respecto a la estructura en corrosión y descargará corriente la cual fluirá a través del ambiente hacia la estructura. Los ánodos galvánicos, corroen preferencialmente en relación a la estructura protegida, proporcionando protección a la estructura. Esta diapositiva, esquematiza el principio de los sistemas de protección galvanica.

Figura 31.2: Sistema de Protección Catódica con Ánodo Galvánico

Los materiales adecuados para usar como ánodos galvánicos incluyen al aluminio, magnesio y el zinc.


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Figura 31.3: Ánodos de Aluminio Los materiales de los ánodos son moldeados en diferentes pesos y formas para cumplir con los diseños requeridos para la protección catódica. Los datos sobre los ánodos disponibles pueden ser obtenidos del distribuidor de materiales para protección catódica.

Sistema de Corriente Impresa En un sistema de corriente impresa, los ánodos de la puesta a tierra no son la fuente de energía eléctrica. En su lugar, una fuente externa de corriente directa se conecta (o se imprime) entre la estructura a ser protegida y la puesta a tierra. Esta diapositiva es un diagrama del principio de los sistemas de protección catódica con corriente impresa.


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Figura 31.4: Sistema de Protección Catódica con Corriente Impresa

La terminal positiva de la fuente de tensión, siempre se debe conectar a la puesta a tierra , la cual es entonces forzada a descargar tanta corriente de protección catódica como sea deseada. Esto es importante. Si se comete un error y la terminal positiva se conecta a la estructura a ser protegida, la estructura se convertirá en un ánodo en vez de un cátodo, y por lo tanto se corroerá activamente, lo cual es lo opuesto a los resultados deseados.

Ánodos para un Sistema de Corriente Impresa Los ánodos de la P.A.T. que impulsan la corriente de descarga se corroerán. Es importante usar materiales para los ánodos que se consuman relativamente lento y que entonces permitan diseñar puestas a tierra que descargarán una mayor cantidad de corriente y aún tendrán vidas muy largas de servicio. Diferentes materiales usados para los ánodos de corriente impresa: Acero de desecho Grafito Óxido ferroso Hierro forjado con alto contenido de silicón y cromo Titanio y Niobio platinados


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Fuentes de Tensión para Corriente Impresa Un sistema de corriente impresa requiere un suministrador de corriente. Las fuentes comunes de corriente incluyen: Tensión comercial rectificada Celdas solares Generadores Celdas de combustible Celdas eólicas Celdas termoeléctricas Un rectificador es un equipo que usa la tensión de las líneas de corriente eléctrica para convertir la corriente alterna a corriente directa de menor voltaje por medio de un transformador de reducción.

Figura 31.5: Rectificador de Corriente Impresa



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Factores para los Sistemas de Protección Catódica El desarrollo de un sistema de protección catódico efectivo es una tarea compleja que requiere experiencia, conocimiento y criterio. En este curso, sólo se mencionaran algunos de los factores que deberán tomarse en consideración cuando se diseña un sistema de protección catódica: Requerimientos de regulación Economía El metal a ser protegido Requerimientos de servicio Requerimientos de corriente total Variaciones en el ambiente Recubrimientos protectores Apantallamiento eléctrico Mantenimiento Efectos de corriente vagabunda Temperatura Alambres y cables Relleno de los ánodos Las áreas problemáticas son: Resistencia / Variaciones Desprendimiento catódico Criterios de inspección



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Resistencia y Variaciones El potencial de - 0.85 Voltios es un requisito mínimos de protección. Para que la estructura protegida se mantenga en este voltaje (potencial), algunas áreas de este material mostraran un incremento en el potencial (más negativo). Debido al tamaño, el diseño, y la colocación de los ánodos, así como el tipo y la resistencia del electrolito, este incremento en el potencial (más negativo) puede resultar en un fenómeno conocido como desprendimiento catódico.

Desprendimiento catódico Los sistemas que operan con un potencial (voltaje) estable de -0.85 Voltios usualmente no tendrán un efecto negativo sobre el recubrimiento. Sin embargo, conforme se incrementa el potencial (se hace más negativo), ocurren reacciones que podrán dañar al recubrimiento. Estas reacciones resultan en la separación del recubrimiento de la superficie, esto es, el desprendimiento catódico. Conforme incrementa ligeramente el potencial (haciéndose más negativo), el desprendimiento ocurrirá generalmente a través de la formación del oxidrilos (OH-). Conforme el potencial se incrementa (se hace más negativo), incluso un mayor desprendimiento ocurrirá conforme se incremente la formación del hidrogeno.

Figura 31.6: Secuencia del Desprendimiento Catódico

Otras fuentes de Información Se proporciona una copia de la Norma NACE RP0169, Control de la Corrosión Externa en Sistemas de Ductos Metálicos Enterrados o Sumergidos al final de este capítulo como información complementaria sobre la protección catódica. Para cualquiera que este interesado en un entrenamiento de protección catódica, NACE tiene un programa disponible para certificación y entrenamiento en protección catódica en cuatro niveles.


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Caso Estudio E

Nivel 2 Capítulo 32 Caso Estudio E


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Caso Estudio E

Caso Estudio “E” Es lunes por la mañana y Juan tiene que empezar otro nuevo trabajo de inspección; el contratista iniciará sus labores el miércoles de esta semana. Al llegar a su oficina ve que su jefe colocó en su escritorio la especificación con una breve nota en la cual le afirma, “permítame saber lo que necesite”. Al leer la especificación Juan se da cuenta de inmediato que ésta es muy vaga en cuanto a los procedimientos de inspección y de la documentación que se requerirán. En términos simples, dice que: los interiores de los nuevos carros ferroviarios a recubrirse, con dos capas completas de un recubrimiento de epóxico amina con 4 a 6 mils de espesor por cada capa, y que quede libre de discontinuidades. Todo el trabajo se realizará en el terreno del fabricante en Tulsa, Oklahoma, entre el 12 de febrero y el 15 de marzo. La preparación de la superficie debe concordar con la Norma de Nace No. 1/SSPC-SP 5, sobre una superficie aceptada por el inspector de recubrimientos como adecuada para servicio de inmersión. No se permite la presencia de ninguna sal, las soldaduras deberán redondearse, y la humedad en los carros se mantendrá entre 40 y 50% manteniendo las temperaturas indicadas por los requerimientos del fabricante del recubrimiento hasta el curado final. Las lecturas de dureza cumplirán los requisitos de ASTM, y las pruebas de desprendimiento de adhesión se llevarán a cabo de manera para cumplir con un mínimo de 900 libras por pulgada cuadrada y los cortes “X” serán de una lectura mínima de 5. El contratista corregirá y retocará a todas las áreas donde las pruebas destructivas hayan sido realizadas. Habrá una reunión previa al trabajo el miércoles por la mañana, antes de iniciar el trabajo, y Juan tiene muchas preguntas. ¿Qué es lo que su equipo considera que debería incluir Juan en su lista de normas, materiales de referencia, y equipo requerido para que él realice y respalde su trabajo adecuadamente con sólo la información proporcionada? Por favor haga una lista de las respuestas de su equipo en una bitácora y esté listo para presentarla en _______ minutos. Ahora son las: ____________; esté listo para presentar a las:___________ .

Lista de su Equipo


Tipos de Recubrimientos y Criterios de Inspección

Nivel 2 Capítulo 33 Tipos de Recubrimientos y Criterios de Inspección


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Tipos de Recubrimientos y Criterios de Inspección Introducción En el nivel 1 del Programa del Inspector de Recubrimientos, dos tópicos de vital importancia que se discutieron fueron los siguientes: Una introducción a los recubrimientos Los mecanismos de curado de recubrimientos A lo largo de este curso se han hecho referencias a los tipos de recubrimientos y a los componentes de materiales de los que están hechos, los cuales incluyen: Composición de los recubrimientos: pigmentos y vehículos Recubrimientos: nombrados de acuerdo al uso de resina, por ejemplo, alquidálicos. Cómo se curan los recubrimientos: por evaporación; polimerización por calor, oxigenación, o catálisis; coalescencia, etc. Cómo se aplican los recubrimientos: con brocha, rodillo, atomización, electrostático, cámara de nebulizacion, inmersiones en caliente, etc. Defectos de los recubrimientos y fallas de los recubrimientos. Ya se discutió la galvanización por inmersión en caliente con zinc y el metalizado de aluminio y zinc. Ahora nos enfocaremos en los recubrimientos: Revisando los tipos de recubrimientos, clasificándolos de acuerdo a los mecanismos de curado Notando algunas ventajas y desventajas de cada tipo genérico de recubrimiento Listando algunos usos típicos para cada tipo de recubrimiento Explorando algunos criterios de inspección para cada tipo genérico de recubrimiento

El inspector de recubrimientos deberá tener un gran entendimiento de cómo los diferentes recubrimientos se curan y deberá estar familiarizado con los tratamientos específicos de las superficies y los requerimientos de aplicación para cada recubrimiento que se pudiera usar.



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Los criterios de inspección pueden ser específicos para el tipo de recubrimiento y el inspector deberá considerarlos de la siguiente manera: ¿Qué veo? ¿Es el recubrimiento uniforme, con buena integridad y libre de discontinuidades, o tiene ampollas, escurrimientos, grietas, atomizado seco, etc.? ¿Cuáles son las causas probables de los defectos visibles? Como inspector ¿qué debo hacer? Discutiremos algunos criterios de inspección para cada mecanismo de curado e identificaremos otros criterios de inspección para recubrimientos específicos.

Mecanismos de Curado Los mecanismos de curado a ser revisados incluyen: Evaporación de solvente Polimerización - Inducidos por oxígeno - Inducidos por catálisis (activador o convertidor) - Inducidos por calor - Inducidos por agua Coalescencia

Recubrimientos con Curado Solventes (No Convertibles)

por

Evaporación

de

Los recubrimientos que se curan por la evaporación del solvente están hechos con la disolución de una resina, tal como es un hule clorado o un vinilo en un solvente adecuado, o en mezcla de solventes. Cuando uno de estos materiales se aplica, se cura por simple evaporación del solvente. La resina permanece sin cambiar y puede ser redisuelta en su solvente original de hidrocarburo, sin importar qué tan vieja sea la película. Los recubrimientos curados por evaporación no deben de ser recubiertos con un acabado diferente de recubrimiento que contiene solventes fuertes. El solvente puede atacar el recubrimiento base, dejando que se disuelva nuevamente. Además, los recubrimientos que se enlazan cruzadamente desarrollan una mayor tensión en la película. Por ejemplo, los recubrimientos alquidálicos y a base de aceite no deben de ser recubiertos con un epóxico



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porque conforme se cure el epóxico, se desarrollan esfuerzos internos significativos, causando que el sistema de recubrimientos se deslamine (se pele). Los recubrimientos de tipo evaporación, generalmente se pueden aplicar sobre un tipo diferente de recubrimiento. Por ejemplo, un recubrimiento de vinilo se puede aplicar sobre un epóxico. Sin embargo, si el recubrimiento epóxico está completamente curado y se tiene una superficie relativamente dura y resbaladiza, se puede producir una adhesión inadecuada entre capas. Ya que todos los solventes se deben de evaporar para que el recubrimiento esté adecuadamente curado, los recubrimientos de tipo evaporación no deben ser aplicados demasiado gruesos. Si se aplican demasiado gruesos, es probable que el solvente quede atrapado dentro de la película, y si esto sucede, los solventes atrapados finalmente debilitarán la integridad del recubrimiento. Los recubrimientos que se curan por evaporación de solvente incluyen: Hules clorados Vinilos Acrílicos Bitúmenos (reducciones de asfalto y alquitrán de hulla)

Criterios de Inspección General para los Recubrimientos que se Curan por la Evaporación de Solventes Los recubrimientos de hule clorado y vinilo contienen grandes cantidades de solventes volátiles. Si se aplican a una superficie caliente, estos recubrimientos no serán capaces de mojar la superficie adecuadamente antes de que el solvente se evapore, resultando en una película mal formada y seca. La película de recubrimiento puede estar porosa, con una integridad inadecuada de película, tener muy poco brillo y ser inútil como un recubrimiento protector. Los recubrimientos de asfalto y alquitrán de hulla contienen menos solventes volátiles; sin embargo, si se aplican sobre una superficie caliente, estos materiales pueden desarrollar pequeñas discontinuidades en la película llamadas “pinholes” (pequeños agujeros), resultando en una superficie porosa. Incluso, si se aplican las películas demasiado gruesas a mayores temperaturas ambiente, la superficie de recubrimientos puede formar una nata (skin set), atrapando el solvente. La película por debajo de la nata permanecerá suave prolongando o previniendo el tiempo total del curado.



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Recubrimientos de Hules Clorados Los hules clorados son elastómeros formados cuando la goma natural o polioelefina reacciona con cloro. Estos materiales deben de estar modificados para hacerse resistentes a las resinas y obtener sólidos mayores, disminuir la fragilización e incrementar su adhesión. Los recubrimientos de hule clorado, generalmente son bajos en sólidos (típicamente el 15 al 25% en volumen) y se deben aplicar en películas delgadas entre espesores de 25 a 75 µm (1 a 3 mils) DFT por recubrimiento. Los recubrimientos de hule clorado modificados son a menudo aplicados en películas de DFT mayores que van de 100 a 175 µm (4 a 7 mils), por ejemplo. Los hules clorados comienzan a deteriorarse a temperaturas por arriba de los 80º C (175º F) y se descomponen cuando están cerca de los 134º C (275º F) Los recubrimientos de hules clorados son especialmente resistentes a los alcalinos y los ácidos y tienen una buena resistencia a los químicos y al agua. Los recubrimientos de hule clorado tienen poca resistencia a: Solventes aromáticos Ésteres Cetonas Aceites y grasas vegetales y animales Calor Los recubrimientos de hule clorado se usan donde se requiere resistencia contra el agua, los ácidos y los alcalinos, especialmente en: Plantas químicas Plantas tratadoras de agua Cervecerías

Recubrimientos de Vinilo El vinilo se hace disolviendo co-polímeros de cloruro de vinilo (PVC), tales como el acetato de vinilo, el acrílico de vinilo, etc. en un solvente adecuado tal como las cetonas etilo metilo (MEK). El tolueno y el xileno se usan como diluyentes con el MEK.



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Las grandes cadenas moleculares de resinas de vinilo las hacen termoplásticas y altamente resistentes y fuertes a una gran variedad de materiales, como: Ácidos Alcalinos Aceites y grasas Alcoholes Sales químicas Agua Los vinilos tienen una buena resistencia a las condiciones climatológicas, tienen un buen brillo y una buena retención de colores. Son los más resistentes al envejecimiento, pero pueden volverse quebradizos con la edad debido a la degradación o migración de los plastificadores. Los recubrimientos de vinilo son usados ampliamente en: Ambientes marinos: atmosféricos, de inmersión y costeros Plantas químicas Papeleras Refinerías petroleras Compuertas de presas y esclusas Plantas procesadoras de alimentos Tanques de agua Plantas tratadoras de agua y de desechos líquidos Como los hules clorados, los recubrimientos de vinilo se degradan a temperaturas elevadas (80º C [175º F ) Los recubrimientos de vinilo típicamente se aplican a bajos DFT’s, con aplicaciones de hasta 7 capas para conseguir una protección a largo plazo.

Criterios de Inspección de los Recubrimientos de Vinilo y Hules Clorados Los criterios de inspección para los hules clorados y los vinilos son casi similares, y ellos están combinados en la siguiente tabla:



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Criterios de Inspección de Hules Clorados y Vinilos ¿Qué podrá ver el inspector?

¿Cuál es la causa probable?

1. Adelgazante insuficiente Atomizado seco, formación o erróneo de telarañas, pobre 2. Aplicación del material a apariencia una alta temperatura ambiente La película se suaviza y/o se La película fue aplicada a desintegra después de una una superficie expuesta a corta exposición solventes fuertes

¿Qué deberá hacer el inspector? Solicitar el adelgazante adecuado y en cantidades adecuadas. Buscar apoyo del fabricante de recubrimientos o posponer su aplicación Sugerir al dueño usar recubrimientos más resistentes a solventes o eliminar la exposición a los solventes.

Se aplicó a superficies La película se deteriora expuestas a temperaturas Medir la cuando se pone en servicio superiores a los 80º C (175º reportarla. F)

temperatura

y

Recubrimientos Acrílicos Los recubrimientos acrílicos son una clase de recubrimiento en los cuales el adhesivo es una resina acrílica. La resina es similar al uretano, porque es mucho más resistente a la exposición a la luz ultravioleta que las resinas epóxicas. Generalmente, los acrílicos son recubrimientos de un sólo paquete que curan por evaporación de solvente; sin embargo, las resinas acrílicas se pueden moldear en recubrimientos de tipo emulsión. Se discutirán las emulsiones acrílicas en la sección correspondiente a los recubrimientos basados en agua. Los acrílicos de curado por evaporación de solventes se usan frecuentemente sobre recubrimientos epóxicos intermedios y proporcionan una apariencia muy buena. Son fáciles de recubrir y de mantener. Cuando se usan sobre epóxicos, el acrílico deberá ser aplicado antes de que el epóxico se cure completamente; esto es, dentro de unos días hasta un mes, dependiendo de la composición del epóxico y la del acrílico. Los recubrimientos acrílicos se usan comúnmente en servicios al aire libre y tienen un amplio uso en embarcaciones marinas. Se usan en el exterior de los cascos arriba de la línea



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de flotación de los buques, en las cubiertas exteriores, en las superestructuras y en otras áreas donde la buena apariencia es importante.

Recubrimientos Bituminosos Tanto al asfalto como al alquitrán de hulla se les refiere frecuentemente como bitúmenos, aunque ellos son derivados de diferentes fuentes. El asfalto, o gilsonita, ocurre en la naturaleza y también se deriva de una resina del petróleo crudo refinado. Los recubrimientos de asfalto se hacen disolviendo el material base en un solvente alifático tal como los espíritus minerales. El alquitrán de hulla se obtiene de la brea de alquitrán; un residuo del proceso de coqueo o coking (la destilación destructiva del carbón) en una fabrica de acero. Los recubrimientos de alquitrán de hulla se hacen disolviendo la brea de alquitrán en un solvente aromático como el xileno o el tolueno. Ya que estos recubrimientos están hechos por la disolución o reducción del material base con un solvente, frecuentemente se les conoce como reducciones. Las reducciones de asfalto tienen: Resistencia limitada al agua Una buena resistencia al medio ambiente y a la luz solar Generalmente, los recubrimientos de asfalto se usan a nivel como materiales para impermeabilización de techos, o como recubrimientos de mantenimiento donde el color no importa En general, los recubrimientos de alquitrán de hulla tienen: Excelente resistencia al agua Excelente adhesión al acero o concreto Resistencia limitada a la luz del sol Resistencia a los solventes alifáticos, pero se disuelven en solventes aromáticos Las reducciones de alquitrán de hulla se pueden usar para: Como un recubrimiento base para las emulsiones de alquitrán de hulla en servicio atmosférico



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Sobre el acero o concreto enterrado o sumergido Como una membrana en los contenedores a recubrirse internamente con azulejos o ladrillos Los recubrimientos de alquitrán de hulla y de asfalto son materiales de altos sólidos que pueden ser aplicados en películas húmedas con espesores superiores a 400 a 600 mm (15 a 25 mils). Ambos productos se mantendrán a temperaturas de servicio (seco) hasta los 92º C (200º F). El asfalto y el alquitrán de hulla también pueden ser adaptados como recubrimientos de mastique aplicables con paleta. Ambos materiales son termoplásticos y se pueden aplicar ya que se ha calentado el esmalte sólido hasta que sea liquida. Creen algunos que los humos tóxicos asociados con el asfalto o alquitrán de hulla calientes son cancerigenos y como resultado, estos materiales se usan cada día menos.

Recubrimientos Curados por Polimerización La polimerización ocurre cuando dos o más moléculas de resina se combinan para formar una sola molécula más compleja. La polimerización es una reacción química en la cual un compuesto se forma por la unión de varios grupos químicos similares llamados monómeros. La mayor característica de los monómeros son: Estabilidad inherente Capacidad de unirse químicamente Esta unión entre monómeros dentro de una resina es el proceso llamado polimerización y es el más común método de curado de los recubrimientos de hoy en día. Hay tres métodos típicos de reacción química que son usados comúnmente para inducir la polimerización: Inducida por oxígeno Inducida químicamente Inducida por calor Deberá notarse que existen otras formas de reacciones por inducción; por ejemplo, la luz ultravioleta se usa para inducir el curado en algunos pegamentos para adherir el vidrio.



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La polimerización puede formar grandes cadenas moleculares (enlaces de una dimensión) o moléculas tridimensionales más complejas (enlaces cruzados). El resultado final de tal enlace cruzado es una estructura molecular tridimensional y rígida formada como una película de recubrimiento sobre el sustrato. Entre más efectivo sea el proceso de polimerización por enlaces cruzados, más fuerte y más resistente químicamente será la resina curada. Un ejemplo de polimerización es la unión del monómero de etileno (C2H4) hasta el polímero común llamado polietileno, donde se llegan a unir hasta 1,400 grupos monoméricos de etileno. El polietileno contiene varios materiales termoplásticos que se pueden usar para recubrir ductos enterrados, usando una funda extruída, o polvo sinterizado (calentado), o como una envoltura prefabricada de cinta. La polimerización puede describir la reacción usada para producir resinas sintéticas, o puede describir el proceso de curado de un recubrimiento después del mezclado y su aplicación. Muchas resinas usadas en los recubrimientos son polímeros parcialmente desarrollados, los cuales se curan mediante la terminación de la polimerización. Con la edad, se desarrolla una polimerización adicional, por lo que las películas de recubrimiento se vuelven muy parecidas al vidrio, más duros, y menos flexibles.

Polimerización de Recubrimientos Inducida por Oxígeno Los recubrimientos de polimerización inducida por oxígeno forman una película sólida mediante un proceso llamado enlace cruzado oxidativo usando el oxígeno atmosférico. Hay algo de evaporación debido a los solventes adicionados para una fácil aplicación. Los principales ingredientes en muchos de estos tipos por oxidación, como los recubrimientos alquidicos, son: Aceites vegetales - De linaza - De tung - De soya - Aceite de ricino deshidratado



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Aceites de pescado - De sábalo La formación de la película depende de la reacción del aceite con el oxígeno para formar una estructura de enlace cruzado. Para acelerar la reacción entre el aceite y el oxígeno, pequeñas cantidades de catalizadores metálicos llamados secadores se agregan durante la fabricación. Los secadores usuales son el cobalto, el plomo y los compuestos de manganeso. Debido a que la formación de la película depende de la cantidad de oxígeno del aire que entre en contacto con la película húmeda y que reaccione con los aceites, el curado puede tardar una gran cantidad de tiempo. El tiempo tomado para que una película sólida se forme puede variar de 2 a varios días. Algunos aceites secadores probablemente no completen su ciclo de curado potencial. Debido a que el oxígeno en el aire puede entrar en contacto con la película sólo a través de la superficie, hay un límite en cuanto al espesor de la película húmeda (WFT) que se puede aplicar. En general, el WFT no deberá ser mayor a 50 a 75 µm (2 a 3 mils). Si el WFT es mayor, la película será sólida sólo en la superficie, permaneciendo líquida por debajo. Esto puede causar que la película se arrugue y frunce en la superficie y que tarde mucho tiempo en solidificarse hasta el fondo si es que logre solidificarse jamás. Como la mayoría de las reacciones químicas, la velocidad de la reacción se incrementa con la temperatura. Entonces, el recubrimiento se secará y se curará más rápido a temperaturas más cálidas. Debido a que la reacción depende de que el oxígeno del aire entre en contacto con la superficie, un cambio regular del aire sobre la superficie también acelerará esta reacción. Por otro lado, si una película delgada de humedad se forma sobre la superficie debido a la humedad o otros factores, la toma de oxígeno se alentará, alargando el tiempo de secado. Los contaminantes de aceite o cera causarán un efecto similar pero más pronunciado. Los fabricantes de recubrimientos de tipo-oxidativo usualmente agregan pequeñas cantidades de material que impide la reacción del oxígeno mientras el recubrimiento se encuentra almacenado en el envase. Esto puedo ser usualmente efectivo sólo cuando el envase está completamente lleno y sólo por la vida útil declarada del material. Si algo del recubrimiento se remueve y se vuelve a sellar el envase, el recubrimiento reaccionará con el oxígeno dentro del envase para formar una película sólida en la superficie del recubrimiento restante. Esta película debe ser completamente removida y el recubrimiento debe ser colado antes de que se use. Los aceites usados para los recubrimientos de tipo oxidativo pueden reaccionar con alcalinos para formar jabón, un proceso conocido como saponificación.



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Generalmente, los recubrimientos de tipo oxidativo no son adecuados para usarse en condiciones donde la corrosión severa se puede encontrar. Los recubrimientos de tipo oxidativo tampoco son adecuados para aplicaciones sobre superficies alcalinas, por ejemplo, como el concreto nuevo o sobre recubrimientos de zinc, como el zinc inorgánico o galvanización por inmersión en caliente, debido a que pueden saponificarse y desprenderse del sustrato. Las películas de recubrimiento de tipo oxidativo pueden ser atacadas por solventes fuertes tales como la acetona, MEK y el acetato de etilo. Estos solventes causan que la película se hinche y arrugue. Generalmente no se recomienda que una película seca de un recubrimiento de tipo oxidativo recubra un material que contiene solventes fuertes tales como los de vinilo o epóxicos. Los recubrimientos que se curan por oxidación incluyen: Aceites de secado Alquídicos Ésteres epóxicos Fenólicos modificados con aceite Uralquidicos (uretanos modificados con aceite) Alquídicos de silicón Algunos criterios de inspección que son comúnmente usados para los aceites de secado, los alquidálicos, ésteres epóxicos y fenólicos modificados con aceite puede encontrarse en la tabla siguiente:

Criterios de Inspección de Recubrimientos que se Curan por Polimerización Oxidativa:

¿Qué podrá ver el inspector? Reblandecimiento del recubrimiento con la pérdida de adhesión en la interfase recubrimiento/sustrato Arrugas, dobleces, falta de curado, o curado muy lento, zonas localizadas de oxidación

¿Cuál es la causa probable? Aplicación sobre superficies alcalinas como concreto, galvanizados o zinc inorgánico Expiró la fecha de caducidad del material. Pigmento no


¿Qué deberá hacer el inspector? Asegurar que el recubrimiento se aplique a sustratos no alcalinos o usar una capa amarre adecuada Reportar el uso de un recubrimiento viejo. Observar y asegurar

Tipos de Recubrimientos y Criterios de Inspección fue mezclado Secado lento, escurrimientos, arrugas y Aplicación de dobleces, superficie exterior más dura espesores excesivos que el cuerpo del recubrimiento

Falla prematura, desintegración de la resina del recubrimiento, pérdida de adhesión

Pelado o reutilización y/o fracturas, adhesión inadecuada, desempeño inadecuado a largo plazo

33:12 una mezcla adecuada Asegurar la aplicación de películas húmedas más delgadas para permitir un curado adecuado antes de la próxima capa Reportar; sugerir al cliente confinar los recubrimientos a una exposición moderada. No aplicar sobre superficies de alta temperatura.

Aplicación sobre superficies expuestas a solventes fuertes, ácidos minerales, álcalis, inmersión en agua, o altas temperaturas Aplicación sobre una Asegurar el uso del superficie con primer primer o capa amarre tipo evaporación de adecuado solventes

Aceites de Secado Los aceites de secado (aceites vegetales y aceites de pescado) se usan comúnmente en la producción de resinas sintéticas, tales como los alquidálicos, y son materias primas de muchas resinas sintéticas, tal como los barnices fenólicos. Los aceites de secado son formadores de película, y se pueden usar en su estado natural como recubrimientos protectores crudos. Cuando se usan como recubrimientos, ellos: Tienen una buena humectación y pueden penetrar oxidación ligera para llegar al sustrato. Pueden ser lentos en cuanto al desarrollo de una película sólida Tienen poca resistencia a los solventes Pueden saponificarse cuando entran en contacto con ambientes alcalinos, tal como la galvanización con zinc o concreto Son raramente usados en aplicaciones de recubrimientos modernos.



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Recubrimientos Alquidálicos Los recubrimientos alquidálicos son resinas modificadas con aceite que se secan formando una película dura y resistente. La proporción de aceite usado se determina cómo se llamará el alquidálico: Alquidálico de aceites largos Alquidálicos de aceites medianos Alquidálicos de aceites cortos Los alquidálicos se usan para hacer esmaltes de secado moderadamente rápido tanto para recubrimientos interiores como exteriores para uso arquitectónico o industrial. Los recubrimientos alquidálicos pueden ser modificados por otros tipos de resinas, incluyendo: Acrílicos Fenólico Silicón Uretano Vinilo Como otros recubrimientos que se curan por polimerización inducida por oxígeno, los alquidálicos no deberán ser usados directamente sobre concreto, materiales de albañilería o superficies galvanizadas, excepto sobre primers resistentes a los alcalinos, selladores o capas amarre apropiadas. Algunas ventajas de los alquidálicos son: Preparación mínima de la superficie Facilidad de su aplicación Mantenimiento fácil Una excelente durabilidad en exteriores Bajo costo Excelente flexibilidad Buena apariencia y retención del brillo Algunas limitaciones de los alquidálicos incluyen:



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Retención variable del color Baja acumulación de espesor por capa Pobre resistencia a los químicos y solventes Resistencia al agua pasable Resistencia limitada al calor, el cual se fragiliza a temperaturas superiores a los 81º C (180º F) Los alquidálicos son buenos recubrimientos de propósito general para estructuras a nivel como tanques, acero estructural, etc. También se llegan a usar como acabados decorativos en plantas de alta tensión, refinerías, etc.

Recubrimientos de Ésteres Epóxicos Los ésteres epóxicos son resinas epóxicas modificadas con aceite para producir recubrimientos de un sólo componente que se cura por polimerización inducida por oxígeno. Los ésteres epóxicos no son tan duros o químicamente resistentes como los epóxicos de dos componentes. Tienen un grado intermedio de resistencia química y se pueden usar en áreas sujetas a derrames químicos ocasionales. Ya que los ésteres epóxicos son materiales de un sólo componente, no requieren un catalizador, y no tienen restricciones en cuanto a su vida de envase como los materiales de dos componentes. Típicamente, los ésteres epóxicos se usan como primers para el acero y sobre: Superficies de acero en interiores, maquinaria y equipos Pisos de plantas Usados en exteriores, éstos recubrimientos rápidamente se calean.

Recubrimientos Fenólicos Modificados con Aceite Los recubrimientos fenólicos modificados con aceite no se deben confundir con los recubrimientos fenólicos epóxicos que se usan extensivamente en las aplicaciones industriales. Los recubrimientos fenólicos tienen una buena resistencia interior – exterior al agua y a los químicos, pero se ablandan en presencia de solventes fuertes. Con la edad los recubrimientos fenólicos se decoloran y la película se vuelve dura y quebradiza.



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Las películas fenólicas con la edad son más difíciles de recubrir debido a una pobre adhesión a la superficie envejecida y oxidada. La adhesión entre capas se puede mejorar si la vieja superficie recubierta se raspa o se pone adecuadamente áspera para proveer una porción de perfil. Los fenólicos modificados con aceite se usan principalmente para: Protecciones interna y externa para madera Un vehículo en algunos primers de tipo barrera Recubrimientos de pisos internos Primers resistentes a los aceites Las resinas fenólicas modificadas con aceite se usan, para algunos fabricantes de recubrimientos, para formular lo que ellos llaman un primer universal. El inspector de recubrimientos deberá reconocer que estos tipos de primers no son realmente universales, es decir, ellos no se pueden usar sobre cualquier sustrato ni sobre cualquier tipo de recubrimiento. Además de los criterios de inspección descritos previamente, se deben agregar otros criterios de inspección que se muestran en la siguiente tabla:

Criterios de Inspección para los Recubrimientos Fenólicos Modificados con Aceite ¿Qué podrá ver el inspector?


¿Qué deberá hacer el inspector? Observar los intervalos Levantamiento del requeridos entre capas. El tiempo entre capas es recubrimiento. Permitir al recubrimiento demasiado corto Pelado desde el sustrato secar/curar adecuadamente antes de recubrir Observar los tiempos apropiados entre capas. Adhesión inadecuada entre Tiempo entre capas Aplicar el acabado antes de capas, delaminación demasiado largo que la superficie se endurezca demasiado



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Recubrimientos Urálquidicos (Uretanos Modificados con Aceite) Los urálquidicos son uretanos modificados aceite de secado y alquidálicos. Están disponibles como barnices transparentes o como recubrimientos de un sólo elemento, de color, de secado al aire. Los urálquidicos se parecen y se manejan de una forma similar a los barnices de mástil alto y su desempeño es similar al de los ésteres epóxicos. Los urálquidicos son muy resistentes a la abrasión y tienen una buena resistencia al medio ambiente y retención del brillo. Se usan frecuentemente en maderas para pisos, muebles y acabados comerciales, institucionales y residenciales y tiene un amplio uso en los exteriores de tanques a nivel.

Los Recubrimientos Alquidálicos de Silicón Los alquidálicos de silicón son mucho más resistentes que los alquidálicos puros en cuanto a las condiciones ambientales generales y particularmente a las altas temperaturas. Estos alquidálicos modificados están hechos mediante la reacción entre un polímero de silicón con una resina alquidálica y cocinados con un aceite de secado, tales como el aceite de linaza, tung, o de soya. Los alquidálicos de silicón se usan mayoritariamente en recubrimientos de mantenimiento y para acabados marinos, debido a sus altas propiedades protectoras. Los alquidálicos de silicón se usan extensamente en superficies en operación a temperaturas moderadamente altas.

Recubrimientos con Polimerización Químicamente Inducida Los recubrimientos de polimerización químicamente inducida se forman cuando la resina reacciona con un agente de curado (también llamado un activador o catalizador) Una amplia variedad de materiales de recubrimientos externos e internos están incluidos bajo este título para discutir el día de hoy. Todos los recubrimientos listados requieren la adición de un activador al material base para formar una película curada. Los recubrimientos curados químicamente que se discutirán incluyen: Epóxicos Epóxico de alquitrán de hulla Epóxico rico en zinc Ésteres vinilicos / Poliésteres



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Uretanos curados con humedad Uretanos de dos componentes Primers de vinyl wash Fenólicos modificados con epóxicos

Los recubrimientos con polimerización inducida químicamente son los recubrimientos más versátiles y modernos. Las muchas formulaciones existentes pueden ser modificadas para proveer algunas propiedades específicas. Estos recubrimientos y los epóxicos en particular, son los caballos de batalla de la industria de recubrimientos protectores. Antes de que inicie la discusión de ciertos tipos específicos de recubrimiento, algunas precauciones sobre la aplicación con estos materiales en cuanto a los recubrimientos de curado por co-reacción se deberán mencionar. Esto incluye: Agregar convertidores a la base antes de su aplicación. Si el convertidor no se adiciona a la base antes de la aplicación, el recubrimiento parecerá seco pero no completamente curado. Asegurar la proporción correcta de base a convertidor. Si la proporción de base a convertidor no es la correcta, el polímero formado no estará hecho de acuerdo a lo esperado. La vida envase puede ser afectada y la película aplicada puede tener poca resistencia química o poca resistencia a la corrosión. El recubrimiento puede incluso fijarse dentro de la unidad de atomización y sus mangueras. No sobre mezclarlos. Un sobre-mezclado de los componentes separados antes de combinarlos y/o un sobre-mezclado después de la combinarlos, puede resultar en ampollamiento, burbujeo, o una formación inadecuada de película debido al aire atrapado en el recubrimiento. El curado rápido puede incluso ocurrir. Permitir una digestión o tiempo de sudado suficiente. El fabricante de recubrimientos puede recomendar que antes de la aplicación, al recubrimiento se le permita reposar durante un periodo de tiempo después de que el convertidor y la base han sido combinados. Esto permite que el material combinado llegue a ser compatible y que la reacción de polimerización proceda uniformemente para todos los materiales de recubrimiento mezclados.



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Defectos tales como la erosión, ojos de pescado, y cráteres pueden ocurrir como un resultado de un tiempo insuficiente de digestión, y el curado puede no ser uniforme. Usar el adelgazante correcto (si el adelgazado se permite o se requiere). Si se usa un adelgazante incorrecto, el recubrimiento tiende a coagularse en el envase de la pintura (contenedor) y se gelatiniza adentro de las mangueras. Si se logra atomizar el producto, generalmente tendrá características inadecuadas de atomizado y la formación de la película puede interrumpirse a grado tal que una falla prematura es casi certera. No aplicar a temperaturas demasiado bajas. A menos que esté especialmente formulado para la aplicación a bajas temperaturas, la mayoría de los materiales curados químicamente deben de ser aplicados cuando la temperatura de la superficie y el aire adyacente estén a los 10º C (50º F) o superiores y aumentándose, para lograr un curado apropiado. Generalmente, los ésteres vinílicos deben aplicarse a temperaturas por arriba de los 16º C (60º F), los poliésteres por arriba de los 7º C (45º F) y los poliuretanos alifáticos y aromáticos por arriba de los 4º C (40º F). Proporcionar algún movimiento de aire a lo largo de la superficie recubierta. Si se encuentra en espacios confinados, es especialmente importante tener un movimiento de aire apropiado a través de la superficie recubierta para evitar que el solvente quede atrapado y la prolongación del curado del recubrimiento. No exceder la vida de envase del material. Una vez que la base y el convertidor están mezclados, comienza la polimerización y continúa hasta que se termina. Para proteger al usuario, el fabricante del recubrimiento debe indicar la vida de envase del material mezclado a las temperaturas indicadas en la ficha técnica del producto. La vida de envase del material se refiere a aquel periodo limitado de tiempo durante el cual el producto, una vez combinado, debe ser aplicado para máximos u óptimos resultados Conforme el recubrimiento mezclado se acerca a su vida de envase, se incrementa su viscosidad. Cuando se termina su vida de envase, el recubrimiento puede seguir siendo líquido, más sin embrago, con mayor viscosidad. Los recubrimientos que exceden el tiempo de vida de envase establecido no deben ser aplicados. Si un aplicador intenta hacerlo, algunas veces adelgazándolo para reducir su viscosidad para atomizarlo, el recubrimiento podría:



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- Tener atomización insuficiente - Desarrollar poca acumulación de película - Escurrimientos o arrugas - No curarse adecuadamente La película finalizada podría tener: - Aire atrapado - Pequeños agujeros (Pinholes) - Escurrimientos o arrugas - Espesor de la película inferior - Desempeño de servicio muy pobre - Una integridad de película inadecuada

Recubrimientos Epóxicos de Dos Componentes (CoReactivos) Son recubrimientos activados por la adición de un agente de curado (algunas veces llamado convertidor, activador, endurecedor o catalizador) con una base de resina. Hay varios tipos generales de agentes de curado, que incluyen: Poliamida, la cual produce una película con menor tendencia al decoloración (blusa) que la poliamina, y generalmente tiene una mejor característica de humectación sobre el sustrato. Los recubrimientos epóxicos curados con poliamina generalmente tienen una mejor resistencia química que los epóxicos de poliamida, pero son más tóxicos. Poliamina, la cual produce una película con una excelente resistencia química y a la inmersión. Los recubrimientos curados con poliamina tienen una vida de envase corta y se debe cuidar que se apliquen los recubrimientos tan pronto como sean mezclados. Además los sistemas de poliamina son sensibles a la humedad y en combinación con bajas temperaturas, tienden a decolorarse (blusa) y a generar decoloración de amina (amine bloom), que degrada la adhesión entre los materiales de los recubrimientos sucesivos.



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Isocianato, el cual produce una película que se cura a menores temperaturas (debajo de los 10º C 50º F ) que la poliamina o los tipos de poliamidas, pero tiene una vida de envase más corta, típicamente de una o dos horas. Otros agentes de curado incluyen: Quetimina Aductos de amina Poli-imidas Amido-amidas Los recubrimientos epóxicos, generalmente proveen: Excelente resistencia química y a los solventes Buena resistencia al agua Buena acumulación de espesor por capa Una buena durabilidad externa (excepto por el caleo) Excelente adhesión al acero o concreto Los recubrimientos epóxicos se usan ampliamente para: Interiores de tanques de agua potable Recubrimientos internos para de contenedores y equipo Acero estructural Plantas químicas y petroquímicas Embarcaciones marinas e instalaciones costeras Instalaciones de agua y desechos de agua Plantas procesadoras de alimentos Los recubrimientos epóxicos son susceptibles al caleo en exposiciones al exterior, y no tienen una buena apariencia brillosa a largo plazo. Algunos tipos de recubrimientos epóxicos pueden desarrollar una decoloración ámina (amine blusa) cuando se exponen a alta humedad durante la fase de curado.



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La decoloración amina aparece como una película aceitosa, grasosa o lechosa de color claro o ámbar sobre la superficie del recubrimiento, y generalmente ocurre cuando la película se cura durante condiciones húmedas y de bajas temperaturas. El componente amina en el recubrimiento reacciona con el dióxido de carbono atmosférico y el agua en la superficie del recubrimiento para formar un carbamato de amina. El efecto puede no ser rápidamente visible, pero puede aún interferir con la adhesión exitosa de los recubrimientos posteriores. El inspector deberá cuidadosa y cercanamente examinar las superficies que se sabe que estuvieron expuestas a condiciones húmedas durante la fase inicial del curado. El carbamato de amina (decoloración) se puede remover lavando la superficie del recubrimiento con agua o con un solvente recomendado por el fabricante. Si se va a aplicar otra capa al recubrimiento, la decoloración amina debe de ser removida, de otra forma, la adhesión entre capas fallará. Si el recubrimiento no va a ser recubierto, eliminar la decoloración amina puede ser opcional.

Recubrimientos Epóxicos de Alquitrán de Hulla Los recubrimientos epóxicos de carbón de alquitrán se hacen con la mezcla de una resina epóxica y con resinas de alquitrán de hulla seleccionadas. El recubrimiento resultante es sinergetico en que combina la excelente resistencia al agua y la adhesión del alquitrán de hulla con la resistencia química y a los solventes de un epóxico puro para producir un producto de uso rudo para ser aplicado en estructuras sumergidas o enterradas. Algunos usos típicos para los recubrimientos epóxicos de alquitrán de hulla incluyen: Primers para recubrimientos marítimos anti-fouling (anti-incrustacion) Interiores de tanques de petróleo Tanques de balastas (buques) Ductos, de acero o concreto Muelles y pilotaje Cascos de buques, en la línea de flotación o debajo Plantas tratadoras de agua y de desechos Recubrimientos internos para ductos de agua Plataformas petroleras Los epóxicos de alquitrán de hulla se usan generalmente solos y no en conjunto con otros recubrimientos. Estos recubrimientos producen una acumulación de película relativamente



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alta por capa, y muchas especificaciones solicitan solamente la aplicación de una o dos capas. El epóxico de alquitrán de hulla desarrolla una dura y resbalosa película cuando se cura, lo cual dificulta repararlo o repintarlo. Algunas formulaciones se curan relativamente rápido, y el inspector de recubrimientos deberá monitorear los intervalos de recubrimiento muy cercanamente.

Criterios de Inspección para los Epóxicos de Alquitrán de Hulla: ¿Qué deberá hacer el inspector? Asegurar la aplicación a temperaturas y humedad Aplicación y curado adecuadas. Decoloración amina, una película color durante condiciones Asegurar eliminación de ámbar y aceitosa sobre la superficie húmedas y frías la decoloración amina antes de aplicar otra capa. Monitorear los intervalos entre capas Intervalos entre Deslaminación entre capas Poner superficie áspera capas excedidos con blast por barrido antes de repintar ¿Qué podrá ver el inspector?


Epóxicos Ricos en Zinc Los epóxicos ricos en zinc están disponibles en formulaciones de dos o tres componentes que contienen una moderadamente alta cantidad de polvo de zinc metálico en peso (del 50 al 75 % en peso) dentro de la película curada. El sistema de tres componentes consiste de: Resina epóxica (puede contener rellenadores y algunos pigmentos de color) Agentes de curado (Co-reactivos) Polvo de zinc Los sistemas de dos componentes consisten de: Resina epóxica más polvo de zinc Agentes de curado (Co-reactivos)



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Los recubrimientos ricos en zinc que se dejan sin recubrir durante un largo periodo de tiempo, pueden formar una capa superficial de sales de zinc, tales como óxido de zinc o carbonato de zinc. Estas sales se deben de remover antes de re-pintar, o de otra forma la adhesión entre capas puede fallar. Los recubrimientos epóxicos ricos en zinc se usan para: Recubrimientos internos de tanques Para primers en sistemas de alto desempeño Ambientes marinos Para reparar zinc inorgánico Los requerimientos para la preparación de la superficie, los procedimientos de aplicación y los criterios generales de inspección para los epóxicos convertidos ricos en zinc son casi los mismos que para cualquier otro recubrimiento epóxico. Los criterios de inspección se muestran en la tabla siguiente.

Criterios de Inspección de Epóxicos Ricos en Zinc ¿Qué podrá ver el inspector? Desprendimiento del recubrimiento del substrato. Pérdida de las propiedades de la película (dureza), aflojamiento, no proporciona la protección galvánica una vez curado

¿Cuál es la causa probable? Aplicación a una superficie limpiada inadecuadamente y/o superficie con un patrón de anclaje inadecuado No usar sistemas de atomización con agitado, requeridos para mantener al zinc dispersado uniformemente en el recubrimiento

¿Qué deberá hacer el inspector? Asegurar la preparación de la superficie y la superficie/ perfil conforme a lo especificado Monitorear la aplicación y asegurar el uso constante del agitador para mantener al zinc dispersado apropiadamente

Asegurar un perfil de Aplicación sobre un perfil que superficie apropiado y una de superficie inusualmente o aplicación adecuada. Se profundo, o un DFT menor puede necesitar reaplicar el al valor recomendado zinc. Filtraciones de óxido, El espesor de la película está Asegurar un espesor fracturas; descarapelamiento por debajo o arriba del valor adecuado durante del recubrimiento especificado aplicación. Picos sin recubrir muestran óxido, filtraciones de óxido



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Recubrimientos de Poliésteres / Ésteres Vinílicos Los poliésteres/ésteres vinílicos hacen uso de una resina de poliéster o vinilo para producir recubrimientos con un DFT relativamente alto de hasta 2540 µm ( 100 mils) por aplicación. Los ésteres vinílicos/poliésteres tienen una resistencia excelente a los ácidos, solventes, al agua y a la abrasión. Los ésteres vinílicos incluso también tienen buena resistencia a los alcalinos. Los poliésteres/ésteres vinílicos son ligeramente más estables en cuanto a su color en una exposición externa que los recubrimientos epóxicos, y tardan mas en calear. Algunos tipos de poliésteres no humectan bien sobre viejos recubrimientos. Estos materiales deben ser aplicados directamente sobre los sustratos metálicos. Requieren un mayor perfil de la superficie (mayor que 100µm [4 mils ) que la mayoría de otros recubrimientos orgánicos. Durante la aplicación, éstos recubrimientos producen vapores peligrosos que contienen estireno, y el aplicador deberá de usar un respirador con tanque de oxígeno cuando esté trabajando con ellos. Se debe usar protección ocular cuando se trabaje con estos recubrimientos, debido a que los líquidos y vapores pueden causar un daño permanente a la córnea del ojo. Generalmente, el catalizador usado con estos tipos de recubrimientos es el peróxido MEK, el cual puede ser peligroso y no deberá permitirse entrar en contacto con objetos metálicos o contenedores. El catalizador se puede descomponer y quemar espontáneamente si no se almacena a bajas temperaturas y si no se maneja adecuadamente. El mezclado de grandes cantidades de material (e.g. > 19 L [5 galones]) puede ser peligroso, el calor generado durante la reacción de curado puede producir una combustión espontánea. Se puede usar agua como una barrera de contención para detener la reacción del recubrimiento mezclado, y cualquier material catalizado que se descarte o que no se use deberá de ser colocado bajo el agua para prevenir su combustión. Los poliésteres/éster vinílicos experimentan un poco de encogimiento y reacciones inestables. Sus usos típicos incluyen: Interiores de tanques Productos plásticos reforzados con vidrio y fibra Dispositivos de contención secundarios



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Criterios de Inspección para los Poliésteres / Ésteres Vinílicos ¿Qué podrá ver el inspector? Material con grumos gelatinizado en el envase

o

1. El recubrimiento aplicado tiene una película muy frágil 2. El recubrimiento aplicado tiene un curado muy lento y/o inadecuado 3. El material se fija en el envase, mangueras, y/o pistola

¿Cuál es la causa probable? El material ha caducado o ha estado sujeto a condiciones de almacenamiento a altas temperaturas 1. Alto contenido de catalizador, acorta la vida del envase, dando una película frágil 2. Falta de catalizador, prolonga la vida útil del material mezclado, dando un curado lento y pobre 3. Exceso de catalizador, curando demasiado rápido, no se puede aplicar el material antes de que haya curado

¿Qué deberá hacer el inspector? Verificar la fecha de caducidad y determinar su utilidad. Asegurar del almacenamiento adecuado del material

En todos los casos mostrados, monitorear el mezclado y aplicación para asegurar que el nivel de catalizador concuerde con los requerimientos del material y la especificación

No hay muestra de curado; si se llega a formar la El catalizador es muy viejo Asegurar que el catalizador esté película, ésta tiene una y ha caducado dentro de su vida útil integridad inadecuada Asegurar que el sustrato y la temperatura ambiente están dentro de los límites requeridos por el fabricante y la especificación. Generalmente, Aplicación del estos materiales se pueden recubrimiento cuando el El recubrimiento no cura o aplicar a temperaturas cercanas a sustrato y la temperatura tiene un curado muy pobre los 15º C (60º F), pero la ambiente son demasiado temperatura ambiente debe bajos alcanzar los 21º C (70º F) dentro de las primeras 24 horas después de aplicación para que las reacciones de curado, se realicen apropiadamente. 1. Baja respuesta de 1. Aplicación de la Ya que los poliésteres necesitan curado, y el película menor a 250 µm masa para curar adecuadamente



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recubrimiento no cura (10 mils) y requieren un perfil más grande bien hasta formar una 2. Aplicación de la que la mayoría de los película dura película con un espesor recubrimientos, el inspector debe 2. El recubrimiento no inferior al del perfil asegurar el perfil correcto, y una cubre los picos del perfil, actual aplicación adecuada del WFT oxidación visible para obtener el DFT deseado. Pobre formación de la Uso de adelgazante Asegurar solo uso del película y un curado inferior incorrecto adelgazante correcto Proporcionar una ventilación Ventilación o movimientos adecuada o movimiento del aire El curado no procede de aire sobre la superficie para remover el solvente de la recubierta inadecuados superficie con recubrimiento húmedo.

Uretanos Curados por Humedad Los uretanos curados por humedad son recubrimientos de un sólo componente ya sean traslúcidos o pigmentados, y están disponibles en formas alifáticas o aromáticas (la mayoría se encuentra en la forma aromática) Los uretanos curados por humedad se curan al reaccionar con la humedad del aire y requieren una humedad relativa entre el 30 y el 80 % para conseguir un curado total. Estos recubrimientos tienen: Excelente flexibilidad Dureza con una excelente resistencia al despedazado y a la abrasión Una buena resistencia a los ácidos, a los alcalinos y a los solventes Una adhesión limitada Algunos problemas con la estabilidad del componente Los uretanos curados con humedad tienen una vida de envase limitada una vez que el empaque ha sido abierto. El inspector de recubrimientos deberá estar alerta de cualquier intento de usar los recubrimientos sobrados desde el día anterior. Estos materiales se usan para: Pisos de madera y concreto sujetos al uso pesado y a los derrames químicos fuertes ocasionales. Plataformas costeras Como un acabado final para ciertos recubrimientos epóxicos



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Criterios de Inspección para los Uretanos Curados por Humedad ¿Qué podrá ver el inspector? El recubrimiento se cuajó en el envase; hay burbujas y pinholes visibles en la película del recubrimiento Adhesión inadecuada entre capas

¿Cuál es la causa probable? Los recubrimientos viejos exhiben un exceso de espesor, o han absorbido humedad antes de la aplicación Aplicación de un nuevo recubrimiento sobre uno viejo sin lijar la superficie

¿Qué deberá hacer el inspector? Asegura que el recubrimiento esté dentro de la vida útil y que no ha absorbido humedad prematuramente. Lijar o descarapelar la superficie antes de recubrir

Recubrimientos de Uretano de Dos Componentes Los uretanos catalizados con dos componentes vienen en dos formas: Alifáticos Aromáticos [Observación: los términos alifáticos y aromáticos se refieren a la estructura química de un compuesto. Los hidrocarburos alifáticos comprenden tres grupos (1) parafinas, (2) olefinas y (3) acetilenos. Químicamente están caracterizados por una configuración abierta, recta o de cadena ramificadas de los átomos de carbono que los constituyen. Uno de los compuestos más simples en este grupo es el metano (CH4); un ejemplo de un solvente alifático común son los espíritus minerales. Los hidrocarburos aromáticos son químicos que tienen un grupo o estructura de cadena cerrado de seis carbonos (anillo hexagonal) como una parte principal de la molécula. El compuesto químico más simple de esta familia es el benceno (C6H6) y algunos solventes aromáticos comunes son el xileno y el tolueno Cada uno de estos dos grupos de hidrocarburos exhibe ciertas propiedades químicas que se reflejan en las características del recubrimiento que se derivan de ellos. Algunas de estas propiedades pueden verse en la siguiente descripción de los uretanos. Los uretanos alifáticos exhiben: Una resistencia superior a la abrasión Buena resistencia química Dureza



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Flexibilidad Una excelente retención del color y brillo exterior Limitada resistencia en la inmersión Los uretanos aromáticos exhiben muchas características del grupo alifático, excepto: Pueden ser usados en algunos servicios de inmersión No tienen un buen brillo exterior ni buena retención del color Los grupos aromáticos se usan para servicios en interiores y la inmersión limitada, mientras que los grupos alifáticos se usan ampliamente en exteriores. Un sistema común para plataformas costeras consiste de un primer inorgánico de zinc, un recubrimiento intermedio de epóxico, y un uretano alifático como recubrimiento superior. Los vapores generados por estos materiales son peligrosos y cuando se trabaje con estos materiales se debe de usar un respirador con suministro de aire. Los uretanos aromáticos son sensibles a la humedad, y se debe tener cuidado de mantener la humedad lejos de estos materiales durante su aplicación y almacenamiento. Los criterios de inspección típicos se muestran en la siguiente tabla:

Criterios de Inspección para los Poliuretanos de Dos Componentes ¿Qué podrá ver el ¿Cuál es la causa inspector? probable? Vida de envase muy corta película como queso-llena Humedad en las mangueras de burbujas y pequeños o equipo agujeros; poco brillo Aplicación sobre un Adhesión inadecuada del recubrimiento viejo sin una nuevo recubrimiento al preparación adecuada de la recubrimiento viejo superficie

¿Qué deberá hacer el inspector? Monitorear el equipo para asegurar que la humedad no entre al equipo de aplicación Preparar la superficie (usualmente por descarapelado) para aplicar el nuevo material

Poliureas Los recubrimientos de poliurea son similares a los poliuretanos de dos componentes, pero con una diferencia en su composición química. Los poliuretanos se hacen al reaccionar un



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isocianato con un oxidrilo. Las poliureas están hechas al reaccionar un isocianato con una amina. Las poliureas son sistemas de atomización de dos componentes sólidos al 100% que reaccionan rápidamente y se curan muy rápido. Pueden ser aromáticas o alifáticas. Requieren equipo de atomización multicomponente calentado para su aplicación. Las poliureas son relativamente insensibles a la humedad y tienen buena adhesión sobre las superficies preparadas adecuadamente. La estabilidad con la temperatura es buena hasta los 177º C (350º F). Las poliureas se fijan entre 3 y 5 segundos y se puede caminar sobre ellas casi a los 30 segundos. Debido a su rápido secado, las poliureas no tienen buenas características de humectación. Los costos de aplicación son superiores a otros sistemas de recubrimientos debido a que requieren equipo especial para su aplicación. Los criterios de inspección son similares a los de los recubrimientos de dos componentes.

Primer de Vinyl Wash El primer de vinyl wash (polivinilo de butiral) es un vehiculo vinílico modificado con un pigmento inhibidor del oxido, como el cromato de zinc mezclado con el ácido fosforico. Este recubrimiento se cura por polimerización química. Se usa como un primer especial para mejorar la adhesión entre capas entre el sustrato y ciertos acabados, tales como: Alquidálicos Hules clorados Vinilos Epóxicos Uretanos Estos primers tienen un secado y curado rápido, usualmente entre 15 y 20 minutos, y generalmente deben de ser recubiertos dentro de las primeras 4 a 8 horas. Los primers de vinyl wash deben de ser aplicados en capas muy delgadas para conseguir un DFT de entre 8 a 12 µm (0.3 a 0.5 mil) máximo. Una regla de dedo es: si es claramente visible a una distancia de unos 6 metros (20 pies), la película esta demasiado gruesa Si el primer aplicado es demasiado grueso o si el re-pintado se demora más del tiempo recomendado, la adhesión apropiada entre el sustrato y el recubrimiento exterior estará comprometida. La especificación puede requerir una prueba de tallado del solvente, como se hace con los recubrimientos catalizados para determinar el grado de curado.



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Criterios de Inspección para los Primers de Vinyl Wash (Polivinil / Butiral) ¿Qué podrá ver el inspector? La película se seca, pero no parece que ocurra el mecanismo del wash primer Características inadecuadas del atomizado – no desplazará la humedad sobre una superficie mojada -. El material puede aglomerarse Falla cohesiva

El material se cuaja inmediatamente; el material gelatinizado no se puede aplicar a la superficie Delaminación del acabado del primer viejo

¿Cuál es la causa ¿Qué deberá hacer el probable? inspector? No se agrego el convertidor Asegurar que el aplicador a las base antes de la agregue el convertidor a la aplicación base antes de su aplicación Asegurar que se use el Adelgazante incorrecto o no adelgazante correcto (si se se usó requiere) Un recubrimiento mucho Monitorear la aplicación; más grueso que los 12.5 µm asegurar un correcto DFT (0.5 mils) máximas del wash primer requeridas Observar el mezclado; asegurar que el catalizador El catalizador se agregó a la se agregue lentamente a la base rápidamente sin agitar base con una agitación adecuada Asegurar que el El wash primer expuesto al recubrimiento exterior se medio ambiente más tiempo aplique dentro del intervalo del indicado requerido entre capas

Recubrimientos Fenólicos Modificados con Epóxicos Los recubrimientos fenólicos a base de epóxicos de dos componentes contienen una cantidad significativa del reactivo de resina fenólica, así como una resina epóxica. La resina fenólica contribuye a mejorar la resistencia al agua y al solvente, pero demerita la resistencia a la luz del sol. Estos recubrimientos fenólicos-epóxicos exhiben una alta densidad del enlace cruzado, el cual provee una excelente resistencia a un amplio espectro de químicos y solventes. Estos materiales pueden estar formulados para curarse usando agentes de curado alcalino o usando agentes de curado amina. Al exponerse a la atmósfera, los fenólicos-epóxicos se amarillentan o se calean más rápido que los recubrimientos epóxicos de poliamida o poliamina.



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La resistencia incrementada a los solventes requiere que el intervalo entre capas sea cuidadosamente observado. La mayor deficiencia de estos recubrimientos se debe a su falta de flexibilidad. Los recubrimientos fenólicos-epóxicos se usan en: Interiores de tanques de hasta 500 µm (20 mils) Interiores de ductos Áreas de contención de plantas nucleares

Criterios de Inspección para Recubrimientos Fenólicos Modificados con Epóxicos ¿Qué podrá ver el inspector? Ampollamiento varía entre muy pequeñas, de 250 a 375 µm (10 a 15 mils) a muy grandes, de 12.5 mm (500 mils)

¿Cuál es la causa probable? Enlace cruzado no completo; el recubrimiento se ha puesto en servicio (inmersión) antes de que haya curado lo suficiente

¿Qué deberá hacer el inspector? Observar el curado, asegurar que el recubrimiento ha curado antes de colocarse en servicio.

Recubrimientos de Polimerización Inducida por Calor Recubrimientos Fenólicos-Epóxicos Los recubrimientos fenólicos-epóxicos curados térmicamente son muy similares en su composición a los de tipo fenólico-epóxico de dos componentes curado químicamente, excepto: Son materiales de un sólo componente Usualmente contienen una mayor proporción de resinas fenólicas Requieren un horneado cuidadosamente controlado para que se cure y se forme la película protectora Los recubrimientos curados con calor o de fenólicos-epóxicos de un componente son muy resistentes a: Agua Solventes Químicos Estos recubrimientos se usan principalmente para:



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El interior de tuberías de perforación para pozos petroleros Los tubos de perforación En el interior de los contenedores de procesos, incluyendo tanques de cerveza y de almacenamiento En el interior de latas, baldes y bidones La cocción cuidadosa se requiere para conseguir todas las propiedades protectoras del recubrimiento. Los inspectores a menudo se requieren para monitorear el proceso de cocción, el cual oscila entre: Configurar horneados para eliminar los solventes y comenzar la reacción de enlace cruzado, usualmente a 95º C (200 º F) hasta la cocción final (para completar el proceso de enlace cruzado) oscilando entre los 165º C (325º F) hasta los 200º C (500º F) La mayoría de estos recubrimientos usados para proteger tuberías de pozos requiere una temperatura de sustrato cercana a los 205 a 235º C (400 a 450º F) por alrededor de una hora para el curado adecuado. Diferentes formulaciones pueden requerir diferentes horarios La evaluación (i.e. inspección) en taller del curado, a menudo usa paneles de curado estándar. Conforme el recubrimiento se cura, cambia de color, generalmente hacia el marrón. El grado del curado es de alguna forma reflejado en el color final y los paneles estándares se usan para estimar el grado de curado. Los recubrimientos fenólicos de alta cocción tienen poca flexibilidad, lo cual limita el espesor potencial de la película. Sustratos delgados o superficies vibrantes pueden causar problemas a estos recubrimientos. La limpieza de la superficie y el perfil de superficie son importantes, debido a que el recubrimiento debe conseguir la máxima adhesión para contrarrestar la posibilidad de desprenderse debido a la expansión o a la contracción. Es importante verificar el acabado final en busca de pinholes, ya que estos recubrimientos se usan típicamente para exposiciones críticas y/o ambientes de inmersión. La reparación de las piezas deficientes puede ser difícil y siempre representa una debilidad potencial en el recubrimiento. Las piezas defectuosas a menudo tienen que ser re-limpiadas con abrasivos y recubiertas nuevamente.



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Criterios de Inspección para Sistemas Fenólicos-Epóxicos (Convertidos con Calor) ¿Qué podrá ver el inspector?


¿Qué deberá hacer el inspector?

1. La reacción de enlaces cruzados comienza en el envase, incrementando la viscosidad, y pegajosidad 2. Adelgazante excesivo requerido para películas lisas; picaduras severas durante aplicación. 3. Dificultad para conseguir el DFT requerido

Almacenamiento inapropiado o demasiado tiempo. El componente fenólico es reacciona con calor y puede cuajarse en 3 a 6 meses incluso a temperaturas ambiente

Inspeccionar con cuidado y asegurar que el material no ha comenzado a cuajarse en el envase. Monitorear en almacén, sugerir refrigeración en almacén hasta su aplicación.

El recubrimiento no moja el sustrato y se arrastra durante su secado y/o en la cocción final. El recubrimiento tiene ampollas, discontinuidades. La película se fractura y se delamina

La superficie podría no estar seca y limpia El perfil de la superficie no es el adecuado Estos materiales requieren un perfil de la superficie suficiente para prevenir el desprendimiento durante la cocción final

Observar la preparación de la superficie para asegurar la limpieza requerida y se consiga el perfil de la superficie

1. No se puede lograr una película sin discontinuidades 2. formación de ampollas durante secado y/o cocción final, algunas ampollas se rompen 3. Fracturas semicirculares durante la cocción final. Sin la presencia aparente de ampollas. El recubrimiento se arruga fácilmente, con el solvente dejado en la película. Se forman ampollas durante la cocción final, la película tiene discontinuidades y el recubrimiento se descarapela. 1. El recubrimiento tiene un color ligero

Monitorear la aplicación y asegurar Espesor excesivo de la que el recubrimiento se aplique película con el DFT adecuado

Configuración de la cocción

1. Insuficiente final

Observar / monitorear la configuración y procedimientos de incorrecta la cocción final para asegurar que son los adecuados según lo especificado. cocción Observar cuidadosamente procedimiento y programa


el de

Tipos de Recubrimientos y Criterios de Inspección 2. El recubrimiento está muy 2. la cocción final fue oscuro, la película se calea, excesiva tiene ampollas y se fractura. 3. la película tiene poca adhesión Tiempo de secado inadecuado antes de la Ampollas y burbujeo cocción, los solventes no se han evaporado completamente

33:34 cocción para asegurar que es conforme a lo especificado

Permitir un tiempo de secado adecuado antes de la cocción (flash time)

Recubrimientos a Base de Silicón Los recubrimientos a base de silicón frecuentemente se usan en ambientes a alta temperatura. Y están disponibles en dos tipos: Modificados Sin modificar Los recubrimientos de silicón modificados se producen mediante el mezclado del silicón con otras resinas. Cuando el silicón se aplica a la pieza de trabajo durante la instalación o espera, estas resinas modificadas mantienen el silicón en su lugar. Cuando las piezas que se trabajan son calentadas (horneadas) el recubrimiento de silicón se cura con calor. Estas resinas modificadas se queman, y la porción del silicón se vuelve efectiva. Este tipo de recubrimientos frecuentemente se usan cuando se requiere una alta resistencia al calor de entre 200 a 375º C (de 400 a 700º F), generalmente se aplican sobre estructuras como: Hornos Calentadores Torres de destilación de petróleo Destilerías Los recubrimientos de silicón sin modificar frecuentemente se usan cuando la resistencia al calor se requiere de hasta 535º C (1000º F) para exposición continua, o de hasta 650º C (1200º F) intermitente. El silicón se puede aplicar directamente a una superficie limpia y fría de acero. El zinc inorgánico a menudo se usa como un primer en servicios de temperatura de hasta 402º C



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(750º F). Los primers orgánicos a base de resinas no se deben usar; ya que no están formulados para mantenerse a altas temperaturas. El desempeño exitoso de los recubrimientos de silicón requiere de: Limpieza de alta calidad de la superficie Programa adecuada de cocción con un cuidadoso control de la temperatura y del tiempo de cocción. El silicón tiene una resistencia limitada a la abrasión.

Criterios de Inspección para los Recubrimientos de Silicón ¿Qué podrá ver el ¿Cuál es la causa ¿Qué deberá hacer el inspector? probable? inspector? Burbujeo en el recubrimiento, la película Una pobre aplicación que Asegurar la aplicación tiene integridad inadecuada resulta en un recubrimiento conforme a lo requerido y el recubrimiento parece denso y desigual estar desintegrándose Asegurar que se observe el Ampollamiento y burbujeo Programa de calor (cocción) programa apropiado de la durante servicio (incorrecta temperatura de cocción El pigmento de aluminio Asegurar que el mezclado se Una agitación o mezclado tiene una apariencia opaca, haga conforme a lo mecánico excesivo no uniforme y manchada requerido

Recubrimientos Ricos en Zinc Hay varias formulaciones de recubrimientos ricos en zinc. La asociación SSPC ha definido los dos tipos principales de recubrimientos ricos en zinc – en el estándar SSPC-Pintura 20. Tipo 1 – Inorgánico Tipo 2 – Orgánico Los recubrimientos inorgánicos de tipo 1 están sub-divididos en tres tipos generales: Tipo 1-A – Inorgánico soluble en agua, curado posterior Tipo 1-B – Inorgánico diluido en agua, auto-curado Tipo 1-C – Inorgánico diluido en solvente, auto-curado



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Se discutirán primero los materiales de zinc inorgánico y posteriormente los de zinc orgánico.

Tipo 1 – Zinc Inorgánico Resumen Los recubrimientos de zinc inorgánico están compuestos de polvos de zinc metálico junto con pequeñas cantidades de otros metales adicionados, tales como plomo mezclado con una solución compleja de silicato. Lo recubrimientos inorgánicos ricos en zinc se distinguen por sus grandes cantidades de polvos de zinc (de 75 a 95%) en la película seca. Algunos de los vehículos de silicato inorgánico usados para producir recubrimientos de zinc inorgánico incluyen: Silicato de sodio Silicato de potasio Silicato de amonio Silicato de litio El silicato orgánico hidrolizado tal como los vehículos de silicato de etilo, que también se usa para producir recubrimientos de zinc inorgánicos. A pesar de los diferentes puntos de inicio con los diferentes silicatos, el último producto de la reacción sobre la superficie de acero es similar para cada recubrimiento de zinc inorgánico, con la excepción del tipo de recubrimiento de curado posterior. En el proceso de reacción, forman ácidos silícicos y polisilícicos que reaccionan con el zinc y los otros metales adicionados. Cada vehiculo, soluble en agua, diluido en agua, o de silicato orgánico reaccionan con, o se hidrolizan, para formar polímeros con el ácido silícico, y cuando se adiciona el zinc al sistema, se crea u polímero formado de silicio-oxígeno-zinc (S-O-Zn) Esta combinación es muy insoluble y forma una fuerte matriz que envuelve a las partículas de polvo de zinc para producir un recubrimiento. El ácido silícico que es un ácido débil, reacciona tanto con los iones de zinc del propio zinc y con los iones de hierro formados a partir de la reacción de la humedad con la superficie de acero, para formar un producto insoluble en la interfase del metal y del recubrimiento de silicato.



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Los recubrimientos basados en sodio, potasio, silicato, o silicato de etilo reaccionan con zinc: En la reacción inicial, los ingredientes se concentran conforme el solvente se va evaporando del recubrimiento (el solvente orgánico para el tipo a base de solvente, agua para los zincs a base de agua). Esta concentración lleva a los compuestos de zinc y de silicio en relación cercana y permite una deposito inicial del recubrimiento sobre la superficie del acero. En la segunda reacción, la cual toma lugar inmediatamente después de que el recubrimiento se aplica, el recubrimiento se hace insoluble cuando los iones de zinc reaccionan con el ácido silícico para formar el silicato de zinc inicial. El recubrimiento ahora es un recubrimiento sólido e insoluble sobre la superficie metálica, pero no está completamente reaccionado. En este punto, la mayoría del recubrimiento es de alguna forma poroso, debido principalmente a la calidad apretujada de las partículas disueltas de zinc. Frecuentemente, cuando los recubrimientos de zinc inorgánico se vuelven a recubrir con algún recubrimiento orgánico, en un intervalo muy corto de tiempo después de la aplicación, el recubrimiento orgánico burbujea. Esto se debe a la penetración del solvente dentro del recubrimiento de zinc, creando una presión de vapor que causa el burbujeo. La tercera parte de la reacción ocurre a lo largo de un periodo de algunos días o incluso meses, y es la actividad continua del ácido carbónico que se formó por la humedad y el dióxido de carbono en el aire, actuando sobre y adentro del recubrimiento de zinc expuesto para completar la formación de la matriz de zinc-silicato. (Observación: Esto no ocurre con el zinc que fue recubierto con un acabado). Los recubrimientos de zinc inorgánico continúan curándose durante un largo periodo de tiempo y se harán mucho más duros y más resistentes a la abrasión y desarrollarán una mayor adhesión a la superficie metálica. Cuando están expuestos, estos materiales protegerán a la superficie de acero actuando como un ánodo de sacrificio, corroyéndose en lugar del acero. Los recubrimientos de zinc inorgánicos se pueden usar sólo como un sistema verdadero de una sola capa o como primers para muchos otros tipos de recubrimientos orgánicos. Cuando se exponen a la atmósfera durante cualquier periodo de tiempo, los recubrimientos inorgánicos ricos en zinc desarrollan una película pasiva (muy similar al zinc de la



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galvanización), que consiste en un carbonato de zinc y un óxido de zinc, el cual tiende a inhibir la corrosión posterior.

Precauciones Generales Preparación de la Superficie Los recubrimientos de zinc inorgánico requieren un alto grado de limpieza de la superficie. Todos los recubrimientos existentes o contaminantes deben de ser removidos de la superficie por limpieza abrasiva de acuerdo al estándar NACE No. 1/SSPC-SP 5 (metal blanco) para los servicios de inmersión, o de acuerdo al estándar NACE No. 2/SSPC-SP 10 (casi blanco) para servicios atmosférico. Algunos fabricantes han permitido la preparación de acuerdo a la norma NACE No. 3/SSPC-SP 6 (blast comercial) cuando se intenta usar en servicios al aire libre, pero generalmente hablando, una mejor preparación de la superficie provee un mayor desempeño a largo tiempo.

Mezclado y Manipulación Los recubrimientos ricos en zinc inorgánicos deben de ser mezclados mediante agitación mecánica. Estos recubrimientos no se deben de mezclar por sacudimiento, ya que esto podría causar un calentamiento rápido resultando en una formación de gel, o en algunos casos, el contenedor se rompe debido a la presión interna del gas de hidrógeno. Los polvos de zinc deberán ser colados a través de una malla de 30/60 o mediante un colador de pintura al vacío. Si más de 113 g (0.25 libras) de polvo de zinc por 4 L (1.0 galón) mezclado se remueve por esta malla de 30/60, es un indicio de que hay materiales viejos o contaminados. En tales casos, el contenedor del material debe ser descartado.

Aplicación Generalmente, los recubrimientos de zinc inorgánico propiamente aplicados y con el DFT requerido no se encogen mientras se están secando o curando como los recubrimientos orgánicos lo hacen. Una vez aplicado, el material inorgánico sigue a la configuración de la superficie. Esta es la mayor ventaja cuando se aplican estos materiales sobre superficies rugosas o picadas o sobre soldaduras ásperas. Estos recubrimientos si se aplican demasiado gruesos, se encogerán y resquebrajarán.

Características de los Recubrimientos de Zinc Inorgánico La película muy dura, parecida a la dureza de una piedra, así como la adhesión química de los recubrimientos de zinc inorgánico forman una base con sorprendentes características de fricción. Esto significa, por ejemplo, que los recubrimientos se pueden usar para superficies de puentes, tanques, torres, etc. cuando lo permite la especificación.



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Los recubrimientos de zinc inorgánico no se ven afectados por los agentes orgánicos y combustibles, tales como: Cetonas Hidrocarburos aromáticos Gasolina Diesel o aceite lubricante Combustible de avión Estos materiales de zinc, también tienen una buena resistencia al calor, y no se ven relativamente afectados por altas temperaturas hasta que,, o incluso mas allá de los puntos de fundición del zinc (419º C [785º F ). Los recubrimientos de zinc inorgánico son ampliamente usados para: Plantas de alta tensión Plantas químicas Refinerías petroleras Torres de transmisión Puentes Estructuras costeras Buques

Tipos de Recubrimientos Inorgánicos Ricos en Zinc Los vehículos inorgánicos de curación posterior de Tipo 1-A son solubles en agua e incluyen metales alcalinos, (sodio, potasio, litio), silicatos, fosfatos y sus modificaciones. Estos recubrimientos deben de ser curados mediante la aplicación de calor o con una solución de un agente de curado ácido. Porque los de este tipo son solubles en agua, pueden ser aplicados bajo condiciones climáticas frescas o calurosos, siempre y cuando sean secas, donde el agua se pueda evaporar dentro de algunos minutos y hasta dos horas. Después de un par de horas, el zinc tiende a separarse en el vehículo y hace un recubrimiento malo con muy poca resistencia.



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El agente de curado ácido, usualmente un ácido de sulfato y amina, debe ser aplicado sobre el recubrimiento tan pronto como el agua se ha evaporado. Incluso una lluvia sobre los recubrimientos de Tipo 1-A antes de la aplicación del agente de curado disipará el gel deshabilitando al recubrimiento. Este tipo de recubrimientos de zinc es más efectivo cuando se usa como un sistema de una sola capa sin acabado. Si el recubrimiento debe ser recubierto con una capa orgánica, la solución de curado debe de ser removida o neutralizada mediante el lavado con agua. Los vehículos inorgánicos de auto-curado de tipo 1-B, son diluibles en agua e incluyen metales alcalinos solubles en agua (sodio, litio, etc.) silicatos, fosfatos y sus modificaciones. Estos recubrimientos se curan cuando el agua se evapora de la película, y el zinc se cristaliza reaccionando con el dióxido de carbono y la humedad del aire. Son más efectivos cuando se aplican bajo condiciones cálidas y secas, lo cual permite que el agua se evapore rápidamente, dejando un recubrimiento metálico duro que se hace insoluble al agua en muy corto tiempo. Después de un periodo de días, meses e incluso años, el recubrimiento continúa curando conforme el zinc reacciona con el silicato en presencia de la humedad que hay en el aire o de la superficie recubierta. Algunos de estos tipos de recubrimientos requieren más humedad para curar que otros recubrimientos. Durante un periodo de tiempo, y con la exposición continua a la humedad atmosférica, se forma carbonato de zinc e hidróxido de zinc sobre y dentro del recubrimiento diminuyendo su porosidad y desarrollando el recubrimiento una película continua. Los vehículos inorgánicos de auto-curado tipo 1-C, son diluibles en solvente e incluyen titanatos, silicatos orgánicos (tales como el etilo) y modificaciones poliméricas de estos silicatos. Estos sistemas principalmente dependen de la humedad en la atmósfera para completar su hidrólisis y la formación de silicatos. Estos materiales se aplican mejor bajo condiciones frías con una condición de humedad razonable (una humedad relativa del 50 al 90%) ya que la humedad del aire se requiere para completar el proceso de curado. Estos materiales no se curan bien o completamente bajo condiciones calurosas y secas. En estos climas debe ser necesario rociar el recubrimiento con agua para que se complete el curado del material. En el proceso de curado, la humedad reacciona con el silicato de etilo orgánico; liberando alcohol etílico como un producto secundario. Si se aplica un acabado encima de este tipo de recubrimientos antes de completar el curado, podría ocurrir una severa delaminación del material. Un método de inspección para asegurar el curado de este tipo de recubrimientos, es simplemente raspar la superficie y buscar la detección de un olor a alcohol. Si el alcohol se detecta, puede indicar que el curado no se ha completado.



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De cierto modo, los materiales de zinc auto-curados y a base de solvente se auto-inspección con respecto a su DFT. Si el recubrimiento se aplica muy densamente, generalmente más de 125 µm (5 mils), este material se resquebrajará; si se llega a recubrir con un acabado, el material tenderá a delaminarse. Ya que este tipo de recubrimientos esta basado en solventes, es más probable que ocurra el sobre-atomizado bajo condiciones calidas y con mucho viento que los productos basados en agua.

Pruebas de Curado La ASTM ha publicado un método de prueba de tallado con solvente para asegurar el curado de los recubrimientos de zinc inorgánico. La Norma ASTM D4752, Medición de la Resistencia MEK de Primers Ricos en Zinc de Silicato de Etilo (Inorgánico) por Tallado con Solvente. El método de prueba define el tallado de un área de prueba de 2.5- x 15 -cm (1 x 6 pulgada) con el dedo índice usando un trapo saturado de solvente con 50 talladas dobles, y proporciona una escala para asegurar la resistencia del recubrimiento curado. A menudo se realiza una prueba se sitio más objetiva, en la cual la superficie del recubrimiento de silicato de zinc se raspa con el extremo de una moneda de 25 centavos de dólar o similar, la cual se mantiene perpendicular a la superficie del recubrimiento. El recubrimiento deberá mostrar una superficie plateada y brillante y además debe permanecer intacta. Si el recubrimiento se desprende y se remueve con un solo tallado, entonces el curado no es aceptable.

Tipo 2 – Zinc Orgánico Ya hemos discutido el tipo de recubrimiento orgánico más común, el epóxico rico en zinc. El uso de estas resinas recubrimientos, aunque no son comunes, se pueden encontrar en algunos usos especializados. El vehículo orgánico de Tipo 2, incluye epóxicos catalizados por fenóxido, uretanos, hules clorados, estireno, silicones, viniles, y otras resinas adecuadas. El vehículo orgánico incluido en este grupo puede ser químicamente curado o puede secarse por evaporación del solvente. Bajo ciertas condiciones, el calor se puede usar para facilitar o acelerar el endurecimiento. La química en la formación de este tipo de recubrimientos de zinc, es muy simple comparada con la reacciones químicas complejas de los diferentes recubrimientos de zinc inorgánico. Básicamente los recubrimientos de zinc orgánicos son una mezcla de polvos de zinc y pigmentos de zinc metálicos (químicamente del 50 al 75% en peso de la película secada) en



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un vehículo orgánico, tal y como se hizo notar anteriormente. Hay dos requerimientos esenciales para el desempeño adecuado y efectivo de los recubrimientos orgánicos ricos en zinc: El zinc en el vehículo, para proporcionar protección catódica, debe de estar en contacto partícula por partícula, o deberá contener rellenadores conductores tales como fosfato de hierro para formar un camino eléctricamente conductor a través de la matriz orgánica del sustrato de acero. Si el vehículo orgánico rodea al zinc y previene el contacto partícula a partícula, el zinc no puede ir dentro de la solución para proveer protección catódica. El vehículo orgánico o transportador para el pigmento de zinc metálico, debe ser resistente a los alcales, debido a que el zinc particularmente en los ambientes clorados, reacciona para formar un álcali fuerte, el afectaría adversamente cualquier resina sensible a los álcalis. Generalmente los zincs orgánicos se aplican más fácilmente que los zincs inorgánicos. Son menos porosos y se recubren más fácilmente con una película exterior con una variedad de materiales orgánicos.

Criterios de Inspección para el Curado Posterior con Zinc Inorgánico. ¿Qué podrá ver el inspector?


El recubrimiento no se cura o no lo hace homogéneamente; el No se aplicó el agente de curado recubrimiento se sigue (wash coat) o el agente de curado no disolviendo en agua, completa o se aplicó uniformemente parcialmente Curado no uniforme, resquebrajamientos. Formación de escamas en áreas con mucho espesor; filtración de óxido en áreas delgadas Áreas localizadas de oxidación, arrugamiento, mayor tendencia a resquebrajarse

El DFT mayor o menor que lo especificado Falla al usar todo el polvo de zinc o el polvo no fue homogéneamente mezclado en el vehiculo


¿Qué deberá hacer el inspector? Monitorear la aplicación para asegurar que el agente de curado se aplique uniformemente Monitorear aplicación para asegurar que el DFT es como lo especificado Monitorear el mezclado para asegurar que se


Descarapelamiento, arrastre o Presencia de contaminantes en la hay ojos de pescado superficie

Delaminacion o pérdida de No se removió el agente de curado adhesión entre capas intermedias antes de aplicar el acabado o acabado

Pérdida de las propiedades de la Falla en el uso de agitadores en los película (dureza); arrugamiento; envases de atomización algo de resquebrajamiento

Lluvia sobre el primer aplicado El recubrimiento se reblandece; se antes de la aplicación del wash puede deslavar completamente coat

El recubrimiento se reblandece; Lluvia sobre recubrimiento aplicado se puede deslavar antes de la aplicación del wash coat completamente


33:43 agregue la cantidad adecuada de polvo de zinc, así como un adecuado mezclado Asegurar la limpieza de la superficie antes del recubrimiento Monitorear la aplicación para asegurar que el wash coat haya sido adecuadamente removido Asegurar el uso de agitadores para mezclar el recubrimiento durante toda la aplicación Tratar de asegurar que el primer no se aplique cuando la lluvia sea inminente Asegurar que el recubrimiento sea aplicado bajo las condiciones ambientales indicadas.


Criterios de Inspección Reducido con Agua. ¿Qué podrá ver el inspector? Pobre adhesión a la superficie; el recubrimiento se remueve fácilmente La película no se cura; se vuelve desmenuzable o polvorosa fácilmente Ampollamiento y burbujeo del recubrimiento; la película es muy porosa, y tiene poca integridad Filtraciones de óxido, pocae integridad de la película. El acabado puede no adherirse.

para

Zinc

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Inorgánico-Auto-Curado,

¿Cuál es la causa probable? La superficie no se limpio adecuadamente; no se removieron completamente los contaminantes Aplicación cuando la humedad estaba por debajo del nivel indicado

¿Qué deberá hacer el inspector? Observar la preparación de la superficie; asegurar la remoción de los contaminantes Asegurar la aplicación sólo bajo las condiciones ambientales requeridas Asegurar que la temperatura del sustrato Se ha aplicado sobre una esté dentro de los límites de superficie caliente aplicación del recubrimiento No se mezcló polvo Asegurar el uso de la suficiente o no se mezcló cantidad adecuada de polvo, adecuadamente así como su mezclado.

Criterios de Inspección para el Auto-Curado con Zinc Inorgánico Reducido con Solvente. ¿Qué podrá ver el ¿Cuál es la causa inspector? probable? La película no se cura, es Se aplicó cuando la desmenuzable y humedad relativa era baja pulverizable Se aplicó sobre una Pobre formación de la superficie con humedad película, así como una pobre condensada, o bajo adherencia condiciones muy calientes y secas Un curado prematuro debido El producto se gelatiniza en a la entrada de la humedad el contenedor, el vaso del en el equipo antes de la rociador, o las líneas aplicación La aplicación se hizo en una La película es polvosa y zona caliente con un seca considerable movimiento del aire

¿Qué deberá hacer el inspector? Asegurar la aplicación cuando el nivel de humedad es el indicado Asegurar que no haya condensación y que las condiciones ambientales sean adecuadas para la aplicación Observar el equipo; mantener la humedad alejada hasta la aplicación del material Realizar la aplicación cuando las condiciones ambientales sean las adecuadas



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Recubrimientos a Base de Agua Los recubrimientos basados en agua son altamente deseados en la industria y están preferidos sobre los recubrimientos basados en solventes, debido a los problemas ambientales y la legislación, los cuales han creado restricciones VOC. La industria de recubrimientos protectores, enfrenta muchos cambios como resultado de la reciente legislación, particularmente los que están sujetos a los compuestos orgánicos volátiles (VOC). Con respecto a esto, el desarrollo continuo de recubrimientos basados en agua representa un paso significativo hacia la conformidad universal. Los recubrimientos basados en agua están definidos ampliamente como aquellos materiales que usan agua como parte de su vehículo. Los recubrimientos basados en agua pueden ser orgánicos e inorgánicos. El agua es probablemente el solvente más común, pero es un solvente relativamente débil. Ninguna de las resinas de recubrimiento comúnmente usadas, ya sean naturales o sintéticas, son solubles en agua, a menos que sean especialmente tratadas y modificadas. Con la tecnología de los recubrimientos de hoy en día, la mayoría de los tipos genéricos de recubrimientos pueden estar formulados a base de agua, solubles en agua o diluidos en agua. Los recubrimientos basados en agua se pueden separar en dos grandes grupos: Aquello que usan resinas solubles en agua. Y podremos llamar a éstos solubles en agua. Aquellos que usan resinas que no son solubles en agua, pero están suspendidas en agua (usualmente se etiquetan como látex o recubrimientos de emulsión). La resina es una fase separada del vehículo del recubrimiento. A éstos los podremos llamar suspensiones.

Recubrimientos que Usan Resinas Solubles en Agua Las resinas para recubrimientos orgánicos, que incluyen alquidálicos, acrílicos y acrílicos vinílicos, pueden ser modificados químicamente para ser solubles en agua. Las resinas pueden ser modificadas para crear una forma soluble en agua que generalmente retiene las características de sus parientes basados en solventes. Los recubrimientos acrílicos solubles en agua, por ejemplo, se usan por su durabilidad en general, buen color y por su excepcional resistencia a la luz ultravioleta, todas características que son típicas de los acrílicos solubles en solvente.



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Los recubrimientos inorgánicos basados en agua, consisten de resinas de silicato inorgánico, tales como sodio y potasio, disueltos en agua. Una vez que se han aplicado sobre la superficie de acero, las resinas de silicato reaccionan con la atmósfera para crear una película inorgánica. Los inorgánicos solubles en agua y diluibles en agua, se discutirán en el capítulo de zinc inorgánico.

Recubrimientos que Usan Resinas Suspendidas en Agua Las suspensiones en agua, son recubrimientos en los cuales el agua actúa como un diluyente o dispersante. Los recubrimientos de látex y emulsiones son probablemente los ejemplos más conocidos de recubrimientos dispersores de agua. Los materiales de látex, a menudo se llaman emulsiones de látex. Aunque los recubrimientos de látex y las emulsiones son diferentes, tienen un mecanismo de formación de película similar. El término látex y emulsión frecuentemente se usan como sinónimos en la industria de la pintura.

Látex El látex es una dispersión estable de un material polimérico fino (tal como goma o una resina) en agua. El término látex fue dado a la primera pintura de emulsión desarrollada en los años cuarentas y generalmente se usa como pintura para casas. El látex está hecho por técnicas de polimerización a partir de emulsiones: Copolímeros de Estireno-Butadieno Resinas de Acrilato Acetato de Polivinilo Observación: La polimerización por emulsión es una reacción de polimerización que se lleva a cabo con el reactante en forma emulsificada. Muchos copolímeros, tales como la goma sintética, están hechos de esta forma.



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Emulsiones Una emulsión es una mezcla estable de dos o más líquidos inmiscibles que se mantienen en suspensión con una pequeña cantidad de emulsificadores. Ejemplos comunes incluyen la leche, la mantequilla y el aderezo de ensaladas. Inmiscible: Significa que dos o más fluidos que no son mutuamente solubles. La emulsión y el látex son materiales en fase líquida, esto es, una dispersión o solución, (líquida) con porciones distintas y separables mecánicamente: Al mayor componente se le denomina fase continua o externa Al menor componente se le denomina fase dispersa o interna. Este componente puede o no puede ser dispersado uniformemente en la fase continua. En la leche, el agua es el mayor componente y es por lo tanto la fase continua. La manteca es el menor componente y es por lo tanto la fase dispersa. En la mantequilla, la manteca es la fase continua, y el agua es la fase dispersa. Los recubrimientos basados en emulsiones de resinas pueden incluir: Acetatos de polivinilo Resinas acrílicas Bitúmenes Tipos de recubrimientos basados en agua co-reactivos, tales como epóxicos. La tecnología usada para crear recubrimientos de emulsiones es extremadamente compleja, y está en fase de rápido desarrollo.

Formación de la Película – El Proceso de Secado y Curado Los recubrimientos de emulsión generalmente se curan por: Coalescencia Varias reacciones de polimerización o co-reacciones, dependiendo del tipo de material Diferentes tipos de recubrimientos basados en agua tienen diferentes características físicas, pero todos ellos deben coalescer a partir de la dispersión del agua y formar una película.



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Durante esta etapa de formación de la película, la fase líquida, la cual es agua principalmente, se evapora junto con cualquier solvente orgánico en el recubrimiento. Generalmente, las emulsiones forman una película por el proceso de coalescencia. En este mecanismo de curado, el agua y el solvente se evaporan de la película permitiendo que las partículas líquidas se muevan hacia la superficie de forma discreta. Conforme continua la evaporación, estas partículas incrementan su contacto y se comienzan a fusionar o coalescer, dentro de lo que se semeja a una película continua. La evaporación del agua y los solventes continúa hasta que la película alcanza su estado final. Durante el periodo de formación de la película, los recubrimientos basados en agua son muy sensibles al agua. Para muchos materiales, esto significa que son inapropiados cuando se aplican en condiciones ambientales de alta humedad, (por ejemplo, zonas tropicales con alta humedad) o en una zona fría con un ambiente húmedo (por ejemplo, las plataformas petroleras del Mar del Norte). El periodo de sensibilidad puede durar hasta un mes o más después de la aplicación, dependiendo de la temperatura y la humedad.

Recubrimientos de Suspensión Co-Reactante Los recubrimientos de emulsiones epóxicas son, para la mayoría de los casos, sistemas de dos componentes a base de epóxicos y poliamidas, tratados para permitir una suspensión en el agua. Algunos diluyentes se agregan a la resina de epóxico líquida y otros a los agentes de curado de poliamida. Estos diluyentes disminuyen la viscosidad y permiten que la coalescencia del material se evapore conforme el agua y los solventes se evaporan. Conforme el epóxico y los agentes de curado de poliamida se coalezcan, se comienza la reacción de polimerización con enlace cruzado, lo cual completa el curado. Los epóxicos de dos componentes y los agentes de curado se empacan separadamente, y cuando se mezclan tienen una vida de envase moderada. La coalescencia adecuada de las partículas de resina dispersadas en agua es esencial para permitir el proceso de curado, y por lo tanto para obtener las propiedades óptimas a lo largo del servicio de estos materiales. Si la condición atmosférica es caliente y seca, el recubrimiento podría secarse demasiado rápido, lo cual resultará en que las partículas no coalescen adecuadamente. Si las condiciones atmosféricas son frías y húmedas, el agua se evaporará lo suficientemente lento para que las partículas de resina se aglomeren pero no se coalescen apropiadamente. Entonces el enlace cruzado adecuado no será posible. Nuevamente el recubrimiento se curará inapropiadamente y no será efectivo. Para un curado adecuado de estos materiales en condiciones de servicio atmosféricas, la temperatura deberá de estar entre los 10 y 27º C (de 50 a 80º F) con una humedad relativa entre el 30 y el 60%.



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Ventajas Algunas ventajas de los recubrimientos basados en agua incluyen: Poco o ningún olor Bajo VOC (el vehículo es en su mayoría agua) Facilidad en su aplicación y limpieza Alto punto de flamabilidad debido a los solventes lentos usados (el agua se evapora primero y después el solvente)

Desventajas Algunas desventajas de los recubrimientos basados en agua son: Generalmente un bajo brillo, excepto en los electro-recubrimientos Deben de ser almacenados, transportados y aplicados a temperaturas por arriba del punto de congelamiento Generalmente necesitan baja humedad (del 30 al 60%) para un curado adecuado La película es menos densa y más porosa al agua y los iones Puede causar óxido sobre la superficie en condiciones adversas Es más costoso por mil. por pie cuadrado que su contraparte convencional de material diluido con solvente debido a su bajo efectividad de sólidos por volumen Fuertes solventes polares en algunos materiales pueden causar el levantamiento y desprendimiento de los recubrimientos previos El desarrollo es más lento que con los recubrimientos basados en solventes.

Usos Típicos Los recubrimientos basados en agua son ampliamente usados para servicios en condiciones atmosféricas: Puentes Refinerías petroleras



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Tanques de almacenamiento Plantas químicas, etc. Algunos de los tipos co-reactivos, tales como epóxicos, pueden ser usados en pisos. En el pasado, los recubrimientos basados en agua eran raramente apropiados para servicios de inmersión, pero con las nuevas formulaciones, algunos de estos materiales ahora se pueden usar en condiciones de inmersión. La mayoría de las composiciones de los recubrimientos basados en agua se han desarrollado o modificado a partir de tipos familiares de resinas. Cada resina fue inicialmente elegida para usarse en recubrimientos protectores para propiedades química y/o física específicas. En general, en este momento, es muy difícil que estas características de desempeño de los recubrimientos basados en agua igualen al desempeño de sus equivalentes basados en solvente. Es importante reconocer que las formulaciones de los recubrimientos basados en agua, se encuentran en un estado de rápido crecimiento. Es probable que ellos se comporten de manera diferente completamente a los recubrimientos basados en solvente que a final de cuentas reemplazarán.

Criterios de Inspección para los Recubrimientos Basados en Agua ¿Qué podrá ver el inspector?


Recubrimiento gelatinizado Recubrimiento expuesto a o separado completamente; temperaturas de la suspensión está destruida congelamiento El recubrimiento se escurre Aplicación del material a o arrastra; secado lento; la bajas temperaturas (debajo película no se forma de los 10º C 50º F ) adecuadamente El recubrimiento huele mal; puede contener partículas gelatinosas; el recubrimiento forma una nata

La pintura líquida excedió su vida útil, las bacterias han atacado al polímero anti escurrimiento

Fracturas, encogimiento

Un espesor excesivo puede causar encogimiento y

¿Qué deberá hacer el inspector? Asegurar que el recubrimiento gelatinizado no se usa. Asegurar que el material no se congele Asegurar la aplicación del material a temperaturas más cálidas (sobre los 10º C 50º F) Asegurar que el material esté bien con la vida útil establecida. No permitir que la pintura pase su vida útil al usarse Asegurar que el recubrimiento se aplique



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fracturas con el espesor recomendado El recubrimiento líquido se Adición de un adelgazante Sólo permitir el uso de los gelatiniza o suelta resinas orgánico como el xileno adelgazantes recomendados Asegurar que el Exposición a la humedad El recubrimiento se escurre, recubrimiento no se (rocío, lluvia, etc.) antes de se deslava del sustrato exponga a la lluvia, rocío, haber curado completamente etc.



Nivel 2 Capítulo 34 Recubrimientos Especializados


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Recubrimientos Especializados Introducción Se discutirá: Recubrimientos especiales Recubrimientos para la corrosión, inspección de recubrimientos en situaciones y ambientes específicos Los recubrimientos que se recubrirán incluyen: Acabados resistentes al calor Pinturas anti-fouling Recubrimientos a prueba de fuego Protectores temporales Dispersión de cloruro de polivinilo (PVC) Espumas Recubrimientos por conversión química - Fosfatados - Cromados - Anodizados Comenzaremos con los acabados resistentes al calor. Como inspectores podemos ser llamados para inspeccionar cualquier de los tipos de recubrimientos y sus aplicaciones. Los recubrimientos resistentes al calor se usan ampliamente en toda la industria. La mayoría de los recubrimientos orgánicos tiende a degradarse a temperaturas cercanas a los 65º C (150º F). Se ha encontrado que los fluorocarbonos y silicones son mucho más resistentes al calor y se utilizan para exposiciones superiores a los 650º C (1200º F). Además de su buena resistencia al calor, estas resinas presentan buena resistencia química. Sin embargo son muy caros.



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La mayoría de los acabados resistentes al calor, requieren ser curados con calor. A menudo los recubrimientos se aplican sobre la estructura y se ponen en servicio. Los recubrimientos se curan conforme la temperatura de servicio se alcanza. Obviamente, los acabados resistentes al calor se seleccionan tomando en cuenta el rango de las operaciones de temperatura y los requerimientos de uso final.

Pinturas Anti-fouling Las superficies bajo el agua están sujetas a adherencia y crecimiento de plantas y animales marinos. El aumento resultante en resistencia al movimiento da lugar al elevado costo de combustible que puede ser absolutamente costoso. Para prevenir estos crecimientos, los cuales se conocen como fouling, han sido aprobados varios métodos. Composiciones especiales, conocidas como pinturas anti-fouling han probado ser las más exitosas. Estas pinturas contienen químicos que son venenosos para las plantas y animales marinos. Se ha usado materiales tales como los óxidos de cobre, sales de cobre, mercurio, arsénico, estaño, plomo, o zinc. El uso de la mayoría de estos materiales actualmente está restringido debido a los efectos dañinos en la vida marina. Actualmente se están desarrollando nuevas composiciones anti-fouling. Algunos de estos están basados en resinas acrílicas, vinilos, y de goma sintética que junto con los compuestos órgano-metálicos forman una solución sólida con la resina. El veneno se difunde a través de la resina, manteniendo una concentración uniforme a través de la película. Como el veneno se lixivia desde la superficie de la película, un nuevo suministro de veneno fresco se difunde desde las capas inferiores. Este proceso continúa hasta que el veneno se agota. También se ha realizado investigación sobre algunos tipos de recubrimiento que usan resinas de silicón modificado. La renovación periódica de los recubrimientos anti-fouling es esencial y es una de las principales características de los programas de dique de carena para los buques comerciales. La investigación y el desarrollo continúan en este campo, intentando superar el problema de crecimiento marino en barcos de altamar sin dañar el ambiente marino.



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Pinturas a Prueba de Fuego Antes de continuar, es necesario distinguir entre los términos: inerte al fuego, retardador de flama y resistente al fuego. Un material inerte al fuego no se quemará. Un material retardador de flama, disminuirá la velocidad del incendio sobre la superficie, pero puede por sí mismo ser consumido Un material resistente al fuego retarda la penetración del calor a través del sustrato

Figura 34.1 Alisado de un Epóxico Intumescente con un Rodillo

Figura 34.2 Capa intermedia reforzante en un recubrimiento epóxico intumescente


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Figura 34.3 Mediciones del DFT de un recubrimiento epóxico intumescente PFP. Las pinturas inertes al fuego, simplemente usan una resina especialmente formulada como resina y pigmentos que no realizarán la combustión. Las pinturas retardadoras de flama contienen pigmentos que retardarán la dispersión del fuego mediante: Proporcionar una barrera al calor Formar una barrera que excluye el oxígeno La evolución de gases no combustibles Formar una capa de espuma térmicamente aislante; es

decir, un recubrimiento

intumescente. Es importante notar que las pinturas intumescentes son retardadoras de flama y no resistentes al fuego. Las pinturas arriba mencionadas son probadas y se les da una calificación basada en el segmento de tiempo más bajo durante el cual la prueba aguanta exposición al fuego antes de alcanzar el punto de falla. Es posible encontrar publicaciones de calificaciones para 1, 2, 3 y 4 horas.



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Protecciones Temporales Las protecciones temporales, también conocidas como películas protectoras delgadas, son recubrimientos que se usan para proporcionar una protección temporal a las superficies sobre las cuales han sido aplicados. Ejemplos de estos materiales son: Superficies maquinadas Ejes de motor Acero enrollado Varillas, alambres y fundiciones Los requerimientos principales de una protección temporal, son; que sean fáciles de aplicar y fáciles de remover. Algunos tipos de las protecciones temporales son: Lubricantes Aceite Sistemas de recubrimiento de pintura

Dispersión del Cloruro de Polivinilo La dispersión del cloruro de polivinilo es muy utilizada para productos que han sido fabricados de tiras pre-recubiertas. Algunas propiedades de estos recubrimientos son: Excelente resistencia a la espuma de mar Excelente resistencia a la humedad Excelente resistencia a la abrasión Excelente resistencia a las grasas y aceites Estos materiales son muy tolerantes a un estiramiento excesivo y a un hormado severo. El tipo de recubrimiento de dispersión de cloruro de polivinilo puede estar clasificado ya sea como organosol o plastisol. Los organosoles pueden ser termoplásticos o termomoldes. Los plastisolos son termoplásticos. Ambos tipos tienen baja resistencia a los solventes y calean al exponerse a la intemperie.



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Los organosoles se usan para el acero enrollado en frío, en láminas negras, en el acero galvanizado por inmersión en caliente, en acero electro-galvanizado, en el acero recubierto de aluminio por inmersión en caliente, en láminas de estaño, y el aluminio. Los plastisoles se usan en el mismo tipo de sustratos en la industria de aparatos domésticos

Recubrimientos con Fluoropolímeros Los recubrimientos con fluoropolímeros se refieren comúnmente por su nombre de marca registrada, tal y como el KynarTM (PVDF), HalarTM (ECTFE) y TeflónTM (PTFE). La resistencia a los químicos y a la temperatura de los fluoropolímeros, se incrementa conforme aumenta el contenido de fluorina, con el PVDF en el extremo más bajo y el PTFE en el extremo más alto. Los nombres químicos de los diferentes recubrimientos son los siguientes: PFA – Per Fluoro Alkoxico PTFE – Politetrafluoroetileno FEP – Propileno Etileno Fluorinado ECTFE – Clorotrifluoroetileno Etileno PVDF – Fluoro de Polivinilo

Figura 34.4 Resistencia Química y a la Temperatura de los Recubrimientos de Fluoropolímero Los fluoropolímeros muestran una buena flexibilidad, solubilidad, brillo, dureza y excelente resistencia al medio ambiente. Los fluoropolímeros a menudo se usan como recubrimientos de bobinas y cubiertos metálicos sobre paredes y techos. Muestran buena adherencia sobre plásticos, aluminio, cobre, acero galvanizado, concreto y vidrio. Estos



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materiales comúnmente se aplican en planta bajo estrictos controles de calidad. El inspector de recubrimientos deberá leer cuidadosamente las fichas técnicas del producto del fabricante y las instrucciones para su aplicación cuando se realizan inspecciones de recubrimientos de fluoropolímero.

Recubrimientos Especiales Adicionales Además de los recubrimientos descritos aquí, se deberán mencionar algunos otros: Espumas Recubrimientos de conversión química - Fosfatados - Cromatados - Anodizados

Espumas La composición de las espumas, entre las cuales, los componentes más comunes son los sistemas epóxicos, los basados en uretano o de silicón, pueden ser atomizadas hasta lograr el espesor requerido sobre superficies preparadas adecuadamente. Las espumas se usan para una gran variedad de propósitos, incluyendo: Aislamiento térmico A prueba de sonido (Insonorización) Uniones de soldaduras circunferenciales sobre ductos recubiertos con concreto La densidad de las espumas varía, pero usualmente se encuentra entre 16 a 240 Kg/m3 (1 a 15 lbs/pie3. Hay espumas de celdas abiertas o celdas cerradas. Las espumas de celdas abiertas son como una esponja: pueden absorber el agua y otros líquidos. Las espumas de celda cerrada pueden flotar y no absorben los líquidos tan fácilmente como las espumas de celda abierta. Algunas formulaciones de las espumas pueden producir productos especiales potencialmente peligrosos como las nitrosaminas, los isocianatos y los formaldehídos. Es necesario seguir ciertas reglas de seguridad.



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Recubrimientos por Conversión Química Hay tres tipos de recubrimientos por conversión química, los cuales deberían ser mencionados muy brevemente: Fosfatados Anodinados Cromatados Fosfatados Los recubrimientos fosfatados se aplican por inmersión del objeto a ser recubierto en un baño caliente del material de recubrimiento, aunque pueden ser también aplicados en frío. Los tres principales componentes de los fosfatados (Hierro, Zinc y Manganeso) tienen ácido fosfórico como su ingrediente activo. El ácido fosfórico interactúa con el sustrato para producir una capa superficial que coincide casi completamente con un complejo cristalino de ácido fosfórico, fierro, zinc o componentes de manganeso. El espesor de la capa de la superficie se determina por la composición del baño, la temperatura y la velocidad de la inmersión.

Anodizado El anodizado u oxidación anódica, produce un recubrimiento óxido sobre el metal base por una acción electrolítica en una solución adecuada. El metal que está siendo recubierto es el ánodo. El aluminio es el metal más frecuentemente anodizado. El anodizado se hace para mejorar las propiedades resistentes a la corrosión del metal y para impartirle un efecto decorativo.

Cromatado La adición de cromatos a muchos líquidos corrosivos, reduce o previene a los metales del ataque de la corrosión. Hay algunas restricciones en el uso de los cromatos.



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Los tratamientos cromáticos son más frecuentemente aplicados sobre aluminio y acero. ¿Cuáles son las responsabilidades del inspector de recubrimientos en cuanto a estas aplicaciones especializadas de los recubrimientos? Leer y comprender la especificación Familiarizarse con los recubrimientos y sus procesos Realizar todas las pruebas requeridas por la especificación o el propietario Asegurar que la especificación se siga al pie de la letra Registrar y documentar la información.


Aplicaciones Especializadas

Nivel 2 Capítulo 35 Aplicaciones Especializadas


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Métodos de Aplicación Especial en Taller Introducción Esta sección trata con los diferentes métodos de aplicación de recubrimientos que quizá no son aquellos que un inspector típico encontraría, tal y como los diferentes métodos de atomización discutidos anteriormente. Estos métodos de aplicación incluyen: Inmersión Flujo Inundación Barril Cortina Rodillo Electro-recubrimiento Los dos métodos más primitivos de aplicación de recubrimientos líquidos sobre una superficie son la inmersión del artículo en un contenedor de pintura o el vaciar la pintura sobre la pieza y permitir que ésta se seque. Ambos métodos continúan siendo, sorprendentemente, de uso común.

Inmersión El método más simple es la inmersión del objeto totalmente en la pintura en un contenedor adecuado, retirar el objeto y permitir que el exceso de pintura se escurra. La pintura debe de ser adelgazada de forma tal que el contenido de sólidos sea bajo, resultando en una película seca delgada. En muchos casos, sin embargo, pinturas para inmersión se hacen más viscosas de lo que harían para operaciones de atomización. La velocidad con que se retiran las piezas inmersas debe ser constante. Para asegurar que así sea, se usan algunos dispositivos mecánicos. Las pinturas para la inmersión deben ser especialmente formuladas para este método de aplicación. Una pintura a base de aceite de secado lento producirá escurrimientos y arrugas, mientras que una pintura que seque demasiado rápido no fluirá apropiadamente y formará una nata dentro del envase.



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La forma de la pieza de trabajo es también muy importante cuando se considera una aplicación por inmersión. Obviamente, un objeto con muchos dobleces detendrá la pintura en esta área. En la industria automotriz, este problema se solventa rotando toda la carrocería del auto, mientras este está fijado sobre un eje, mientras se mantiene inmersa dentro del tanque. Los objetos comúnmente recubiertos por inmersión incluyen vigas de soporte, carrocerías automotrices, hierro ángulado, bardas de acero forjado, etc.

Recubrimientos por Flujo Recubrir por flujo es una modificación del proceso de inmersión. En este caso, las piezas a trabajar se transportan hasta una cámara cerrada que contiene inyectores de baja presión adecuadamente posicionados que atomizan las piezas con pintura. Las piezas de trabajo luego se pasan a través de una cámara de solvente donde las condiciones de la mezcla de vapor de solvente/ aire son controladas para facilitar el flujo y la fijación de la película. El escurrimiento de la pintura de ambas cámaras se regresa para re-usarse.

Recubrimientos por Inundación Recubrir por inundación es una técnica usada para recubrir piezas grandes complejas, las cuales tienen áreas inaccesibles. En principio, la pintura se bombea sobre el objeto de forma tal que es completamente inundado y el exceso es drenado hacia una reserva, donde se filtra y se regresa al recipiente principal para re-usarse. Como en el caso de inmersión, la viscosidad de la pintura debe ajustarse cuidadosamente para asegurar el espesor necesario de la película. Los recubrimientos por inundación son usados principalmente para transformadores que son demasiado grandes y pesados por inmersión o recubrimientos por flujo.

Recubrimiento por cortina Otro método de flujo usado en la producción a gran escala, es el llamado recubrimiento por cortina. En este caso, la pieza de trabajo se coloca en un transportador que pasa a través de una cortina de pintura a un segundo transportador. Para cualquier pintura dada, el espesor aplicado de la película esta en función de la velocidad del transportador y del ancho la cortina de pintura. Se pierde el vapor del solvente, así que, es necesario agregar adelgazantes regularmente para mantener la viscosidad adecuada.. La velocidad de producción es muy alta y la utilización del recubrimiento es muy buena, ya que tienen muy poca pérdida de material.



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Los recubrimientos por cortina se usan en piezas amplias y lisas, tales como las cubiertas de mesas de tenis y paneles de madera.

Recubrimientos por Barril De los recubrimientos de hojas grandes de materiales planos, cambiemos a los recubrimientos de piezas muy pequeñas como botones, clips, tornillos, remachas, etc. Estos materiales se recubren por barreling, o recubrimiento por barril. Las piezas se colocan en un barril rotatorio inclinado a 45º y se agregan las cantidades calculadas de pintura y adelgazante. El barril se rota hasta que la superficie de las piezas es totalmente cubierta. El barril tiene una facilidad para inclinarse, como lo hacen los mezcladores de concreto. Después de un tiempo suficiente para asegurar el recubrimiento completo de la materia, se inyecta aire caliente para remover el solvente. Los objetos se vacían sobre una bandeja y se secan al aire o son horneados de acuerdo al tipo de pintura que ha sido usada. La velocidad de rotación del barril es usualmente entre las 20 y 40 revoluciones por minuto. Velocidades mayores a éstas causarán que los objetos se peguen unos a los otros debido a la fuerza centrífuga.

Recubrimientos con Rodillo Los recubrimientos con rodillo son un proceso específico para la aplicación de las pinturas con viscosidad alta. El proceso es muy similar a la impresión, en la que el recubrimiento se transfiere a la superficie a ser recubierta por medio de un rodillo el cual es alimentado con la pintura a través de un rodillo-suministrador. Este método de aplicación es solamente adecuado para superficies planas, tales como hojas o láminas. Las máquinas para el recubrimiento con rodillo se diseñan para recubrir ya sea un lado o ambos lados de una hoja simultáneamente. La velocidad de producción de un recubrimiento con rodillo es extremadamente alta y es por lo tanto, completamente económica.

Recubrimiento de Rollos Un desarrollo importante del recubrimiento con rodillo es el proceso conocido como recubrimiento de rollos. Este se usa para recubrir volúmenes grandes de materias primas, tales como acero, acero galvanizado y aluminio, suministrado en forma de rollos. El metal es recibido por el aplicador en forma de una hoja continua enrollada. El metal se limpia, se pasiva, se pinta, se hornea, y se vuelve a enrollar en una operación continua a velocidades de hasta 120 metros (400 pies) por minuto.



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La hoja recubierta y enrollada, se usa en una gran variedad de productos fabricados, tales como hojas cubiertas para techos y paredes, muebles de cocina y de oficina, así como enseres domésticos. El recubrimiento aplicado debe ser de muy alta calidad para aguantar las operaciones subsecuentes de estampado y prensadas requeridas para formar el producto final.

Pintado Electroforético Otro método interesante de aplicación de pintura en grandes cantidades es el proceso conocido como pintado electroforético o electropintado como es más comúnmente conocido. El proceso en sí es simple y consiste en pasar una corriente eléctrica a través de un baño de una pintura soluble en agua de forma tal que la pintura se deposite sobre el objeto mediante un proceso similar a, pero más complicado que, el electro plateado. Hay tres mecanismos involucrados en este proceso. El primero es electroforesis, o el movimiento de las partículas cargadas de tamaño molecular. Cuando estas partículas llegan al electrodo de carga opuesta, la carga del ion se entrega al electrodo, proceso conocido como electrólisis. Finalmente, el agua se extrae de la molécula orgánica en el electrodo, bajo la influencia de un potencial eléctrico, un proceso conocido como electro-ósmosis. El efecto acumulativo de estos tres procesos se denomina electropintado. El electropintado ha experimentado diferentes etapas de desarrollo desde su concepción como tecnología de recubrimientos. Los sistemas de hoy en día utilizan depósitos catódicos en lugar de depósitos anódicos, brindando una calidad superior de acabo. La película depositada es muy uniforme y los sólidos son alrededor del 90% debido a la electroósmosis a pesar de que ha sido depositado a partir de un baño que contiene sólo del 10 al 15% de sólidos. El electro-deposito se usa en la industria automotriz, en la de muebles de acero, hojas metálicas, ventanas de aluminio, equipo de control de polvo, componentes de aviones, carcasas de refrigeradores, etc. Las ventajas del electropintado incluyen: Eficiencia muy alta Ausencia de solventes tóxicos y peligro de incendios Recubrimiento uniforme con excelente cobertura de los extremos o bordes Buen recubrimiento incluso en áreas muy poco accesibles



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Temas para la Inspección Algunos temas de inspección para los métodos de aplicación anterior incluyen: Preparación de la superficie Control de la viscosidad Solvente correcto Mezclado adecuado Equipo adecuado Curado adecuado Manipulación adecuada

Discusión ¿Han estado alguno de ustedes involucrado con alguno de estos métodos? ¿Cuáles son los puntos de inspección que se busca cuando se realizan estas operaciones?


Estudios de los Recubrimientos

Nivel 2 Capítulo 36 Estudio del Recubrimiento


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Estudios de los Recubrimientos Un estudio de recubrimiento es una tarea que se realiza de una forma organizada y racional, para reunir información acerca de las condiciones del equipo, plantas (es decir, instalaciones) o estructuras. Para que sea útil, debe de realizarse por individuos con conocimientos y deberá proveer información que pueda ser usada por la compañía para los propósitos para los cuales fue construida. Frecuentemente es necesario realizar estudios de los recubrimientos. El entorno económico y el incremento de presión para preservar los activos tienden a incrementar el énfasis sobre el mantenimiento. Al mismo tiempo, los costos de mantenimiento deben de mantenerse en el mínimo, lo cual requiere una planeación cuidadosa. Los grupos de administradores, particularmente en las grandes compañías, están concientes de la necesidad de desarrollar las estrategias adecuadas de larga duración para beneficio de la compañía. El pintado es uno de los principales recursos de mantenimiento, y puede significar un gran gasto anual para la compañía. Mientras algunas compañías han sido casuales con respecto a su acercamiento al pintado en el pasado, hay un reconocimiento en incremento sobre la planeación y el monitoreo del desempeño de estas acciones que pueden ser benéficas para la compañía.

Figura 36.1 El Estudio de los Recubrimientos proporciona Información Básica que Permite proceder a la Planificación.


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Los estudios de los recubrimientos a menudo se encargan para proveer información básica que permite que proceda la planeación. Otro cambio que ha causado que las compañías observen más detenidamente a sus instalaciones, es el incremento en medidas de seguridad, tanto de los trabajadores y del público. Los accidentes causados por corrosión, los cuales no son raros, significan grandes pérdidas de profito, una falta de satisfacción en la fuerza de trabajo y una mala publicidad.

Figura 36.2 Planta de Producción

Los estudios de los recubrimientos pueden realizarse para la evaluación de las condiciones de los recubrimientos existentes sobre: Piezas individuales de equipo Estructuras Buques Tanques, contenedores de presión, carros de ferrocarril Plataformas costeras Unidades de procesamiento Plantas enteras de producción, unidades de manufactura, etc.



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Figura 36.3 Los Estudios de recubrimientos pueden ser obligatorias

En algunos casos, el estudio de recubrimientos puede ser obligatorio. Los buques, por ejemplo, deben ser examinados en los intervalos regulares para cumplir con regulaciones de la clasificación, y por lo tanto mantener su calificación para el seguro. Las plataformas costeras son tratadas de la misma forma.

Objetivos del Estudio ¿Qué es, entonces, el propósito intencionado del estudio de recubrimientos para la compañía que las comisionó? Una administración conocedora deberá establecer los objetivos y metas del proceso del estudio. El estudio de recubrimientos puede: Evaluar el recubrimiento existente Juzgar la apariencia general de la instalación Proporcionar suficiente información para permitir calcular el presupuesto para propósitos de reparaciones sugeridas Considerar la necesidad de obrar de acuerdo a las regulaciones ambientales



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¿Quién realiza el estudio de recubrimientos? Los estudios de recubrimientos son desarrollados por individuos capacitados. Es importante que aquellos que realizan el estudio tengan las habilidades para seguir el plan del estudio y obtener información significativa. Los individuos pueden ser: Especialistas de recubrimientos certificados por NACE Inspectores de recubrimientos certificados por NACE--Nivel 3 Inspectores de recubrimiento, no Nivel 3, pero calificados por experiencia en campo Representantes técnicos del fabricante de recubrimientos con una adecuada experiencia en campo Ingenieros de mantenimiento con un conocimiento amplio en cuanto a la planta o instalaciones. Idealmente, una inspección de recubrimientos se realiza por un esfuerzo de equipo. Si el líder del equipo está calificado adecuadamente, entonces algunos de los miembros del equipo pueden ser requeridos sólo para realizar trabajos específicos en tareas definidas claramente, y habilidades individuales amplias pueden no requerirse. Los pasos en el proceso de estudio pueden incluir: Dirigir la inspección que recopila todos los datos de acuerdo al plan de inspección. Organizar la información obtenida de acuerdo a las estructuras, unidades, etc. y analizar los datos. Buscar tendencias o patrones de desempeño del recubrimiento (o fallas) Resumir los datos y asegurarse que son precisos, reales y que corresponden a los estándares de referencia usados Preparar los planos para desarrollar el trabajo de mantenimiento requerido, basados en los resultados del estudio.


Pruebas y Equipo de Prueba Especializados

Nivel 2 Capítulo 37 Pruebas y Equipo de Prueba Especializados


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Pruebas y Equipo de Prueba Especializados Durante el curso del programa del inspector de recubrimientos, hemos explorado las pruebas y los equipos de prueba que un inspector de recubrimientos puede esperar encontrar en campo. Ahora revisaremos brevemente algunas pruebas frecuentemente realizadas en laboratorio. Esto es para proporcionarle una idea de los equipos que podrían ser usados para propósitos especiales en cuanto a los recubrimientos que están siendo formulados por el fabricante, por ejemplo, o sobre las muestras recolectadas durante el curso de una investigación por fallas. Las pruebas de recubrimientos a ser revisadas son: Propiedades ópticas que incluyen: Color Brillo Opacidad Propiedades mecánicas tales como: Dureza Resistencia a la abrasión Adhesión Flexibilidad Instrumentos especiales de laboratorio, pueden incluir: Espectrofotómetros atómicos de absorción/emisión atómica (AA/AE) y por inducción de plasma acoplada (ICP) Cromatógrafos de gas líquido (GLC) Espectrofotómetros infrarrojos (IR y FT-IR) Calorímetros de exploración diferencial (DSC)



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Propiedades Ópticas Las propiedades ópticas de un recubrimiento incluyen el color, el brillo y la opacidad (o habilidad de ocultar).

Color La principal responsabilidad del inspector de recubrimiento con respecto al color, es el asegurar que el recubrimiento que esté siendo aplicado es del color especificado. El inspector deberá estar conciente de que hay una gran variedad de pruebas que relacionan el color y que han sido diseñadas para medir las diferentes propiedades del color del recubrimiento incluyendo:

Permanencia Esta es la habilidad de un color de resistirse al cambio debido a la exposición al medio ambiente. El color se mide antes y después de la exposición a un ambiente particular tal como la radiación ultravioleta.

Metamerismo El metamerismo es el fenómeno que exhiben un par de colores que sólo son idénticos bajo una fuente de luz particular. A menudo se les conoce como un par metamérico. Una muestra de color de recubrimiento puede parecer diferente bajo diferentes tipos de luz (solar, fluorescente, lámparas de tungsteno, etc.). Además diferentes sistemas de pigmentos reaccionan diferentemente a las fuentes de luz, de forma tal que las muestras de color con diferentes sistemas de pigmentos que parecen igualarse bajo la luz del sol por ejemplo, pueden aparecer completamente diferentes bajo otro tipo de luz, como la fluorescente. El estándar ASTM D4086 Práctica para la evaluación visual del metamerismo, describe los métodos visuales para detectar el metamerismo y para estimar la magnitud de la diferencia metamérica del color.

Goniocromatismo El goniocromatismo, también llamado “Flop” es el fenómeno que exhiben los recubrimientos cuando cambian de color debido al ángulo de la iluminación, o el ángulo de visión. Este efecto a menudo se ve en los acabados automotrices más costosos.



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Se ha desarrollado equipo especializado para evaluar la evaluación de estos tipos de colores de acuerdo al estándar ASTM E2175.

Definición del Color En los Estados Unidos los colores usualmente se definen por tres coordenadas numéricas: L, a y b. Esto se conoce como el sistema CIELab. La diferencia entre dos sombras de color es computarizada y cuantificada como una delta E (∆E). Por ejemplo, la especificación de una pintura para un gran proyecto puede limitar la variación en el sombreado entre diferentes lotes de recubrimientos exteriores hasta un máximo de cinco ΔE unidades CIELab. Sistemas numéricos similares para la definición de color existen en otras partes del mundo; por ejemplo, el sistema Munsell esta ampliamente usado en Europa.

Espectrofotómetros de Color Estos instrumentos, los cuales a menudo se llaman medidores de color, pueden medir la reflectancia, la transmisión, o la absorción de un color del recubrimiento. El instrumento óptico se acopla a una computadora externa o a un microprocesador dentro del instrumento. Éstas pueden ser grandes unidades de escritorio que se usan en los laboratorios y en distribuidores de pinturas para igualar los colores de la pintura al gusto del cliente, o pueden ser pequeños instrumentos manuales que pueden llevarse al campo por el inspector.

Figura 37.1. Espectrofotómetro



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Los instrumentos más grandes tienen múltiples tipos de fuentes de luz que cumplen con los diferentes estándares publicados. La luz se refleja desde el recubrimiento de la muestra, se enfoca sobre una rejilla de difracción y entonces sobre un banda de sensores fotoeléctricos determinan la intensidad de onda de la luz reflejada en la región visible entre el rojo al violeta. Estos instrumentos pueden dar una lectura que define un color ya sea por los valores del CIELab o Munsell, y se pueden comparar los colores entre ellos. Pueden incluso presentar un espectro de color que grafica la absorbancia contra la longitud de onda. El metamerismo se puede detectar haciendo mediciones, usando diferentes fuentes de luz. Existen instrumentos que determinan el color usando el método tristimulus en el cual la luz se aplica sobre el recubrimiento mediante tres filtros de color diferentes, y el color se registra desde la energía reflejada por cada color de luz. El desarrollo de la microelectrónica de bajo costo ha resultado en el advenimiento de los espectrofotómetros como los instrumentos preferidos. Si el inspector en campo se requiere para evaluar una igualación de una muestra con un estándar entonces, sin acceso a un instrumento manual, deberá ver el color en el exterior bajo una luz indirecta del norte. Esto no puede ser exactamente una réplica de una fuente de luz de día estandarizada; sin embargo, podría estar suficientemente cerca para ayudar al inspector a hacer una evaluación aproximadamente precisa en campo.

Brillo El brillo es la proporción de la luz reflejada desde la superficie y la luz incidente sobre la superficie, esto es, es la medida en que tan bien una superficie funciona como un espejo. Las prácticas comerciales reconocen varias etapas del incremento de brillo usando la siguiente terminología: Plana (mate) prácticamente libre de brillo Cáscara de huevo Semi brillo



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Brillo total Hay equipo disponible que se usa en el laboratorio así como en campo para medir el brillo de un recubrimiento.

Figura 37.2. Medidor Portátil de Brillo El brillo se mide cuantitativamente con un valor imaginario del 100% para un espejo ideal. Los medidores de brillo deben de ser calibrados al menos con dos estándares conocidos. Típicamente se suministran con el medidor de dos a tres placas estándar que tienen valores de brillo cercanos al 96%, 50% y 10%. Los medidores para medir el brillo de la pintura generalmente se ajustan a ángulos de 20º, 60º y 85º con respecto a la normal, o sus combinaciones. Mediciones a 85º son significativas principalmente para pinturas con muy poco brillo. Mediciones a 60º son importantes para todos los niveles de brillo, mientras que las mediciones de 20º se usan para distinciones mas finas entre acabados de alto brillo, generalmente en la categoría OEM. Cuando se hacen pruebas de brillo, el inspector, o probador, podrá realizar la prueba a un ángulo de incidencia específico, y este ángulo deberá ser anotado en el reporte de los resultados de las pruebas. El brillo se puede ver afectado por: Suavidad y uniformidad de la película •

Humedad sobre la superficie



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Opacidad La opacidad es la habilidad de un recubrimiento para ocultar u oscurecer una superficie sobre la cual se ha aplicado uniformemente. Se han desarrollado varios métodos para medir y evaluar la opacidad de una superficie. Tal vez el método más común utilice una gráfica con líneas parcialmente en blanco y parcialmente en negro (o negras y rojas). Una película de pintura aplicada sobre esta gráfica proporcionará una evaluación visual del grado de opacidad.

Figura 37.3. Patrón de Verificación de Opacidad

Si una medición de la reflectancia de la película sobre la porción negra se divide por la porción de la reflectancia sobre la porción en blanco, se tiene la relación de contraste (opacidad).

Propiedades Mecánicas Dureza Hay varios métodos disponibles para medir la dureza de un recubrimiento. El método seleccionado usualmente depende del tipo de material, de las circunstancias particulares y de los requerimientos de la especificación.



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La dureza aparente medida de una película de recubrimiento puede estar influenciada por: Espesor de la película Condiciones de servicio Dureza del substrato Temperatura Grado de curado La dureza de una película de recubrimiento, a diferencia de su sustrato, se define como la habilidad de resistir el cortado, presión, o penetración de un objeto duro. Un recubrimiento se considera duro si no es fácil rasparlo; sin embargo, la tendencia parece estar hacia lo que es el incremento en el uso y adaptación de las pruebas de dureza por presión como una medición de dureza del recubrimiento. Algunos métodos para determinar la dureza de recubrimientos orgánicos incluyen: Raspar Péndulo oscilatorio Presión Impresor Las pruebas de dureza de las ralladuras indican la medida de dureza del recubrimiento basado en el raspado de la película de recubrimiento con un instrumento puntiagudo, bajo presión. El estándar ASTM D3363 Pruebas de Dureza con Lápiz describen esta prueba.



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Figura 37.4. Estándar ASTM D3363 Pruebas de Dureza con Lápiz En las pruebas de dureza con el péndulo, se usa un péndulo König o Persoz, el cual se coloca en movimiento sobre una muestra preparada con el recubrimiento. El péndulo se hace oscilar y se mide el tiempo para que disminuya la amplitud de la oscilación por una cantidad específica. A menor tiempo de abatimiento, menor será la dureza del recubrimiento. El estándar ASTM D4366 describe esta prueba. El oscilador de Sward (Sward Rocker), es uno de los más conocidos, ampliamente usados y copiados instrumentos para medir la dureza de un recubrimiento orgánico. El oscilador (mecedora) se coloca en movimiento sobre el espécimen de prueba. El número de oscilaciones completadas multiplicadas por dos, da el valor de la dureza. El estándar ASTM D2134 describe esta prueba. La dureza por presión es la resistencia del material a ser endentado (presionado). En este procedimiento, una mella cargada presiona sobre la superficie del recubrimiento orgánico a ángulos rectos del recubrimiento. El estándar ASTM D1474 describe las pruebas de presión Knoop y Pfund. Las pruebas de dureza con péndulo, oscilador-mecedora y presión son procedimientos de prueba de laboratorio. La dureza por impresor ha sido descrita en esta semana. El instrumento usado para esta prueba sobre materiales orgánicos reforzados con fibra de vidrio es el medidor de dureza por impresor Barcol. Los medidores de dureza marca Shore se pueden usar sobre recubrimientos externos e internos elastoméricos.



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Resistencia a la Abrasión La resistencia a la abrasión está relacionada con las propiedades del recubrimiento que incluyen: Dureza Resistencia a daños Elasticidad Duradero Espesor La resistencia a la abrasión es una combinación compleja de propiedades físicas. No es sorprendente que existan varios métodos de prueba e instrumentos que han sido desarrollados para medir la resistencia a la abrasión de los recubrimientos. La resistencia a la abrasión es la habilidad de un recubrimiento de resistir el desgaste y mantener su estructura y apariencia original cuando están sujetos al desgaste por tallado, raspado o erosión. Algunas dificultades en las pruebas de resistencia a la abrasión, se encuentran en hallar pruebas que sean: Equivalentes a las condiciones de servicio Reproducibles entre operadores, entre laboratorios, y entre equipos diferentes. Se mencionaran dos métodos que parece que cumplen los criterios anteriores, la catarata de arena (falling sand) y el soplo de aire (air blast). También veremos un tercer método usando el raspador de Taber (Taber Abraser), el cual es comúnmente usado y se encuentra entre los procedimientos de laboratorio con resultados satisfactorios.

Catarata de Arena El método de catarata de arena se describe en los métodos de prueba tanto del ASTM y del gobierno de los Estados Unidos. Diferentes abrasivos han sido usados para estos procedimientos de prueba, pero el procedimiento ASTM requiere el uso de un grado y tipo particular de arena de silicia, el cual está disponible por una sola fuente en los Estados Unidos. El estándar ASTM D968 describe esta prueba.



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Figura 37.5. Estándar ASTM D968 Pruebas de Catarata de Arena La resistencia a la abrasión de los recubrimientos se expresa en términos del volumen de abrasivo (litros de arena) requeridos para gastar una unidad de espesor de recubrimiento cuando el abrasivo cae desde una altura específica a través de un tubo que lo guía. El método es extremadamente laborioso excepto para películas de recubrimiento relativamente suaves y delgadas, y es demasiado costoso para ser práctico para la mayoría de los sistemas de recubrimiento con protección.

Soplo de Aire (Air Blast) En este método, un abrasivo bajo la acción de un flujo de aire controlado, se hace golpear sobre un panel recubierto hasta que el substrato se hace visible. La cantidad de abrasivo usado por unidad de espesor de película se reporta como la resistencia abrasiva del recubrimiento. El estándar ASTM D658 describe esta prueba.



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Figura 37.6. Estándar ASTM D658 Pruebas de Abrasión por Soplo de Aire

Raspador de Taber Este método para medir la resistencia de abrasión (ASTM D4060) es muy reconocido en la industria de los recubrimientos y también es ampliamente especificado.

Figura 37.7. Estándar ASTM D4060 Pruebas con el Raspador de Taber La reproducibilidad de esta prueba es relativamente pobre y en promedio de al menos tres pruebas separadas se deberán usar. En esta prueba, el recubrimiento se aplica a un espesor uniforme sobre una superficie plana y rígida. Después de que el recubrimiento cura, el panel es:



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Pesado Se coloca sobre el raspador de Taber donde será erosionado con un panel rotatorio bajo ruedas abrasivas pesadas Se vuelve a pesar El tipo de rueda abrasiva a ser usada y el peso de carga requerida deben ser especificados. La resistencia a la abrasión se puede expresar como: Índice de desgaste. Mil veces la pérdida en peso en miligramos por ciclo Perdida de peso. La pérdida en peso en miligramos a un número de ciclos especifico Desgaste por ciclo por milésimas de pulgada. El número de ciclos de abrasión requerido para desgastar una película hasta el substrato por milésima de pulgada del espesor de la película

Adhesión La adhesión es “el estado en el cual dos superficies se mantienen juntas por una atracción interfacial, la cual se puede deber ya sea a fuerzas físicas y químicas de corto alcance”. En un sentido más práctico, la adhesión se puede definir como la fuerza requerida para remover un recubrimiento. Dos métodos de prueba de interés para el inspector de recubrimiento son: Cinta de desprendimiento (ASTM D3359) de corte en X y corte tipo rejilla Medidor portátil, testigos de desprendimiento (ASTM D4541)

Flexibilidad La flexibilidad es el grado al cual un recubrimiento después de haber secado y curado es capaz de conformarse al movimiento o deformación de la superficie que lo soporta, sin agrietarse o descascararse. La flexibilidad de un recubrimiento no es necesariamente una característica constante de una película de recubrimiento específico y puede ser afectado por:



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Sustrato Humedad Temperatura Velocidad de Estrés (esfuerzo) Edad del recubrimiento Los recubrimientos deberán ser lo suficientemente flexibles para resistir las cuarteadoras y fracturas del servicio después de un encogimiento de la película o los movimientos del substrato debido a ciertas condiciones de servicio. La flexibilidad es particularmente importante cuando lotes de láminas planas han sido recubiertas y antes de prensarlas en la línea de producción y ensamblaje. La flexibilidad puede ser probada de diferentes formas. Una de las comunes es el doblando un panel recubierto sobre un mandril como se ilustra en la figura de abajo.

Figura 37.8. Pruebas de Flexibilidad en un Mandril

Instrumentos Especiales de Prueba en un Laboratorio Hay algunas pruebas sofisticadas y equipos de prueba sofisticados que se pueden encontrar durante el trabajo de un inspector de recubrimiento, particularmente si éste está involucrado en la investigación por fallas en los recubrimientos.



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Cuando se envíen muestras de recubrimiento al laboratorio, el inspector deberá proveer al laboratorio con tanta información como sea posible. A diferencia de los laboratorios mostrados en las series populares de televisión, los instrumentos de laboratorio no permiten al técnico simplemente poner una muestra adentro y recibir una respuesta impresa en fracción de segundos. La mayoría de los instrumentos frecuentemente requieren un ajuste y calibración. En muchos casos, las muestras requieren preparación laboriosa antes de que el instrumento pueda analizarlos. Los resultados del instrumento pueden requerir una interpretación por expertos. La información que se proporciona en los laboratorios deberá incluir lo siguiente: La identificación del material a ser analizado El inspector deberá asegurar que las muestras estén propiamente empacadas y etiquetadas. Un acuse de recibo podrá acompañar a las muestras. Una copia de esta deberá ser retenida por el inspector. El tipo de análisis requerido Por ejemplo plomo lixiviado en el abrasivo gastado. Tipo y concentración de los solventes retenidos en las hojuelas de un recubrimiento. Identificación genérica del tipo de recubrimiento. Concentraciones esperadas o concentraciones de interés Por ejemplo, el plomo en la pintura es de interés en partes por millón pero en el agua potable esta medición cambia a partes por mil millones. Esto habilita al técnico de laboratorio para seleccionar el mejor instrumento para realizar el trabajo. Generalmente, el técnico de laboratorio en el laboratorio de pruebas tendrá acceso a varios instrumentos sofisticados y deberá ser capaz de realizar un número especial de pruebas para el inspector. Algunos de estos instrumentos de pruebas son: Espectrómetros de absorción/ emisión atómica (AA/AE), y por inducción de plasma acoplada (ICP) Cromatógrafos de gas liquido (GLC) Espectrofotómetros infrarrojos (IR y FT-IR) Calorímetros de exploración diferencial (DSC)



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La siguiente breve discusión servirá para familiarizarlo con estos instrumentos, en caso de que los encuentre durante el curso de sus actividades de inspección.

Espectrofotómetros de Absorción/Emisión Atómicos (AA/AE) y Espectrofotómetros por Inducción de Plasma Acoplada (ICP) Estos instrumentos se usan para cuantificar la concentración de componentes metálicos. Ejemplos de esto son: Metales pesados peligrosos en los abrasivos usados Concentración de plomo en pinturas Pigmentos de dióxido de titanio en los recubrimientos Concentración de silicio en las resinas alquidálicas/ silicón Los instrumentos AA/AE han sido reemplazados por los instrumentos ICP para análisis rutinarios de alto volumen ya que estos últimos ofrecen mayores velocidades de operación.

Figura 37.9. Espectrofotómetro AA/AE

Cromatografía de Gas Líquido Este instrumento/ proceso se puede usar para analizar la composición de un liquido orgánico, tal como la porción de solvente liquido de un recubrimiento donde hay dudas sobre su composición.



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Una muestra se inyecta en una columna calentada o en un capilar especialmente forrado. La muestra es separada en sus componentes individuales, por lo que cercanamente se parece a un proceso de destilación minifraccionada. Los componentes individuales se miden por un detector conforme van saliendo del extremo de la columna o capilar. Hay muchos diferentes tipos de instrumentos y detectores GLC. Un tipo especial de detector es el espectrómetro de masa (MS) el cual identifica los componentes individuales por fragmentación de sus moléculas y midiendo sus respectivas masas moleculares. Tanto los instrumentos GCL y sus detectores requieren una calibración cuidadosa. Los detectores MS tienen que ser calibrados usando estándares conocidos para que produzcan resultados significativos.

Figura 37.10. GLC con Capilares de 30 metros de largo en un Horno



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Figura 37.11 Pantalla de Salida GLC La cromatografía de gas líquido se puede usar para determinar la presencia de solventes particulares en una mezcla de adelgazantes. Por ejemplo, esta prueba podría usarse para confirmar o negar que el contenido de un envase de solvente es el que se dice en la etiqueta. También sirve para identificar y cuantificar solventes retenidos en las películas de recubrimiento. Algunos instrumentos son tan sensibles que pueden ser capaces de identificar residuos de solventes en películas de pinturas que se aplicaron hace más de cien años.

Espectrofotómetro Infrarrojo Estos instrumentos se pueden usar para analizar la composición de un recubrimiento o identificar muchos componentes químicos. La radiación infrarroja se hace interaccionar con el material a ser analizado. El número de ondas a los cuales la radiación es absorbida, y la intensidad de las absorciones, refleja la estructura molecular de la materia que está siendo analizada. Esta figura muestra el espectro infrarrojo de una resina de amarre de un componente epóxico de un recubrimiento. Los espectros son a menudo muy complejos y una correcta interpretación requiere entrenamiento especializado así como un conocimiento detallado de los tipos de material que están siendo analizados, en este caso recubrimientos y materiales de recubrimientos puros. Hay programas de computadora y bases de datos que asisten la interpretación de los espectros infrarrojos.



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Figura 37.12. Espectro Infrarrojo Los espectrofotómetros infrarrojos modernos usados para el análisis rutinario generan señales digitales usando interferómetros y circuiteria de Transformador Fourier. Estos espectrofotómetros infrarrojos de Transformador Fourier (FT-IR) son más poderosos y operan más rápidamente que los instrumentos dispersivos más viejos. Esta figura muestra un instrumento FT-IR equipado con un microscopio infrarrojo que es capaz de analizar partículas tan pequeñas que no pueden ser vistas con el ojo.

Figura 37.13. Espectrofotómetro FT-IR



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Calorímetro de Exploración Diferencial (DSC) El DSC se usa para medir el calor ganado o perdido en una reacción química. Se usan como instrumentos de control de calidad para recubrimientos en polvo tales como los epóxicos FBE. También se usan para medir el grado de curado de un recubrimiento curado químicamente tal como los epóxicos y para monitorear la calidad de los plásticos tales como el polietileno y polipropileno.

Figura 37.14. Equipo de Análisis Térmico Otro uso para el DSC es el medir la cantidad de zinc metálico en un primer de zinc, basado en la fusión del calor del zinc. Esto se describe en el estándar ASTM D6580.

Boroscopios Los boroscopios son útiles para la inspección en espacios cerrados donde el inspector de recubrimientos no puede personalmente entrar. Hay dos tipos generales de boroscopios: rígidos y flexibles. El boroscopio rígido, como se ilustra aquí, puede ser útil para inspeccionar grandes longitudes de un ducto recubierto, ductos nuevos, o que están involucrados en una investigación de fallas. Se pueden agregar varillas de extensión para habilitar al inspector para estudiar longitudes más largas de ducto. Los boroscopios flexibles o de fibra óptica, como se ilustran aquí, operan con el principio de la luz transmitida a través de una fibra óptica de vidrio. Varios dispositivos están disponibles para cambiar la dirección de los rayos, variar la fuente de luz, o agregar una cámara de video, o de 35 mm., para hacer registros permanentes de cualquier observación.



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Estos son solo algunos de los muchos instrumentos que hay disponibles para ayudar al inspector. No es posible el entrenarlo a usted para usar todos estos instrumentos descritos en el curso. Muchos de estos instrumentos son muy especializados y requieren un entrenamiento intensivo así como una carrera para hacer eficiente en su uso. Nuestro propósito aquí es simplemente darles conocimiento acerca de algunos de las otras herramientas usadas en la industria del recubrimiento.





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Capítulo 31 – Protección Catódica 1. La protección catódica usa el flujo de corriente eléctrica a través de las estructuras metálicas __________ o ________ para protegerlas contra el ___________. 2. Los ___________ _________ se usan a menudo en conjunto con la protección catódica. 3. Dos tipos de protección catódica mencionados aquí son: a. _______ b.

______ _______

4. El ánodo galvánico ___________ preferentemente a la estructura protegida. 5. Los metales adecuados para usarse como ánodos galvánicos incluyen: a. _____________ b. _____________ c.

_____________

6. Las áreas problemáticas en la protección catódica incluyen: a. ________ / alcance b. ________ catódico 7. El desprendimiento catódico generalmente ocurre en las áreas más cercanas al ___________ . 8. El potencial de _________ voltios es el mínimo establecido para la protección catódica.



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Capítulo 33 – Tipos de recubrimientos, criterios de inspección y modos de fallas 1. El curado de los recubrimientos por evaporación del solvente sucede cuando los solventes se evaporan y la resina esta ___________ sobre la superficie. 2. Un recubrimiento que contiene un _________ fuerte no deberá aplicarse por encima de un recubrimiento curado por evaporación. 3. Los recubrimientos de asfalto reducido (cutbacks) tienen buena resistencia a la luz solar, pero generalmente poca resistencia al _____, especialmente en servicios de inmersión. 4. Los mecanismos de curado por polimerización incluyen: a. Inducido por________________ b. Inducido por________________ c. Inducido por ________________ 5. Los principales ingredientes de los recubrimientos con polimerización inducida por oxigeno son aceites ___________ y __________, y se debe tomar en cuenta que el recubrimiento puede ___________________ cuando entra en contacto con superficies alcalinas. 6 Los recubrimientos de curado por oxidacion pueden ser atacados por _____________ fuertes. 7. Los esteres epóxicos no requieren un _______________ para su curado. 8. Los esteres epóxicos ________________ rápidamente en exteriores. 9. Los recubrimientos fenólicos modificados con aceite a menudo se usan como primers del taller __________ al _________. 10. Los silicones alquidálicos son resistentes a __________ __________y al clima. 11. Con los recubrimientos curados químicamente, si el ________ (________) no se agrega a la resina base, el recubrimiento parecerá __________ pero no_______.



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12. La exudación de anima es una película aceitosa, que puede formar sobre un epóxico no curado en condiciones ___________y __________.

Capítulo 34 – Recubrimientos especializados 1. Un tipo de pintura anti-fouling contiene químicos que son venenosos a ____________y _________ _____________. 2. Un material _________al _____________ no es flamable; no apoya la combustión.

3. Un material que ____________ __________ disminuye la velocidad de quemado a través de una superficie cuando aplicado a un sustrato combustible; sin embargo, este mismo material por sí mismo se __________. 4. Un material que ________ el _____ retarda la penetración del calor a través del sustrato. 5. Las pinturas intumescentes o de abultamiento no son ____________al fuego. 6. Tres tipos de recubrimientos por conversión química son: a. ________________ b. ________________ c. _________________

7. Se pueden aplicar los tratamientos de cromato a una gran variedad de metales, pero el inspector de recubrimientos generalmente los encontraría con __________ y ________.

Capítulo 35 – Métodos de Aplicación especializada 1. En recubrimientos por inmersión la velocidad del _________ debe ser controlado. 2. La ______ de una pieza es importante al considerar aplicaciones por inmersión.



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3. En operaciones de recubrimiento por flujo, la pintura es ________ a través una inyección a ______ _________. 4. Recubrimientos por ____________ se usan para recubrir piezas grandes y complicadas tales como transformadores. 5. El recubrimiento con ___________ se usa para objetos pequeños tales como botones, tornillos, clips, remachas, etc. 6. Recubrimientos para acero__________ se usan para recubrimientos de gran volumen de acero, acero galvanizado, y aluminio suministrado en rollos.

Capítulo 36 – Estudios de recubrimientos 1. Un estudio de recubrimientos es una tarea realizada de manera organizada y racional para _________ ________ acerca de las condiciones del equipo, estructura, o instalación. 2. Los________ deben ser inspeccionados a intervalos regulares para cumplir con ______________ de ________y para mantener su clasificación de seguro. 3. El estudio de recubrimientos puede: a. _______________ recubrimiento existente b.

Juzgar la _____________ general de la instalación

c. Identificar __________ __________ de los recubrimientos. 4. Generalmente, un estudio de recubrimientos es el primer paso en desarrollar un _________________ de _________________. 5. El equipo de inspección deberá resumir los datos y asegurar que son precisos, verdaderos, y que correspondan a las ___________ de ___________usadas.


NOMBRE EN LETRA DE IMPRENTA: Yo afirmo que: 1. Comprendo que soy el único responsable del aseguramiento de que toda la documentación pertinente a mi experiencia laboral sea entregada, en buen estado y personalmente en las Oficinas Principales de NACE en un lapso no menor a los 60 días previo al primer día del examen Peer Review que deseo asistir, y el no hacerlo podría resultar en la imposibilidad de tomar dicho examen. 2. Comprendo que si suministro concientemente, u ocasiono que se suministre, cualquier información falsa en relación a mi reconocimiento bajo el Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos de NACE International, esto será causal para que se tomen acciones en contra de mi posición en dicho programa. 3. Es responsabilidad de cada individuo de completar el proceso de renovación, y de notificar a NACE sobre cambios en su dirección. Cada nivel exitosamente alcanzado expirará en la fecha que aparece en la tarjeta (o tres años desde la fecha en que se completó el nivel). El hecho de que no se reciban avisos de NACE al respecto, no exime de responsabilidad al tarjeta habiente de contratar con NACE para el proceso de renovación. 4. Con respecto al examen Peer Review: a.

Comprendo que el aprobar el examen Peer Review es significativamente más difícil que el aprobar cualquiera de las tres sesiones de entrenamiento, y que el completar satisfactoriamente estas tres sesiones de entrenamiento no garantiza la aprobación del examen Peer Review. También comprendo que, en caso de no aprobar el examen Peer Review, debo esperar no menos de una semana antes de realizar un segundo intento.

b.

Comprendo que, en caso de reprobar el examen Peer Review dos veces, debo esperar no menos de seis meses antes de realizar un tercer intento, y que cualquier persona que repruebe el segundo, o intentos subsiguientes, debe esperar un mínimo de seis meses entre intentos adicionales.

5. Comprendo que las categorías dentro del Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos de NACE International son las siguientes:

Mayor Nivel Alcanzado Satisfactoriamente CIP Nivel 1 CIP Nivel 2 CIP Niveles 1, 2 y Examen Peer Review

Nombre de la Categoría Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificado Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE – Nivel 3

6. NACE tiene una política firme con respecto al uso de sus logotipos y números y títulos de certificación. El numero y titulo de certificación pueden ser usados únicamente por individuos que son Inspectores de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificados, Inspectores de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificados o Inspectores de Recubrimientos Certificados por NACE – Nivel 3, y no pueden ser usados por ningún otro individuo. Todos los tarjetahabientes activos del CIP tienen permiso para usar el termino Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado, Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificado o Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE – Nivel 3 (dependiendo del nivel de certificación alcanzado), y su número de certificación en sus tarjetas profesionales de presentación. Este ejemplo muestra cómo esta información puede ser usada por un individuo que ha alcanzado el estatus de Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado: Juan Pérez Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado, Nº 9650 Inspecciones ACE, Inc., Knoxville, TN

CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo Acutalizada Diciembre 2006

El siguiente ejemplo ilustra como se puede usar esta información siendo un Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE – Nivel 3: Juan Pérez Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE – Nivel 3, Nº 9650 Inspecciones ACE, Inc., Knoxville, TN Los individuos que han alcanzado cualquier nivel de certificación y que son miembros vigentes de NACE International pueden mostrar el Logotipo de NACE para el propósito de identificarse como un individuo que ha alcanzado una certificación de NACE. Entiendo que la violación de estas reglas resultará en acciones en contra de mi posición en el programa, bajo las bases de violación de la Declaración del Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos de NACE Internacional. 7. Yo (re) afirmo la Declaración del Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos de NACE Internacional, reproducida en la parte posterior de esta hoja, y acepto cumplir con sus cláusulas mientras mantenga cualquier nivel de reconocimiento bajo el programa.

Firma:

Fecha:

DECLARACIÓN: Los requisitos para obtener un reconocimiento o certificación bajo el Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos de NACE International incluyen el firmar la siguiente Declaración. Para mantener su reconocimiento o certificación como un Inspector de Recubrimientos por NACE Internacional, usted debería, de manera continua, cumplir cabalmente con el Código de Conducta Profesional del Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos de NACE International y con los parámetros contenidos en esta Declaración. El no cumplir con el Código de Conducta Profesional y/o con esta Declaración será considerado razón suficiente para reprimenda, suspensión, revocación o negación del reconocimiento o certificación inicial, o de la renovación de dicho reconocimiento o la re-certificación, lo cual será determinado a discreción exclusiva de NACE. Yo, el abajo firmante, reconozco y acepto que: 1. 2. 3. 4. 5.

Una adecuada inspección de recubrimientos puede resultar crucial para la seguridad y el bienestar del público en general y de instalaciones industriales. La inspección de recubrimientos es obligatoria para maximizar la conservación de nuestros recursos materiales y para reducir las pérdidas económicas. El campo completo de los recubrimientos abarca diversas habilidades y disciplinas, y un nivel de competencia técnica que a menudo deben ser tomados en consideración. Mediante asociaciones continuas y cooperación con otros en el campo de los recubrimientos, se pueden obtener las soluciones más económicas y seguras para muchos de los problemas de pinturas. La calidad del trabajo y la conducta personal de cada inspector de recubrimientos se refleja en toda la profesión de inspección de pinturas.

Por lo tanto, por medio de la presente me comprometo a: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Otorgar primera consideración a la seguridad y al bienestar público durante mis labores de inspección de recubrimientos. Aplicarme, con diligencia y responsabilidad, a mis labores de inspección de recubrimientos. Ejercer mi trabajo con equidad, honestidad, integridad y cortesía, siempre conciente del mejor interés del público, mi empleador y mis compañeros de trabajo. No presentarme como un experto o hacer recomendaciones acerca de trabajos relacionados con recubrimientos si no estoy calificado por mis conocimientos y experiencia. Evitar y desalentar comentarios falsos, sensacionales, exagerados o injustificables acerca de mi trabajo. Tratar como confidencial mis conocimientos sobre aspectos de negocios o procesos técnicos de mis clientes, empleadores o consumidores. Informar a mis clientes o empleadores acerca de cualquier afiliación, interés o relaciones que pudieran influenciar mis decisiones.


8. 9. 10. 11. 12. 13.

No aceptar gratificaciones monetarias de ningún tipo, ni cualquier otra gratificación cuyo valor pudiera levantar dudas relacionadas con mis actividades de inspección, decisiones o reportes. Ser justo, razonable y objetivo en mi trabajo, evitando ser influenciado por personalidades u otras consideraciones individuales. Cumplir a cabalidad con los requerimientos de reportes establecidos en las especificaciones, de manera precisa y honesta, para cualquier trabajo que esté bajo mi responsabilidad inspeccionar. Encargarme de determinar de mis superiores el alcance de mi autoridad en el trabajo y mantenerme dentro de los parámetros establecidos. Asegurar, hasta donde alcancen mis habilidades, que todos los términos, el lenguaje y los requerimientos de la especificación de pinturas sean entendidos y acordados por todas las partes involucradas. Esforzarme para obtener los mejores resultados posibles bajo las condiciones y especificaciones de pinturas dadas.

Por medio de la presente me comprometo a cumplir y obrar de acuerdo con el Código de Conducta Profesional del Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos de NACE International y los parámetros contenidos en esta Declaración como un aspirante bajo este programa, y mientras sea un participante del Programa de Certificación de Inspectores de Recubrimientos de NACE International. Comprendo que el no cumplir con el Código de Conducta Profesional y/o esta Declaración será considerado razón suficiente para reprimenda, suspensión, revocación o negación del reconocimiento o certificación inicial, o de la renovación de dicho reconocimiento o la re-certificación, lo cual será determinado a discreción exclusiva de NACE.

Firma:

Fecha:

Nombre en Letra de Imprenta:


CIP Procedimiento para la Evaluación de la Experiencia de Trabajo 1. Dos años de experiencia en trabajos relacionados con recubrimientos para poder tomar el Peer Review. Las planillas (formas) de la experiencia de trabajo completadas deben ser recibidas en las Oficinas Principales de NACE al menos con dos meses de anticipación de la fecha del Peer Review, a fin de que puedan ser enviadas a un panel de revisión para su verificación y aprobación. Si está en sus planes tomar el Peer Review en el siguiente año, es en su beneficio completar y enviar estas planillas (formas) a las Oficinas Principales de NACE lo antes posible 2. En este momento, no existe un tiempo de espera entre los niveles del CIP. Esto significa que: a. Sin importar que tanta o que tan poca experiencia tenga en la industria de los recubrimientos, ustede puede tomar los Niveles 1 y 2 del CIP sin periodo de espera entre ellos. b. No tiene que completar las planillas (formas) de experiencia laboral para poder asistir a los dos (2) cursos de entrenamiento del CIP. 3. Es altamente recomendado tener treinta y seis (36) puntos relacionados con trabajos de campo antes de tomar el Peer Review y recibir la Certificación del CIP. El Peer Review se hará significativamente más difícil sin la experiencia de campo que amonta a los 36 puntos.

¿Cómo Funciona la Evaluación de la Experiencia de Trabajo? Su documentación de experiencia laboral debe suministrar información de los puntos relacionados con la experiencia en trabajos de campo. Sólo la experiencia laboral en trabajos de campo relacionados con recubrimientos (definida como experiencia en trabajos de campo relacionados con recubrimientos donde estos están siendo aplicados o inspeccionados). Los puntos por experiencia se asignan como sigue cuando esta ha sido ininterrumpida: Tipo de Experiencia en Trabajos Relacionados con Recubrimientos Inspección de Recubrimientos Otra Experiencia en Campo Experiencia Fuera del Campo


Puntos Otorgados por Mes de Experiencia Ininterrumpida 2,0 1,5 1,0

Los puntos no son otorgados para la experiencia relacionada con recubrimientos fuera del campo. Las siguientes listas, a pesar de que no son definitivas ni exhaustivas, indican los tipos de experiencias que serían o no consideradas como experiencia laboral en trabajos de campo relacionados con recubrimientos. Aceptado

No Aceptado

• Inspector de Recubrimientos

• Técnico de laboratorio sin responsabilidades en campo

• Capataz de Cuadrilla de Pintura

• Elaborar especificaciones sin responsabilidades en campo

• Pintor de Recubrimientos

• Ventas sin responsabilidades en campo

• Operador de limpieza abrasiva • Ventas de recubrimientos protectores con experiencia en campo • Gerente en sitio de las operaciones de recubrimientos Cuando la experiencia en trabajos relacionados con recubrimientos ha sido interrumpida por dos años o más, los puntos otorgados por la experiencia laboral previo a la interrupción son reducidos según se indica a continuación: Longitud de la Interrupción en la Continuidad de los Trabajos Relacionados con Pinturas

Factor para Reducción de Puntos Otorgados por Trabajos Relacionados con Pinturas Previos a la Interrupción

Hasta 2 años 2 a 3 años 3 a 4 años 4 a 5 años 5 años o más

Sin factor de reducción 80% 70% 60% 50%

Por ejemplo: Un aspirante trabajó por 24 meses como pintor de recubrimientos industriales, luego trabajó en algo no relacionado con recubrimientos protectores por 2 años, y más recientemente trabajó 12 meses como inspector de recubrimientos. Los puntos totales otorgados por trabajos relacionados con pinturas se calculan como se muestra: 24 meses x 1,5 puntos por mes x 80% 12 meses x 2,0 puntos por mes x 100% Total Puntos Otorgados

= = =


28,8 puntos por trabajos como pintor 24,0 puntos por trabajos de inspección 52,8

Cómo llenar las planillas (formas) El no seguir estas instrucciones puede retrasar enormemente su proceso de aplicación. NACE no puede hacerse responsable, y no acepta responsabilidad alguna por la demora causada por información incompleta, imprecisa o ilegible. 1. Lea cuidadosamente estas instrucciones y observe las planillas de muestra antes de proceder. 2. Haga tantas copias de la Forma 2: Documentación de Trabajos Individuales ya que tiene que documentar los 36 puntos de experiencia laboral que necesita para el Peer Review. NOTA: Para el propósito de estas planillas, trabajo se define como una posición en la que ha estado empleado regularmente por un periodo de tiempo. Por ejemplo: Trabajé para AAA Painters por dos años como ayudante, luego por dos años como pintor, y luego tuve un trabajo por 3 años con ZZZ Inspection como inspector de recubrimientos. 3. Llene completamente una copia de la Forma 2 para cada trabajo que desea sea incluido en su evaluación de experiencia laboral. Debe ofrecer información completa. Si es auto empleado, ofrezca nombres y direcciones de individuos específicos en los clientes principales que puedan verificar su experiencia. 4. Resuma la información de cada copia de la Forma 2 que completó en la Forma 1: Resumen de la Experiencia en Trabajos Relacionados con Recubrimientos Protectores. 5. Organice sus planillas de manera que la más reciente esté de primero, seguido por la menos reciente. Numere las páginas consecutivamente. Si tiene 12 páginas de planillas, la primera página es la página 1, y las otras páginas deben ser numeradas del 2 al 12. 6. Escriba sólo en una cara de cada página. 7. Lea y firme la Afirmación y la Declaración. 8. Haga una copia y manténgala en sus registros. 9. Cuando complete las planillas envíelas a: NACE Education Division Attention: Carol Steele 1440 South Creek Drive Houston, TX 77084-4906 USA

Teléfono: FAX: E-Mail:

281/228-6244 281/228-6344 [email protected]

Nota: No tiene que enviar las instrucciones o las copias de muestra; sólo las planillas completadas.

10. Si requiere ayuda, contacte a NACE en la dirección y teléfono arriba indicados. Sus planillas deben ser recibidas en las Oficinas Principales de NACE no menos de 60 días de la primera fecha en que se celebrará el Peer Review que desea asistir.


MUESTRA Forma 1: Resumen de la Experiencia en Trabajos Relacionados con Recubrimientos Protectores Instrucciones: Haga y use tantas copias de esta planilla como sea necesario. Por favor suministre toda la información requerida. Las planillas deben llenarse legiblemente en letra de imprenta en tinta negra o a máquina de escribir. La información ilegible puede demorar el proceso de aplicación. Si requiere ayuda con esta planilla, contacte la División de Educación de NACE International en las Oficinas Principales. Información del Aspirante: Nombre: Rubén Acevedo

Teléfono: 409/111-4321

Compañía:

ZZZ Coating Inspection Inc.

Fax:

Dirección:

987 Gage Avenue

409/111-1234

________________________________ Ciudad:

Millspec

Estado/Provincia: TX

Código Postal:

77987

País:

USA

Por favor resuma abajo la información de cada copia de la Forma 2, Documentación Individual de Trabajo. Indique su experiencia empezando con la más reciente, seguida por la experiencia menos reciente. Número de meses en Puntos por Posición Nombre de la Desde Hasta este trabajo este trabajo Compañía Mes/Año Mes/Año 1/92

1/95

36

72

Inspector de recub.

ZZZ Inspection Inc.

12/89

12/91

24

36

Pintor

AAA Painters

12/87

12/89

24

36

Ayudante

AAA Painters

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/ PUNTOS TOTALES:

144

Declaración Jurada del Aspirante: Entiendo que si concientemente suministro información falsa relacionada con mi reconocimiento en este programa será motivo para procedimientos disciplinarios en mi contra.

Firma:


Fecha:

MUESTRA Forma 2: Documentación de Trabajos Individuales Use de estas formas para cada trabajo; es decir, cada periodo de experiencia laboral que usted desee documentar. Note que para esta forma, trabajo se define como una posición en la que ha estado empleado regularmente por un periodo de tiempo. Haga y use tantas copias de esta forma como sea necesario. Por favor suministre toda la información solicitada. Las planillas deben llenarse legiblemente en letra de imprenta en tinta negra o a máquina de escribir. La información ilegible puede demorar el proceso de aplicación. Si requiere ayuda con esta planilla, contacte la División de Educación de NACE International en las Oficinas Principales.

INFORMACIÓN DEL TRABAJO: Título:

CÁLCULOS DE PUNTAJE EXPERIENCIA LABORAL:

Pintor

a.

AAA Painters Desde:

Mes

1

Año

92

Hasta:

Mes

1

Año

95 (presente)

¿A quién puede contactar NACE para verificar esto? Nombre:

Alfredo Bustamante

Compañía:

AAA Painters

Dirección:

123 Coating St.

DE

LA

Número de meses en este trabajo: 24

b.

Puntos por Experiencia (maque uno):  Campo, inspección de pintura (2 puntos)  Campo, no inspección (1,5 puntos)  Experiencia fuera del campo (1,0 puntos) Escriba los puntos aquí: 1,5

Ciudad:

Paintersville

Estado/Provincia: TX

Código Postal: 77123

País:

USA

Teléfono:

409/123-4567

Fax:

409/123-7654

c.

Puntos por este trabajo: Multiplique a. (número de meses) por b. (puntos por experiencia). Escriba el resultado en este cuadro: 36

Describa en detalle cuáles son / fueron sus tareas específicas relacionadas con recubrimientos durante este trabajo. NOTA: No escriba en la parte de atrás de esta forma, agregue hojas adicionales si es necesario, escribiendo sólo en una cara de la hoja. Experiencia con equipos de aplicación convencional y airless. Responsable de asegurar que el equipo esté instalado correctamente y limpio al final del día. Responsable de aplicar los recubrimientos correctamente según las direcciones de mi supervisor. Tomar lecturas de espesor húmedo según instrucciones. Trabajé principalmente en estructuras cosa afuera durante este periodo, pero también en algunos proyectos en refinerías. Declaración Jurada del Aspirante: Entiendo que si concientemente suministro información falsa relacionada con mi reconocimiento en este programa será motivo para procedimientos disciplinarios en mi contra. Firma:


Fecha:

Form 1: Summary of Protective Coatings-Related Work Experience Instructions: Make and use as many copies of this form as needed. Please provide all information requested. Forms must be printed legibly in black ink or typed. Illegible information can delay the application process. For assistance with this form, contact the Education Division at NACE International Headquarters. Applicant Information: Name: Phone: Company:

Fax:

Address:

City:

State/Province:

Zip/Postal Code:

Country:

Please summarize below the information on each copy of Form 2, Individual Job Documentation. List your experience beginning with the most recent, followed by less recent experience. From Month/Year

To Month/Year

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Number of months in this job

Points for this job

Job Title

Company Name

TOTAL POINTS: Applicant Affidavit: I understand that if I knowingly provide false information in connection with my certification under this program, it will be grounds for disciplinary procedures. Signed: Date: MAKE A COPY OF ALL PAGES OF THIS APPLICATION FOR YOUR RECORDS


Form 2: Individual Job Documentation Use one of these forms for each job; that is, each period of work experience you wish to document. Note that for this form, job is defined as a position in which you are regularly employed for a period of time. Make and use as many copies of this form as you need. Please provide all information requested in the form. Applications must be printed legibly in black ink or typed. Illegible information can delay the application process. For assistance with this form, contact the Education Division at NACE International Headquarters. JOB INFORMATION:

WORK EXPERIENCE POINT CALCULATION:

Job Title:

a.

Number of months in this job:

b.

Experience Points (check one):

From:

Month

Year

To:

Month

Year

Who can NACE contact to verify this experience?

 Field, coating inspection (2 points)

Name:

 Field, other than inspection (1.5 points)

Company:

 Non-field experience (1.0 points)

Address:

Write the point value here:

c. City:

Points for this job Multiply a. (number of months)

State/Province:

Zip/Postal Code

Country:

by b. (experience points). Write results in this box:

Phone: Fax: PLEASE DESCRIBE IN DETAIL what are/were your specific coating-related duties in this job. Your application will NOT be accepted if this section is not completed. NOTE: Do not write on the back of this form. Attach additional sheets if necessary, writing only on one side of page.

Applicant Affidavit: I understand that if I knowingly provide false information in connection with my certification under this program, it will be grounds for disciplinary procedures. Signed:

Date: MAKE A COPY OF ALL PAGES OF THIS APPLICATION FOR YOUR RECORD


Coatings by Industry

Corrosion, Coatings, and Coating Inspection in Specific Industries Introduction This chapter consists of seven (7) sections each relating to a specific industry. Today’s very brief discussion will touch on corrosion, coatings, and coating inspection for each industry listed. The industries to be highlighted include: • Marine transportation (ships) • Bridge and highway structures • Electric power industry (oil, coal, nuclear generating plants) • Chemical and petrochemical • Water and wastewater • Fertilizer • Pulp and paper Each of these stand-alone industries is unique in itself and each has its own range of operating concerns. However, there is one problem–corrosion–that is common to all of these industries. Portions of steel structures in each industry--structural members, tanks, towers, equipment, etc., are exposed to moisture in varying degrees, either atmospheric, splash, spray, spillage and/or immersion. Electrochemical (galvanic) corrosion can occur on any of the uncoated or unprotected steel surfaces in contact with moisture. The corrosion process can be accelerated by the presence of chemicals, such as acids, alkalis, oxidizing agents, and also soluble chemical salts, etc. Each industry relies on the use of coatings to protect steel and concrete surfaces from corrosion. The selection of coatings will vary with the industry and may range from medium to high performance type materials.

1


The fundamentals of coating inspection, including tools, tests, methods, and techniques discussed in the three workshops of the Coating Inspector Program will apply regardless of the industry. In the sections to follow, we will indicate some coating concerns of these industries and will try to provide a glimpse of some specific areas where coating inspection generally may be required.

2


3

Marine Transportation Protective coating of the vessel and equipment used to transport bulk (wet or dry) materials can provide a rigorous test for the specific coating system used. Corrosion resistant materials, such as stainless steel and Monel are widely used in marine service, however, mild steel is more commonly used.

Figure 1 Interior Cargo Hold

The exterior of the marine vessel (ship or barge) is coated to help prevent or control corrosion. The interior of cargo tanks of marine vessel usually are coated to: • Protect the substrate from any attack by the product contained • Prevent the substrate from contaminating the product contained In addition, the coating itself must not adversely affect the cargo transported. Containers dedicated to use with a single product may be relatively easy to protect since coatings can be designed for just one specific purpose. When the container is scheduled for multi-purpose use, the coating selection becomes more critical, since it must provide adequate service with the many materials that may be transported.


4

Frequently, the coating inspector is called on to check the condition of the coating between cargoes. Generally, more attention must be given to the interior surfaces of the container, than to the exterior. Interior welds may be required to be ground smooth or flush, sharp edges, may be rounded and all welds, corners, edges may be stripe coated, oftentimes between each application of coating material. In some cases, corners are filled with a putty-like coating to afford a rounded corner rather than a sharp one. Coatings applied to a sharp corner can shrink back, creating stress within the coating and can cause some thinning of the coating film in the area of the corner.

Figure 2 Ship

A large part of the ship’s hull, rudder, and propeller(s) are in constant contact with seawater, which is an excellent electrolyte. Well-bonded high performance coatings are required on the ship’s hull and bottom to: • Isolate the hull and bottom from the sea water or fresh river water • Protect the ship from attack by chemical waste or refuse that may be in the water especially in or near coastal waterways • Provide some measure of abrasion resistance against the ocean or river bottom, piers, docks and tugboats • Provide resistance to fouling caused by vegetable and marine organisms


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Figure 3 Ship in Dry Dock with Bottom and Hull Painted

Figure 4 Schematic of Ship


The ship’s sides (boot top) above the water line, the deck, equipment, hatch covers, and the superstructure have alternate exposure to the sun, cold waves, and salt spray. For these areas, properly selected high performance coatings may be desirable. Skid-resistant coatings that have good weatherability may be used on topside decks, ladders, etc., where foot traffic may be prevalent. Frequently, maintenance painting on deck areas and the superstructure is performed while the ship is underway. High performance coatings are applied to the ship’s hull below the water line and to the bottom areas and then are overcoated with some type of antifouling coating to minimize the accumulation of marine organisms on those surfaces.

Figure 5 Applying Coal Tar Spray to Bottom Before Applying AntiFouling Coating

The accumulation and growth of these organisms serve to slow the speed of the vessel. More fuel is required to generate the extra power necessary to maintain proper speed of the vessel. As a result, the cost of the extra fuel increases the cost of transporting goods.

6


7

Figure 6 Typical Dry Dock

Eventually, the ship must enter dry dock, where the marine and vegetable fouling must be removed, the hull repainted and equipped with a new coating of antifoulant material.

Figure 7 Ship in Dry Dock

Coating inspection issues may vary slightly between different types of ships; however, the chief responsibility of the marine coating inspector is to ensure that the specifications are adhered to–generally does not change.


Marine coating inspection offers many challenges to the coating inspector. To be effective, the marine inspector should: • Be knowledgeable about the general construction of a ship. The inspector should be able to quickly detect hard to reach areas, problem areas, fabrication faults, etc. especially in enclosed spaces, such as tanks, cargo holds, etc. • Be familiar with nautical terms that refer to the construction and operation of a ship, and should, where necessary, be able to use them correctly •

Be able to assess the extent of animal and vegetable fouling

•

Understand and be able to prepare dry docking and inspection reports

The following reference material is included in this section. • Schematic of a “typical” cargo ship • General description of ship construction • Listing of maritime classifications societies • Glossary of nautical terms • Explanation of ship’s registry and periodical surveys • Typical dry docking reports • Description of common fouling organisms The following material will be discussed briefly: • Classification Societies • Ship’s registry and periodical surveys • Dry docking reports.

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Classification Societies The principal maritime nations have the following Classification Societies: • Great Britain–Lloyd’s Register of Shipping • USA–American Bureau of Shipping • France–Bureau Veritas • Germany–Germanischer Lloyd • Norway–Det Norske Veritas • Italy–Registro Italiano • Russia–Register of Shipping • Japan–Nippon Kaiji Kyokai •

Poland–Polish Register of Shipping

The classification societies operate throughout the world and publish rules and regulations directly related to the structural efficiency of the ship and the reliability of the propelling machinery. In general, they have a long history dating back to the era of wooden ships. Classification is purely voluntary on the part of the shipowner, and the only penalty that can be imposed for noncompliance with the rules is suspension or cancellation of class. Classification implies that a ship and the machinery conform to the standards published in the rules of the society. With Lloyd’s Register of Shipping, classification entails approval of: The fundamental purpose of classification is to ensure maintenance of seaworthiness of all classed ships. So far as Lloyd’s Register of Shipping is concerned, classification entails approval of: • Plans of construction • Testing of materials • Construction under survey •

Recommendation for class from surveyors by report to the Committee

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Following the acceptance of the report by the Lloyd’s Committee, the certificate of class is issued and a record made in the Register Book.

Lloyd’s Register of Shipping This society was: • Founded in 1760 • Reconstituted in 1834 • United with the Underwriter’s Registry for Iron Ships in 1885 • Amalgamated with the British Corporation The head office is located at 71 Fenchurch Street, London EC3, England Steel ships built in accordance with the Society’s Rules and Regulations or with alternative arrangements equivalent thereto, will be assigned a class in the Register Book. They will continue to be classed so long as they are found, upon examination at the prescribed annual and other periodical surveys, to be maintained in a fit condition and in accordance with the Rules. Classification will be conditioned upon compliance with the Society’s requirements in respect of both hull and machinery. 100A1 classification is assigned to seagoing ships built in accordance with the Society’s Rules and Regulations for the draught required. The class 100A1 is also assigned to ships designed for the specific purposes such as 100A1 oil tanker, 100A1 tug, etc. Four classes of ice strengthening are detailed in the Rules. Ice class 1 strengthening is for ships intended to navigate in extreme ice conditions. The Figure 1 in the character of classification assigned to a ship indicates that her equipment of anchors, chain cables, and hawsers is in good and efficient condition and in accordance with the Rules.

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This symbol indicates that the ship was built under the Society’s Special Survey and will be classed as 100A1. Machinery constructed and installed on board in accordance with the rules and on satisfactory completion of trials is assigned the class notation LMC (Lloyd’s Machinery Certificate). New machinery for ships intended for classification is to be constructed under the Society’s Special Survey and on completion will have the mark inserted before the machinery class notation Thus: LMC

Periodical Surveys Annual Surveys All steel ships should be surveyed at approximately one-year intervals in accordance with the Rules, and where practicable, should be held concurrently with statutory annual or other line surveys.

Docking Surveys A ship should be examined in dry dock at intervals of about 12 months; the maximum interval is two years.

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Special Surveys

Figure 8 Ship in Dry Dock

All-steel vessels classed with Lloyd’s are to be subjected to Special Surveys in accordance with the Rules. These surveys become due at five yearly intervals, the first five years from the build date or date of Special Survey for Classification, and thereafter five years from the date of the previous Special Survey.

Dry Docking Inspection Reports Dry docking reports are designed to provide the full record of performance of the coating systems on a marine vessel. Frequently the dry docking report is the only record of coating performance for a particular vessel, consequently extreme accuracy is vital when compiling this report. Generally, for this report, the hull is divided into 19 areas, and 10 separate assessments are made for each area. This provides 190 distinct items for information. Sample dry docking report forms are located at the end of this section. The dry docking reports provide a history of previous surface treatment and surface preparation, application information, coating inspection reports, and coating performance in different areas with different service conditions. It is vital to be able to estimate some time before the vessel is due to dry dock, the amount of remedial work that may be required while the ship is in dry dock. This estimate can only


be made by comparing previous dry docking reports and previous reports on work actually performed. The estimate can only be as good as the previous dry docking reports and it should again be emphasized that the report must be very accurate. In addition to accurate reporting on the condition of the ship’s hull, it is essential also to obtain full details of all voyages since the previous dry-docking. Usually, this information can be obtained from the Chief Officer of the vessel; again, it is stressed that this information should be accurate. The coating inspector frequently is assigned the task of preparing the dry docking report and he should be aware of the individual sections normally found on these inspection report such as: • Animal fouling • Vegetable fouling • Coating condition(paint blistering, stripping, rust staining, etc.) • Extent and location of corrosion • General appearance

Animal Fouling This type of fouling is called SHELL and should be identified by name in the report i.e., barnacle, mussel, etc. Some common types are: • Tube worms • Barnacles •

Goose necks

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Vegetable Fouling This type of fouling is called WEED and should be properly identified in the report. Some common types illustrated here include: • Enteromorpha ulva (dark green) • Enteromorpha (light green) • Ectocarpus (brown) This section includes all plants, which should be noted by name. For example: Port 1 Grass Starboard Ectocarpus The estimation of the amount of weed growth, in particular grass, is not easy and it is suggested that a preliminary estimate is made by walking around the dry dock while the water level is being reduced and observing the amount of growth from a distance This should be done before any cleaning down, such as brooming is done. Then, when it is possible to enter the dock bottom, the inspector should make a full estimate of the weed as soon as possible. It is important that the inspector make this determination quickly, because if the hull is allowed to dry out for some time, the weed, especially near the boot top, will have turned a brown color making it difficult to distinguish from oil residues on the hull.

Coating Condition Deterioration of the coating may be due to abrasion damage from jetties, or by scraping the bottom (grounding) as shown here, by scraping of chains, welding/burning etc. Coating that has been stripped to bare metal due to this abrasion, should be specifically reported.

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Figure 9 Abrasion Damage due to Grounding

Care should also be taken in reporting areas of rust staining, since it may be found that an area below the paint breakdown and corrosion may be rust stained by the corrosion products, but the underlying coating may be sound. Coating deterioration may also take the form of: •

Blistering

•

Checking/Cracking

•

Blisters

Figure 10 Blistering

Blisters, if any, in the paint film may be evaluated according to ASTM D 714 Standard Test Method for Evaluating Degree of Blistering of Paints


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• Checking/Cracking

Figure 11 Checking

The coating may be evaluated to determine if the coating shows any sign of checking or cracking, and these areas marked and noted on the dry docking report.

Figure 12 Checking Leading to Cracking


Extent and Location of Corrosion If corrosion has begun, it should be noted according to the degree and location on the ship. For example, • Pitting – Area of pitting–This may be expressed as the number of pits and the average size –

Depth of pitting–This should be the deepest point of the pit, and it is helpful in the report to indicate if the pits are polished or not.

General Appearance In some areas of the hull, it may not be possible to get near the surface (i.e., the boot top) to make a close inspection, and a purely distant visual estimate will have to be made. This should be indicated in the report. The general appearance and any comments the inspector feel may be relevant should be noted in the “remarks” section of the report form. Photographs of the hull before, during, and after cleaning/coating operations will be a valuable element of the dry docking report.

Report Forms Included here are some typical dry docking report forms. Sheet #1 shows the port side and the keel divided into 11 separate areas for inspection. Assessment of each area may be made according to the items listed as follows. • Shell • Weed •

Blistering

• Stripping intercoat • Stripping to bare metal • Rust staining • Pitting (area) • Pitting (depth) • Rust (bare areas)

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• Roughness Sheet #2 shows the starboard side divided into eight areas for inspection and the same items for assessment as shown on Sheet. #1. It should be noted that area # 8 is for the rudder, which is shown as a separate area for both port and starboard sides. Sheet #3 provides space for vessel identification and for information on previous voyages. Sheet #4 is entitled “Numerical Assessment of Hull Condition Grading Code”. This form allows the inspector to assess: • Fouling • Paint blistering • Degree of corrosion on steelwork • Roughness according to a specific grading code. The inspector should be diligent in assessing each area of the ship, and should include in the report any appropriate remarks that would assist the next inspector involved in a future dry docking inspection and report.

18


19

SHEET 1 Date

Dry Docking Report No.:

Name of Ship

Previous Dry Docking at:

Dates:

Owner:

Dry Dock Location

Inspector

PORT SIDE

KEEL

Boot Topping Underwater (4) (1)

Keel (9)

Boot topping (2)

Underwater Above b/k (5)

Shell Weed Blistering Stripping intercoat Stripping to bare metal Rust staining Pitting (area) Pitting (depth) Rust bare (areas) Roughness Remarks

Below b/k (6)

Keel (10)

Boot topping Underwater (7) (3)

Keel (11)

Rudder (8)


20

3

2

1

8 7

5

4

6

SHEET 2 Rudder (8)

Boot topping (3)

Underwater (7)

Underwater Above b/k (5) Below b/k (6)

Boot topping (1) Shell Weed Blistering Stripping undercoat Stripping to bare metal Rust staining Pitting (area) Pitting (depth) Rust bare (areas) Roughness Remarks

Weather Conditions During Assessment Cathodic Protection System:

Sacrificial Anodes (Percent Wasted)


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SHEET 3 Gross Tonnage: Builders: Previous Dry Docking: Work Done Then Report Ref:

Date of Launching: At:

Present Dry Docking:Date and Time Docking: Painting Report No's Date and Time Undocking:

Port of Call

Arrival Date

Previous Voyage (Since Last Dry Docking) Departure Date Port of Call

Arrival Date

Departure Date


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SHEET 4: NUMERICAL ASSESSMENT OF HULL CONDITION GRADING CODE Assessment Fouling

Paint Blistering

Degree of Corrosion on Steelwork

Roughness

Item Detail Weed

Definition

Grading 0

1

0

2

3

4

0-2 % 2-10%

1130%

30% or greater

0

0-2 % 2-10 %

11-30 %

30 % or greater

Area of paintwork either containing rust nibs or discolored due to rust under the paint Area showing pits 0

0-2 % 2-10%

1130%

30% or greater

All types of weeds and hydroids

Shell

All types of shell organisms

Blistering

The area enclosing the unbroken blisters

Stripping (intercoat) Stripping to Bare Metal Rust Staining Area of Pitting

Area showing stripping since last painting

Depth of Pitting Rust

Depth of pits This applies to the amount of rust on bare areas

0

Surface Roughness

Estimated amplitude of roughness on surface

150 mm

Area of bare metal due to mechanical or paint failure

light rust 500 mm

Heavy Rust 1000 mm


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Emergency Generator Room Radio Antenna Funnel

Signal Stay

Fidley Hatch

Crow’s Nest

Cow Radio Room Pilot House Chart House

Booby Hatch Open Rolling

Rudder Stock Counter

Winch

WinchBridge Deck

Officer

Poop

Load Water Line

Propeller Stern Hub

Peek Tank

Tail Shell

A R

Cargo Port

Store

Hold

W.T. Bulk Head

Fresh Water

Cargo Hatch

Winch Hatch Looming

Forecottle No. 1 Tween Deck Breast Chain Pipe Hook

No. 2 Tween Deck

No. 3 Tween Deck

Lower Tween Deck Fresh Water

No. 3 Hold

Fuel Oil

Amid Ships

W.T. Bulkhead No. 2 Ceiling Hold

Fuel Oil

Length Over All Length Between Perpendiculars

Figure 13 Schematic of Ship

Porecastle Deck

Winch

Machinery Space

Shell Alley Lat. Center Tank Top or Inner Bottom

Fuel Oil

Crew’s Mess

Cargo Beam

Tween Deck No. 4

Double Bottom Aperture

Lower

Engine Boiler Casing

Crew

No. 4 Tween Deck

Tween Deck

Steering Gear

Rudder Gudgeons Rudder Post Propeller After Perpendicular

Boat Deck

Officers Mess

King Post Windloss

Bridge Lat. Sides Dock House Heavy Beam

Pipe Tunnel

Well

W.T. Bulk Head

Piller No. 1 Hold Ceiling

Fuel Oil

Collision Bulk Head

Fore Peek Tank

Roller Check Hawse Pipe Shelter Deck MainDeck Drip Deck Load Water Line Stern Draft

Forefoot Forward Perpendiculars


SHIP CONSTRUCTION The structure of a ship may conveniently be regarded as comprising a framework of girders, which is almost completely enveloped in a steel skin, which is riveted or welded to the framework. The steel covering is made up of plates, which collectively form the SHELL and DECK PLATING. The members of the framework of the ship's structure may be classified as either LONGITUDINAL or TRANSVERSE. Longitudinal members extend length-wise or fore and aft, and transverse members extended breadthwise or transversely. The main function of the framework is to stiffen the shell plating and prevent it from caving inwards. The members of the framework at the ship's sides and bottom are arranged so that they form a rectangular network of girders. Transverse stiffness is provided principally by partitions known as BULKHEADS, which are constructed of steel plates fitted across the ship between the two sides of the shell plating. These bulkheads, if watertight, divide the ship longitudinally into a series of watertight compartments. Those in which cargo is carried are known as HOLDS. These are generally arranged symmetrically with respect to the machinery space that is usually in the middle part of the ship. The end compartments are normally reserved for the carriage of water ballast, oil fuel, or fresh water for boiler or domestic purposes. Most vessels are fitted with water-ballast or oil-fuel tanks which extend throughout the greater part of the ship's length along the bottom. The top boundary of these tanks forms an inner bottom, so that for the greater part of the most ship's lengths there is a double skin between which are the so-called DOUBLE-BOTTOM TANKS. The framework of a ship may be designed on either the transverse or longitudinal system. The traditional system of framing is the transverse system, in which the ship may be regarded as comprising a large number of regularly and closely spaced TRANSVERSE SECTIONS. In its simplest form, each transverse section consists of a pair of girders, usually bulb angle sections known as FRAMES, one fitted to each side; a girder known as a BEAM which connects the top ends of the corresponding frames by means of BEAM KNEES, and which collectively support the deck which is riveted or welded to the

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beams; and a deep girder known as a FLOOR which extends across the bottom of the ship, and connects the bottom ends of corresponding frames. To the bottom edges of the floors, the bottom shell plating is secured by means of riveted or welded joints. The top edges of the floors support the inner bottom. The transverse sections are strapped together through the agency of the longitudinal members of the ship's structure, principally by shell and deck plating assisted by the longitudinal members of the framework itself. The rectangular pattern of the ship's framework requires that certain members are interrupted by members which lie at right angles to them and which are CONTINUOUS. The interrupted members are referred to as being INTERCOSTAL. Because the rigidity of an intercostal member is inevitably less than that of a continuous member (no matter how strong the connection between them), the more important members of the framework are continuous. In the transverse system of framing, the transverse members are continuous and most of the longitudinal members are intercostal. A vessel constructed on this system has accordingly great transverse strength. The longitudinal system of framing involves a large number of closely spaced continuous longitudinal members, with which are associated widely spaced transverse framing units, which are notched in the way of the longitudinal frames to which they are secured. The scantlings (dimensions) of the various structural members of a ship, as laid down in the rules of any classification society, have been determined on a strictly scientific basis supported by long practical experience. They bear a close relationship to the estimated maximum stresses that will affect the members when the ship is in service.

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Figure 14 Transverse Section Through Typical Keel Structure

The framework of a ship is built up on what is her most important longitudinal girder, namely the keel structure. Figure 14 is a sketch of a transverse section through a typical keel structure. It will be observed from Figure 1 that the keel structure is formed by a heavy girder consisting of the central line of STRAKE of bottom plating known as the keel strake; a continuous series of plates set up vertically in the middle line of the ship to form the center-line girder; and surmounting the center-line girder the upper member known as the KEELSON. These three longitudinal members are rigidly connected together by means of angle bars or equivalent welded joints. At closely spaced intervals equivalent to that of the transverse framing (in the case of a ship built on the transverse system), INTERCOSTAL FLOOR PLATES are connected to the keel girder as illustrated in Figure 14. Fore-and-aft members which fit intercostally between the floor plates are known as SIDE KEELSONS. The number of side keelsons depends upon the breadth of the ship. The boundaries of the cellular system of floors, keel and keelsons, are formed by the MARGIN PLATES. These are continuous longitudinal members set more or less at right angles to the shell plating in the vicinity of that part of the hull known as the TURN OF THE BILGE. The margin plates are connected to the vertical members of the transverse framing by means of triangular brackets. The spaces between the TANKSIDE BRACKETS and the margin plate and the shell plating, form the BILGES, which provide for drainage from the cargo carried in the hold.

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Large holes known as LIGHTENING HOLES are cut in the keelsons and intercostal floors and tank side brackets. These serve the purpose of reducing the weight of the structure without materially reducing its strength. At the same time, they provide the means for communication between the cells of the double-bottom tanks for water ballast or fuel, or for personnel when inspecting, cleaning, or maintaining the tanks. Access to the double-bottom tanks is provided by manholes which are fitted with covers. These are cut in the inner bottom and are found in the holds. The details at the margin of a double bottom tanks are illustrated in Figure 15.

Figure 15 Details at the Margin of a Double Bottom Tank

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Figure 16 Part of the Bottom Structure of a Ship

The vertical members of the sides of a ship's framework are known as FRAMES. The tops of corresponding frames are connected by means of beam knees to the beams, the latter being the transverse members which support the deck plating. Both beams and frames are usually in the form of heavy bulb-angle sections, the purpose of the bulb on the outer edge of the transverse flange being to provide rigidity in the simplest manner possible. The outer covering or skin of the ship is formed by the shell and deck plating. This is made up of fore-and-aft lines of plates known as STRAKES. The thickness of shell and deck plating is a function of their position relative to the ship's neutral axis. It is clear that those strakes which occupy the corners of the box-like longitudinal ship girder, and the bottom and deck strakes, have the greatest bending stresses to overcome when the ship is in service. These are, accordingly the thickest strakes. The names of the more important strakes of the shell and deck plating are given in Figure 17

Figure 17 Names of Important Strakes of the Shell and Deck Plating

28


The strakes of plating are usually lettered for identification purposes, strake A denoting the starboard strake, port or starboard, strake B the strake adjacent to the starboard strake, strake C the next, and so on. The girth of a ship is greatest amidships and decreases towards the ends. For this reason, the widths of the strakes have to be reduced towards the ends of the ship, or alternately two adjacent strakes have to be replaced by one strake. Both of these means are adopted in planning the plating scheme of a ship. A single strake which replaces two strakes is known as a STEALER STRAKE. Inspection of the shell plating when the ship is in dry dock, or even when alongside, will reveal examples of stealers. It is important when planning a plating scheme to arrange that the transverse joints, or butts as they are called, are spread out in the fore-and-aft line of the ship to avoid the unnecessary weakness which would result if too many butts occurred in the same or nearby frame spaces. It is necessary, in other words, to arrange suitable SHIFT OF BUTTS. Important members of the ship's structure are the transverse WATERTIGHT BULKHEADS. These not only give great transverse strength, but divide the ship longitudinally into watertight compartments, so guarding against rapid foundering, should the shell plating be pierced. The number of watertight bulkhead that must be fitted according to the rules of the classification societies is a function of the ship's length. According to Lloyd's Rules, the foremost watertight bulkhead must be fitted not less than a twentieth of the length of the ship from the stem. This bulkhead is called the COLLISION BULKHEAD. Part of the space forward of the collision bulkhead forms the FOREPEAK, which is utilized for the carriage of water ballast, fresh water, or oil fuel. A similar compartment at the after end of the ship, known as the AFTERPEAK, is bounded by the aftermost watertight bulkhead, known as the AFTERPEAK BULKHEAD. Watertight bulkheads are always fitted immediately before and abaft the machinery space, so that all ships that have their propelling machinery located near the mid-length must have at least four watertight bulkheads. For vessels whose lengths exceed a certain minimum, additional bulkheads are required. The openings in the deck of a ship which are required for the purpose of allowing cargo to pass into or out of the holds, are

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known as HATCHWAYS. They are bounded on all four sides by vertical plates well secured to the deck, and known as COAMINGS. It is necessary that the lack of strength in the deck in the vicinity of hatchways is made good. Thus, the deck plating in the vicinity of the coamings is usually of increased thickness; doubling plates are fitted at hatchway corners; and portable beams are provided for the space between the fore-and-aft coaming plates. Before a ship proceeds to sea, and especially when there is cargo on board, the hatchways must be covered adequately to prevent the entry of water into the holds. The process of battening down a hatch way involves the fitting of portable hatchboards which are covered by tarpaulin hatch covers. The tarpaulin covers are kept in place by side battens which engage in hatch-coaming cleats, and the battens are held in place by wooden wedges. Many ships now, however, are fitted with integral steel hatch covers which are easier to operate and increase the structural strength of the ship. In addition to machinery compartments, cargo holds, and spaces for oil fuel, solid fuel, water ballast, or fresh water, other compartments which serve as storerooms for the ship's equipment and consumable stores are required. In addition, many cargo vessels are provided with DEEP TANKS which extend from side to side throughout the depth of the ship. These tanks, which are bounded by water-tight bulkheads, may be used for water ballast or for the carriage of liquid cargo such as latex, wine, or edible oil. For the purpose of dividing the cargo-carrying space of a ship into a relatively large number of compartments, many ships are fitted with decks additional to the uppermost or main deck. These are known as tween decks. The oil tanker is one of the few ship types in which the cargo directly rests on the skin of the ship, without the interposition between it and the sea of any other structure such as double bottom. The carriage of petroleum in bulk necessitates special precautions being taken to meet the difficulties which accompany the transport of such a cargo. The propelling machinery is fitted aft, beneath which is a double bottom space for the accommodation of the oil fuel. The main cargo space in the present-day tanker is subdivided longitudinally by twin oil tight bulkheads and transversely by a number of oil tight bulkheads throughout the length, thus giving several sets of

30


31

three tanks. To reduce the risk of leakage of oils or vapor into other compartments, a pair of bulkheads which form cofferdams are fitted at each end of the oil cargo range. These cofferdams are well ventilated. The cargo oil-pumping arrangements are quite extensive, as a number of different grades of oil have to be loaded, transferred from tank to tank, and discharged by a pipe network without risk of contamination of one grade by another. There are two cargo handling pipe arrangements in common use (a) the Ring Main System, and (b) Suction Mains. The former consists of a cast-iron pipeline running round the entire cargo tank range; the size depends on the tank capacities and pumping rates desired. The ring main is cross-connected by a single pipeline in each of three tanks abreast, and thus opposite wing tanks are directly connected. From each cross-over, there is a branch pipe, having a suction strum at its end, led into each of the three abreast tanks. Sluice valves controlled by a handwheel at the upper deck make it possible to isolate the cargo tanks. Any set of tanks may be isolated by means of master valves. The ring main system operates in conjunction with pump rooms situated within the tank range. The other system in common use consists of suction mains running fore and aft through the cargo tanks. One section main goes to the foremost tank and the others to intermediate positions, each main dealing with a set of tanks which are also interconnected.

Figure 18 Outline Section of a Bulk Carrier


32

Figure 19 Outline Section of Combined Ore and Oil Carrier

Figure 20 Outline Section of Ore Carrier


33

Figure 21 Outline Section of Cargo Vessel

Tanks for heavy oils, molasses, or other viscous fluids are fitted with heating coils in order that the fluids may be sufficiently liquefied to run freely to the pump suctions. When oil vapor comes into contact with air, an explosive mixture is formed and is dangerous. Consequently, adequate provision has to be made to ensure that any foul gas which has accumulated from the oil has a ready means of escape. A modern trend is towards concentrating the accommodation and navigating bridge on the poop of the ship. This eliminates the midships house and creates advantages which are of an economic, structural and safety nature. Many tankers spend a very high proportion of time at sea. A crude-oil carrier may be up to 330 days of each year at sea. This creates problems for those who sail in tankers, and, to attract officers and seamen, accommodations for the entire complement is of the highest order. In many cases, single-berth cabins are provided for each member of the crew, and air-conditioning is available throughout the accommodation spaces. Amenities include swimming pools, libraries, radios, and film shows.


34

Figure 22 Schematic of Oil Tanker


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Section 2: Glossary of Marine Technology ABAFT (aft of)

Towards the stern from amidships.

ACCOMMODATION LADDER

A ladder fastened to a platform attached to the side of the ship.

AFT

Towards, at, or near the stern.

AFTER BODY

That portion of the hull abaft amidships.

AFTER PEAK

The compartment at the stern abaft the aftermost watertight bulkhead.

AMIDSHIPS

The portion of the ship at half its length.

ANCHOR

Used to hold a ship stationary when afloat, to which is attached the chain cable.

APERTURE

The space between the rudder post and propeller post for the propeller.

ATHWARTSHIP

Across the ship transversely, at right angles to the fore and aft center-line.

AWASH

Level with the surface of the water.

BACKSTAY

A wire stay fitted aft from the mast as a support.

BALLAST

Any solid or liquid weight placed in a ship to increase the draught to change the trim or to regulate the stability.

BALLAST TANK

A watertight compartment to hold water ballast.

BAR KEEL

A solid keel of steel, rectangular in section, the lengths of which are scarphed together, and attached to the garboard strake of shell plating.

BARGE

A flat-bottomed vessel for carrying cargo. When nonpropelled, is termed a "dumb-barge."

BATTEN

To batten down is to secure the hatchway tarpulin

BEAM, PANTING

Fitted in the fore part of the ship to prevent vibration.

BEAM KNEE

The connection between the beam and the frame of a ship.

BEAMS

The athwartship steel rolled sections supporting plating.

the deck


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BERTH

Where a ship is tied up or docked.

BETWEEN DECKS

The space between any two adjacent decks.

BEVEL

The angle between the flanges of a frame or other member of the structure. When greater than a right angle, open bevel; when less, closed.

BILGE KEEL

An external fin fitted at the round of bilge to reduce rolling.

BILGE STRAKE

Course of shell plating at the bilge.

BITT

Fitted for the purpose of securing ropes; also called a bollard.

BOTSWAINS CHAIR

A wooden seat in which a man may be hoisted, aloft or lowered over the ship's side.

BOLLARD

Fitted for the purpose of securing ropes.

BOOBY HATCH

A covered entrance or companionway leading down to the tween decks.

BOOT TOPPING

A protective composition applied to the shell platain between the light and load waterlines.

BOTTOM

The section of the outer hull below the high load line.

BOW STOPPER

Used to check the chain cable running outboard.

BREAK

The end of partial superstructure such as a poop, bridge, or forecastle where it drops to the deck below.

BREAKWATER

Fitted on the weather deck forward and so shaped as to cause the water shipped on the deck to run off quickly.

BREASTHOOK

A triangular plate bracket joining port and starboard side stringers at the stern.

BULKHEAD

A transverse or longitudinal division of a ship.

BULWARK

The plating fitted for protection at the sides of a ship on and above the weather deck.

BUTT

The joint formed when two parts are placed edge to edge; the end joint between two plates.

BUTT STRAP

A strap that overlaps the butt between two plates.

BUTTERWORTH

A machine for tank MACHINE washing and cleaning when required is fitted in opening.


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BUTTERWORTH

A circular section of OPENING deck plating in cargo and tankers which can be removed to use machine.

BUTTOCKS

The fore and aft sections giving the longitudinal form of a ship used on the line plan of a ship.

CAISSON

The watertight structure fitted to the entrance of a dry dock.

CAMBER

The amount of curvature in a deck, also called round of beam.

CAPSTAN

A revolving device with a vertical axis used for heaving-in mooring lines.

CARGO BATTENS

Strips of wood fitted inside the frames to keep cargo away from hull steelwork, also called sparring.

CARGO PORT

Opening in ship's side for loading and unloading cargo.

CARLING

A steel section fitted fore and aft between beams.

CAT WALK

See Flying Bridge.

CAULKING

The filling of the seams of wood planks with oakum. Method of closing butts and seams of steel plating to make them watertight.

CEILING

Wood covering placed over the tank top for its protection.

CHAIN LOCKER

Where the cables are stowed at the fore end of a ship.

CHINE

The intersection of the straight sides, or ends with the flat bottom of a barge.

CLEAT

A fitting having two horns around which ropes may be made fast, a clip on the frames to hold the cargo battens in place.

COAMING, HATCH

The vertical plating bounding a hatchway.

COFFERDAM

Narrow space between two bulkheads or floors that prevents leakage between adjoining compartments.

COMPANION

The permanent covering to a ladderway.

COUNTER

The overhanging portion of the stern.

COWL

A hood-shaped top to a ventilator.

CRADLE

The supporting structure to carry the ship on the sliding ways for launching.


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DAVITS

The supports under which the lifeboats are stowed and from which they are launched overboard.

DEAD FLAT

The portion of ship's structure that maintains the midship form.

DEADLIGHT

A hinged or portable internal steel cover fitted to a side light.

DEADRISE

A thwartship rise of bottom from keel to bilge.

DEADWEIGHT

The difference in displacement between the light and load waterlines.

DECK FREEBOARD

Deck to which the freeboard is measured.

DECKHEAD

The roof of a tank.

DECLIVITY

Inclination of ways on which ship slides during launching.

DEEP TANKS

Tanks extending from top of double bottom up to or higher than the lowest deck. May be used for dry cargo, water ballast, or liquid cargo.

DERRICK

A wood spar or steel tube used for discharging.

DISPLACEMENT

The weight of water displaced by the ship.

DISPLACEMENT

The displacement of the LIGHT ship complete and ready for sea, but excluding cargo, fuel, fresh water and stores.

DISPLACEMENT LOAD

The displacement when the ship is floating at the maximum permissible draught.

DOG

A clip for securing a door or hatch cover.

DOG SHORES

The preventative shores fitted between sliding and ground ways.

DOUBLE BOTTOM

The space between the outer and inner bottoms used for water ballast, fresh water, oil fuel, etc.

DOUBLING

A stiffening or second plate to provide additional strength.

DRAUGHT

The depth of water at which the ship floats.

DRAUGHT MARKS

Cut in on the stem of sternpost. The marks are at every 12 inches, the figures being cut 6 inches in depth.

DUNNAGE

Battens fitted in the hold for the protection of the cargo.

DUTCHMAN

A piece of wood or steel used to cover up a defective joint.


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ELEPHANTS FEET

Then end of the main suction pipe in the cargo tanks of tankers. It is so named from its shape.

EVEN KEEL

When the draughts of the ship are the same forward and aft.

FAIR

To smooth or fair up a ship's lines.

FAYING SURFACE

The surface between two adjoining parts.

FENDERS

Rubbing pieces on the sides of the ship as a means of protection.

FIDLEY

The top of the boiler casing.

FLARE

The spreading out of the hull form from the vertical plane.

FLOORS

Transverse vertical plates in the double bottom.

FLUSH DECK

An upper deck without side to side erections.

FLYING BRIDGE

A raised walkway in cargo tankers running fore and aft from accommodation forecastle.

FOREBODY

That portion of the ship's body forward of the midship section.

FORECASTLE

The superstructure on the upper deck at the fore end of a ship.

FOREFOOT

The lower end of a vessel's stem which curves to meet the keel.

FORE PEAK

The watertight compartment at the forward end.

FREEBOARD

The distance from the waterline to the upper surface of the freeboard deck at side.

FREEING PORT

Openings in the bulwark plating from freeing deck of water.

GANGWAY

A ladderway used for boarding a ship.

GARBOARD

The strake of bottom shell plating adjacent to the keel plate.

GASKET

Flexible material for making doors or covers watertight.

GIRTING

To measure the distance round the girth.

GOOSENECK

A ventilator turned over at the head to prevent the entry of water.


40

GROUNDWAYS

The fixed ways on which the sliding ways attached to the ship move when a ship is being launched.

GUDGEONS

Bosses on the rudder post to take the rudder pintles about which the rudder turns.

GUNWALE

The junction of the upper deck with the shell plating.

GUNWALE BAR

The angle bar at the gunwale.

HATCHWAY

Opening in a deck through which cargo is loaded and unloaded.

HAWSE PIPE

Tube through which anchor chain is let.

HOGGING

When a vessel drops at the extremities. sagging.

HOLDS

Spaces below deck for stowage of cargo.

INBOARD

Inside the ship.

INNER BOTTOM

Plating forming the top of the double bottom, also called tank top. A longitudinal girder, not continuous.

INTERCOSTAL

The opposite is

ISLAND

A side to side erection but detached from other erections. The combination of a poop, bridge, and forecastle is termed a three island ship.

JACOB'S LADDER

A portable rope or wire ladder used over the ship's sides.

KEEL BILGE

External plate fitted at right angles to shell plating at bilge to reduce rolling.

KING POST

Vertical post fitted to support derrick; also called samson post.

KNEE BEAM

Bracket connecting beam and frame.

KNUCKLE

An abrupt change in direction of plating.

LAGGING

Material used for insulation.

LANDING

Longitudinal laps of plating.

LAP

A joint in which one part overlaps the other.

LIGHT WATERLINE

The draught of the ship in the light condition.

LIGHTENING HOLE

A hole cut in a structural member to reduce weight.


41

LIGHTER

An open non-propelled barge.

LIMBER HOLE

A drain hole.

LINER

A merchant ship engaged on a direct regular service.

LINES

The plans that show the form of the ship.

LIST

Inclination of ship from the upright.

LOAD WATERLINE

This corresponds to the ship's maximum draught.

LOG BOOK

The official book containing the records of the voyage inserted by the master of the ship.

LONGITUDINALS

For and aft structural members.

LOUVRE

A small ventilator.

MacGREGOR HATCH

A steel hatch folding cover.

MANHOLE

A hole in tank top, etc. to provide access.

MARGIN PLATE

The outer boundary of the double bottom.

MIDSHIPS

Middle of the ship's length.

MOORING RING

Oval casting set in the bulwark plating through which the mooring lines are passed.

MOULDED LINE

The outside edge of the frame and is the line which appears on the lines plan.

OFFSETS

Term used for co-ordinates of a ship's shape or form.

ORLOP

The lowest deck.

OUTBOARD

Towards the ship's side; outside the hull.

OVERHAND

The amount of perpendicular.

PEAK TANKS

The compartments at the extreme ends of the ship which are normally used as a ballast tank.

PILLARS

Support to the decks.

PINTLES

The pins that hinge the rudder to the gudgeons on the rudder post.

stern

projecting

beyond

the

after


42

PITCH

The distance a propeller will advance in one revolution.

PITCHING

The action of a ship in moving to the crest and descending into the trough of a wave.

PLIMSOLL MARKS

The freeboard marks on the ship's sides.

PLUMBER BLOCKS

The supports to the propeller shaft fitted in the tunnel.

POOP

The after superstructure on the upper deck.

POPPETS

The built-up vertical supports to the ends of the ship on the launching ways.

PORT SIDE

The left side of a ship when looking forward.

PREVENTER

An additional stay to support the mast.

PROPELLER

A revolving screw like device that drives the ship through the water.

QUADRANT

The fitting attached to the rudder head and connected to the steering gear.

RAIL

The wood member on top of the bulwark.

RAKE

The inclination from the vertical of the masts, funnel, etc.

REAMING

The process of making a rivet hole larger.

RIBBANDS

Battens holding the frames in position ready for plating.

RUDDER

A device used to steer a vessel.

RUDDER POST

The aft post of the sternframe to which the rudder is attached.

RUN

The immersed body aft of the parallel body.

SADDLE TANKS

Tanks situated on the sides of bulk cargo holds usually under the deck head.

SAGGING

When a vessel drops at the middle of length. The opposite to hogging.

SCANTLINGS

The thickness of plating, etc.

SCUPPERS

Drains from decks to carry off rain or sea water.

SCUTTLES

Side lights or portholes.

SETTLING TANK

Oil-fuel tank used for separating entrained water from the oil.


43

SHEATHING

The wood planks covering a deck.

SHEER

The longitudinal curvature of the deck at side between the ends of the ship.

SHEER PLAN

A plan showing the profile of the ship.

SHEER STRAKE

The strake of shell plating at deck level.

SHELL EXPANSION

A plan showing the disposition and thickness of all plates comprising the shell plating.

SHELL PLATING

The plate forming the outer side of the hull.

SHIFTING BOARDS

Portable wood planking fitted fore and aft in holds to prevent the shift of rain of similar cargo.

SHORE

A prop used for support in the building berth or in dry dock.

SILL

The height of an opening above the deck.

SKYLIGHT

A framework over accommodation or engine with glass inserted to admit light and air to the space below.

SLIP

The building berth.

SOUNDING PIPE

A pipe led from the upper deck to the bottom of a tank or double bottom and used to ascertain the depth of water or liquid therein.

SPECTACLE FRAME

The casting which projects from the ship's sides to take the bearings of the propeller shafts of a twin screw ship.

STANCHION

Vertical column supporting decks or girders also called a piller.

STANDING RIGGING

Fixed rigging supporting the masts.

STARBOARD

The right-hand side of a ship when looking forward, opposite to port.

STEERING GEAR

The gear which turns the rudder.

STEM

The casting at the extreme fore end of a ship.

STERN

The aftermost end of a ship.

STERNPOST

The casting at the aft end of a ship in a way of the propeller.


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STERN TUBE

The bearing which supports the propeller shaft where it emerges from the ship.

STOW

To put away, to stow cargo in a hold.

STRAKE

A continuous course or row of plates on deck or shell.

STRINGER

The strake of deck plating at the ship's side.

STRUM

A strainer fitted to the end of a suction pipe.

TALL SHAFT

The aftermost length of shaft to which the propeller is attached.

TARPAULIN

Waterproof canvas cover secured over non-watertight hatch covers.

TEMPLATE

A mould or pattern.

THRUST RECESS

A small compartment at the fore end of the tunnel at the engine room to accommodate the thrust block.

TOP HAMPER

An undue amount of superstructure above the weather deck.

TOPSIDES

The upper side of a ship above the water.

TRAMP

A merchant ship not confined to definite ports, but sails to and from any port.

TRANSOM

The aftermost transverse side frame.

TRANSVERSE

At right angles to the fore and aft center-line.

TRIM TUMBLE HOME

The difference in draught forward and aft. The inclination inboard of the upper sides of a ship.

TWEEN DECKS

The space between two adjacent decks.

ULLAGE

The quantity a tank or oil compartment lacks being full.

WARPS

Ropes used to haul a ship into position.

WELL

The open deck space between erection.

WINCH

A machine used for hoisting and lowering cargo.

WINDLASS

The machine used for raising the anchor and chain cable.


COMMON FOULING ORGANISMS Animals Acorn Barnacle (Balanus balanoides)

The acorn barnacle is the most common animal fouling organism found on ships. The adult stage has the form of a cone-shaped shell consisting of six neatly fitted plates forming an encircling ring, with an opening at the top, which is closed by four folding doors. When the barnacle is alive on a ship in dry dock, these doors may be seen to open and a bunch of feathery limbs is pushed out. This "fan" is a kind of casting net with which the barnacle captures the minute floating objects on which it feeds. When the acorn barnacle is scraped off the hull surface, it generally leaves a circular plate of lime attached to the paint. These plates resemble fish scales, and should not be confused with the encrustations of Polyzoa. The life cycle of the acorn barnacle is similar to that of most animal fouling organisms and is worth describing here. The eggs develop inside the parent's shell and hatch into the sea as milky clouds of nauplius larvae (fig. 23). The British Zoologist, Hilary Moore, after studying barnacles found around the Isle of Man, estimated that there was a yearly production of a billion larvae released in an area covering just over half a mile of shore. After floating near the surface for some time, the nauplius larva grows a pair of shells, which almost encases the body, and develops six pairs of swimming legs. This second stage is known as the "cypris" (fig. 24).

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Figure 23 Acorn Barnacle, Nauplius Larvae Stage

Figure 24 Acorn Barnacle, Cypris Stage

At the end of its larval life, the cypris develops two suckers on the head, which enable it to settle on a selected surface. It has been observed that the larva dives to a solid surface, such as a rock, a ship's bottom, or a floating plank, touching down and rising repeatedly. When the larva has found a suitable spot, it attaches itself and commences the cement formation (fig. 25) which produces the adult barnacle (fig. 26). Within twelve hours, a minute, but perfectly shaped shell, is formed.


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Figure 25 Cement Formation Stage

Figure 26 Adult Barnacle

As it is often noticed that barnacles have only settled on areas not painted with Antifouling Composition (in way of blocks, etc.), this indicates that the larvae are highly selective about their choice of a suitable area on which to settle. It would be too much of a coincidence if one concluded that these barnacles had found their way to such areas by chance. The larval life of a barnacle, before settlement, is up to about three months. In spite of the hard shells that enclose it, the barnacle is not related to shellfish, as was once supposed, but is a crustacean, and therefore, related to crabs and lobsters. The periods when reproduction, and therefore larval settlement, take place are influenced chiefly by the temperature


of the water. Whereas in tropical climates, the reproductive cycle may be continuous throughout the year; in temperate climates it may cease altogether during the winter months. On raft tests in the British Isles, fresh settlements usually occur only between April and September.

Tropical Acorn Barnacles The acorn barnacles found in tropical, or sub-tropical waters, are easily distinguished from the British species because they usually have either purple stripes, or small spines running down the shell. Vessels visiting the Persian Gulf are often heavily fouled by the purple-striped variety. During the warm summer of 1959, many vessels dry-docked in Liverpool with healthy, living specimens of this species still attached to their hulls. They do, however, normally die on entering Northern Waters. There is also an Australian species (Elminius Modestus) now breeding in large numbers on the South Coast of England. These resemble Balanus balanoides, but their shell consists of only four plates instead of six.

Goose Barnacles (Lepas Sp.) Goose barnacles, sometimes called ship barnacles, or stalked barnacles (fig. 27) are easily distinguishable from acorn barnacles because they are attached to the hull by a thick, muscular stalk. This stalk, which may vary from an inch to a foot in length, sometimes remains after the animal has died and the shell has fallen off. The main body is enclosed in a shell consisting of five pieces hinged together. The goose barnacles' habitat is the high seas and it mainly fouls vessels which are anchored in deep waters. Its name is derived from a curious myth, widely believed in the middle ages, according to which the barnacle goose was supposed to be produced from these barnacles, attached to driftwood, and cast upon the shore. The larval history of these stalked barnacles is similar to that of acorn barnacles, which are found nearer to the shore.

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Figure 27 Goose Barnacle

Shipworms or Teredo Worms (Teredo navilis) The shipworm (fig. 28) does not foul ships by attachment, but nevertheless is a true menace to all wooden craft. It small holes (similar to woodworm) are noticed on the bottom of a wooden vessel, it is safe to assume that the vessel has been attacked by shipworms or gribble. The shipworm's place in history is secure. It was the scourge of the Roman Galley's, and of the sea-going ancient Greeks and Phoenicians. Despite its long and slender body, the shipworm is a mollusk and related to shell fish and sea snails. The larval stage of the shipworm must find a wooden surface on which to settle, or it soon dies. The familiar burrowing begins as soon as the larva has attached, and can cause immense damage. The adult shipworm is little thicker than a pencil lead, but may reach a foot in length. With shipworms, prevention is definitely better than cure and all wooden vessels, in warm waters, should be protected by suitable paints or by copper sheathing. Once inside, there is little indication of its existence, or of the destruction that may be taking place.

Figure 28 Shipworm


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Gribble (Limnoria lignorum) Unlike the previous wood-borer, the Gribble (fig. 29) is a crustacean and therefore related to barnacles. The freeswimming larvae settle and almost immediately start to bore into the wooden surface after attachment. Unlike the Teredo which bores along the grain of the wood, the Gribble penetrates the timber to a depth of about 2 inches and then returns to the surface to select a fresh spot. The animal itself, usually the female, may be found at the end of the boring.

Figure 29 Gribble

Tubeworms (or Bristle Worms) Tubeworms are often found in patches and are referred to as white coral. Technically, this is incorrect as they are not related to the coral family. They are actually small worms which built white, limy tubes which usually lie flat against the surface, but sometimes project outwards at the open end. In the larval form, the tubeworms are microscopic, free-swimming organisms, which at a certain stage of development, attach themselves very firmly to a suitable surface. They often foul propeller blades and once attached have a great resistance to movement. The tubeworm is, however, sensitive to Antifouling Compositions and hence, their presence indicates poor toxic properties. The shells of tubeworms remain attached to a ship long after the animal is dead, but become very brittle. There are four species common to Great Britain.

Mussels (Mytilus Sp.) The only shellfish which foul ships are mussels and oysters. The shell is formed from two halves called valves, and cannot be mistaken for other forms of fouling. They are frequently found on the various underwater gratings of the ship. If the hull itself is fouled by shellfish, it is safe to say that the Antifouling coating has broken down, since they are very easily poisoned.


In estuarine waters, mussels and oysters can only settle on vessels when the current is weak. Unlike the oyster, which fixes itself by calcareous secretion from one of its valves, the mussel attaches by means of the bunch of filaments called a byssus. These filaments harden at once on contact with water and serve to anchor the mussel permanently or temporarily to the substrate. The byssus is very strong and can withstand a pull of up to thirty-four pounds. One mussel may produce up to 500,000 larvae, which are already equipped with small shells when released. After swimming about for a few days, they fix themselves and grow quickly. Growth rate is determined by various factors; the light turbulence in the sea, availability of food, and temperature. Fresh water and muddy conditions are favorable for growth, whereas in rough seas the organ of attachment, the byssus, develops at the expense of the mussel itself. Under favorable conditions, they grow to one or two inches in nine or ten months. They draw a current of water through their bodies from which they extract oxygen and the minute organisms on which they feed. The shells will remain firmly attached to the hull after the animal has died.

Starfish (Asterias rubens) Starfish are not actually fouling organisms, but are included here because they are sometimes found on vessels which are heavily fouled by mussels or oysters. Examination will reveal, however, that the starfish are attached to the shellfish and not to the hull surface, as the starfish feed on mussels and oysters. The starfish attaches each of its five legs firmly to the shell and can exert a long, steady, pull to force apart the two valves of the shell and allow it to devour the contents.

Polyzoa (or Bryozoa) Polyzoa are common fouling organisms, and appear as paperthin living encrustations which will not, however, impair the speed of a vessel. They are normally found in small patches which have a net-like, or honeycomb structure (fig. 30) and may be mistaken for the bases of barnacles which have fallen off. There is also a branching form of Polyzoan, but this is very seldom encountered as a fouling organism (fig. 31).

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Figure 30 Polyzoa (Honeycomb Structure)

Figure 31 Polyzoa (Branching Form)


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Soft Bodied Animals Hydroids The Hydroid is an important fouling organism because it attaches itself firmly and is often very resistant to antifouling compositions. A plant-like animal of the jellyfish group, the hydroid usually is found in patches or clumps of knobbed stalks which are stiffer than those of fouling brown weeds. Certain hydroids with branched stalks strongly resemble brown weeds, but seaweeds almost always collapse against the hull when water is withdrawn whereas the wiry hydroids stand out from the hull (figs. 32 and 33).

Figure 32 Hydroid (Branching Form)

Hydroids are not often found on ships in irregular service because the movement of the ship through the water generally prevents appreciable attachments. They are, however, one of the must difficult types of fouling to prevent under stationary conditions as they are more resistant to toxic paints than are most other fouling organisms. The most common Hydroid in British waters is Tubularia which has a striking pink head. This head consists of minute tentacles which are used for feeding. These tentacles disappear under unfavorable conditions, such as fresh or very cold water but the familiar gray wiry stalks remain.


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Figure 33 Hydroid (Alternate Appearance)

Sea Squirts (Ascidians)

Sea squirts (figs. 34 and 35) have leathery saclike bodies which when touched squirt spurts of water from two spout-like openings. They are often found on ships which have been moored for a long time in infested water, but would soon become detached from a fast moving vessel. The main fouling season in Great Britain is between July and October. The sea squirt is usually attached to plate landings on the flats of the vessel. The process of attachment terminates in a metamorphosis producing the adult animal. Sea squirts obtain food from the seawater by passing it through an elaborate system of internal structures. Fresh water means certain death and the sea squirt falls off leaving no trace on the hull.


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Figure 34 Sea Squirt

Figure 35 Sea Squirt (Alternate View)

Colonial Sea Squirts and Sponges In the colonial or compound type of sea squirt (fig. 36), many individuals live together embedded in a tough spongy substance. This form resembles colonial sponge formations (fig. 37), but the many openings are surrounded by a starlike, or petal-like marking. Single purse sponges (fig. 38) resemble single sea-squirts, but have only one opening at the base.


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Figure 36 Colonial (Compound) Sea Squirt

Figure 37 Colonial Sponge

Figure 38 Single Purse Sponge


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Sea Anemone (Anthozoa) The Sea Anemone (figs. 39 and 40) is not generally mentioned as a fouling organism, but they are sometimes found on small vessels which have been laid up in shallow waters. A peacefully feeding Sea Anemone strongly resembles a chrysanthemum, but if seen on the bottom of a dry vessel, this illusion of flower-like beauty is dispelled and we would see a rather flabby barrel-shaped object which resembles a sea squirt. The "flower petals" are numerous tentacles which the creature expands, in feeding, to capture small animals. They are often delicately and beautifully colored, even when closed and dry, and are easily distinguishable from sea squirts because they lack the spouts noticeable on the latter, and have tentacles.

Figure 39 Sea Anemone (Closed)

Figure 40 Sea Anemone (Open)


Plants Seaweeds Botanists divide seaweeds into Green (Chlorophyceae), Brown (Phaeophyceae) and Red (Rhodophyceae). All the same, a warning is necessary that some Reds look more brown than red, and that many Brown are olive-green. Seaweeds reproduce by spores, not by seeds, and some of these spores are capable of swimming. Attached by means of holdfasts, the algae do not have roots, and obtain all their food from the surrounding sea water. No seaweed can grow at a depth greater than that which the sun's rays can penetrate. The "Greens" need most sunlight for healthy growth, and the "Reds" least. Diatoms, which are microscopic types of seaweed, mingle with bacterial slimes and are very resistant to antifouling compositions. These forms often settle on areas which are still toxic to other organisms, and by sealing in the poisons, enable other fouling to occur. According to the species of which they are composed, these slimes vary in color and appear green, brown, red, and black. The most common diatoms are Schizonema, Achnanthes and Licmophora, and can be identified only by microscopic examination. There are about 700 species of seaweeds in British Waters, and identification is a matter for experts. The following notes may, however, be a slight help.

Green Seaweeds The familiar "grass" which is found on the sides of vessels may consist of various species of green algae. As green seaweeds depend on plenty of light for their growth, they always occur near to the waterline, thinning off towards the bilge-keel. Large oil tankers have been particularly susceptible to green weed fouling. Recent developments with organo-metallic antifouling have almost eliminated this problem. Enteromorpha (fig. 41) is the most common of all fouling seaweeds, and its long green-like filaments grow very rapidly in favorable conditions.

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Figure 41 Enteromorpha

Large, flat, leaf-like seaweeds called "sea lettuce" (Ulva) (fig. 42) only attach to vessels which are stationary for long periods. Other green weeds responsible for fouling are Urospora, which has unbranched hair-like threads, and Cladophora (fig. 43), which occurs in tufts and is richly branched

Figure 42 Ulva


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Figure 43 Cladophora

Brown Seaweeds Brown weeds sometimes mingle with green weeds near the waterline of a vessel, but are more often found lower down near the bilge-strakes. The most common fouling weed in this group is the richly branched species, Ectocarpus (fig. 44). If the vessel enters fresh water, this weed loses its brown color and becomes a greenish yellow. Large, flat oarweeds (Laminaria) and bladder-wrack (Fucus) (figs. 45 and 46) are only found on vessels which have been laid up prior to dry docking. The Laminarias flourish in the dimness of deep waters, and are usually found on the vessel's flats. The broad, flat, leathery frond is frayed into long ribbons and its surface is very smooth and deep brown in color. The bladder-wrack is so called because of the swellings, or vesicles, on the main stems which contain oxygen and other gases secreted by the plant. These act as floats for the plant, holding it away from its holdfast. The bladder-wrack, once attached, can endure the friction of a ships' movement for a period, but long voyages clean the hull.


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Figure 44 Ectocarpus

Figure 45 Oarweed (Larminaria)


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Figure 46 Bladder-Wrack (Fucus)

Red Seaweeds The Red Seaweeds which foul ships are usually Ceramium or Polysiphonia (figs. 47 and 48). Both are richly branched and grow in thicker clumps than hydroids. Polysiphonia is a reddish-brown color and Ceramium is dark purple. They are both uncommon, and seldom grow to any size. Polysiphonia lanosa seems unable to attach to a firm surface and its dark red balls of finely divided fronds are only found clinging to larger weeds.

Figure 47 Polysiphonia


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Figure 48 Ceramium


Bridges and Fixed Structures “Old age, neglect, and continual battering by today’s increasing number of larger trucks have taken a heavy toll on roads and bridges,” according to the U.S. Department of Transportation, which also reported that nearly one-half of all highway bridges in the United States are deficient . “If not repaired soon, about half of the 43,000 mile (46,000 km) interstate highway system in the United States will have to be rebuilt.”1 There are more than 234,000 miles of highways and roads that need major repairs that will cost U.S. taxpayers $212 billion. Almost 164,000 bridges are rated deficient or obsolete and need an investment of $786 billion to return them to reasonable condition. Highway structures and bridges and the various coatings applied to them are subject to many potentially damaging forces and they suffer from: • Vibration from traffic • Abrasion from traffic and, in some areas, windborne sand and other abrasive particles • Corrosion attack from: − Salts used to de-ice the road − Humidity − Water spray and splashing − Leakage from vehicles containing chemically active materials

1

”Under Investment: A Silent Earthquake,” Roads and Bridges, September 1996.

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New construction and coating operations continue on highway structures and bridges; however, in many areas, maintenance coating operations have begun to constitute the greatest part of the total amount of coating work performed. Some items the coating inspector should look for when inspecting field maintenance coating work on highway bridges and fixed structures include: • Cleaning and repair of : − Drains − Floor expansion devices − Bearings • Checking of: − Rivets − Bolts − Other joining materials for tightness − Repair or replacement of faulty joining materials (if required by specification) − Tarps and shields to ensure that they are installed as required by the specification to protect the roadbed and passing vehicles from being spattered, defaced, or otherwise damaged • Locate corrosion: − On the structure under open joints − At the ends of girders and flanges − On lower flanges − In crevices − At forged areas − In open spots where water and debris may collect It is generally accepted that the more difficult an area is to get to, the more likely it is that it was not properly cleaned, if at all, and not coated properly in the first place. Consequently, it is most important to inspect those areas very carefully. The inspector should be on the job site at all times to ensure that the cleaning and coating operations are being performed in strict accordance with the specifications.

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Quite frequently, a contractor will subcontract portions of the work. It is important that the coating inspector observe the activities of the subcontractor as well those of the general contractor. Illustrated here are typical examples of corrosion, coating defects, and coating operations on highway structures and bridges. The first two illustrations are areas in need of maintenance or repair: • Corroded girder

Figure 49 Corroded Girder



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•

Corroded bolts

Figure 52 Corroded Bolts

Next is repair work being performed on a corroded section. Any inspector involved in bridge coating operations must be able to work at great heights on a consistent basis.


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Figure 53 Working “Up High”

Shown below is an inspector performing a dolly pull-off adhesion test on a coated section of a bridge.

Figure 54 Pull-off Adhesion Tester


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Pulp and Paper Industry

Figure 55 Paper Plant

Paper is a semi-synthetic product made by chemically processing cellusosic fibers. The largest quantity of paper in the U. S. is made from soft woods such as spruce, hemlock, pine, etc. Some is also made from hardwoods such as poplar, oak, etc., as well as from synthetic fibers. Paper technology involves the following basic steps: • Chipping the wood • Manufacture of chemical or mechanical pulp by digestion in acidic or alkaline solutions, which separates the cellulose from the lining • Beating the pulp to break down the fibers and permit proper bonding when the sheet is formed • Addition of starches, resins, clays, and pigments to the liquid stock (called “furnish”) • Formation of the sheet continuously on a fourdrinier machine where the water is screened out and the sheet is dried by passing over a series of heated rolls • High speed calendaring for brightness and finish • Coating by machine application or by brush


There are two major types of pulp: • Groundwood or mechanical pulp, which is merely finely divided wood without purification and is made into newsprint, and cheap manila papers • Chemical pulp which includes: − Soda process pulp which is obtained from the digestion of wood chips (mostly poplar) by caustic soda (sodium hydroxide) − Sulfite process pulp (mostly spruce and other coniferous woods) obtained by digestion with a solution of magnesium, ammonium or calcium disulfite containing free sulfur dioxide − Sulfate process (kraft) pulp obtained by digestion of softwoods (pine) with a mixture containing caustic soda, sodium carbonate, and sodium sulfate. The carbon present reduces the sodium sulfate to sodium sulfide, which becomes the digesting agent. Sulfate pulps are known as kraft pulp because of their strength (Kraft is German for strength) and they are used in making wrapping paper, packaging , container board, etc. There are two basic areas in a paper plant: • Atmospheric area (dry side) • Immersed area (wet side) The atmospheric or dry side consists mainly of : • Structural steel • Piping and pipe racks • Storage tanks • Process equipment • Reinforced plastic ducts, piping and vessels

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High-performance, weather-resistant and chemical-resistant coatings are required to protect steel and concrete in the dry area against: • Atmospheric moisture • Chemical fumes and chemical fallout • Occasional spill of process water and chemicals The interior of tanks, piping, and process vessels describes the immersed or wet area. These areas are in continuous contact with: • Water-clean or contaminated chemicals such as: − Acids − Alkalis − Oxidizing agents High performance chemical resistant coatings are required to protect steel and concrete in this area against the splash and spillage of chemicals. Process operations in a paper plant include: • Wood chipping • Pulp manufacturing • Pulp bleach area • Primary recovery area • Lime recovery • Blow down area • Paper making area

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Wood Chipping Steel and concrete must be protected against water and wood chips with weather-resistant and abrasion-resistant coatings.

Pulp Manufacturing Area In the sulfite process, elemental sulfur is burned to form sulfur dioxide, the basic raw material for the sulfate acid liquor. This liquor is an aqueous solution of calcium bisulfite or calcium and magnesium bisulfites containing large amounts (4 % to 6%) of free sulfur dioxide. It is prepared from sulfur dioxide and limestone (calcium carbonate), dolomite, (a carbonate of calcium and magnesium) or lime (calcium oxide) by counter current extraction. Fumes from this operation can attack exposed steel; spillage of the liquor can attack concrete. High performance coatings are required to protect the steel and concrete.

Pulp Bleach Area Chemicals used to bleach the pulp are strong oxidizing agents and are quite corrosive. They include: • Chlorine • Sodium chlorate • Chlorine dioxide • Sodium hypochlorite High performance coatings based on: • Furan resins • Epoxy and epoxy novalac resins • Vinyl esters • Polyesters are frequently used to protect steel and concrete in these areas.

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Primary Recovery Area In this area, the spent black liquor from the pulping process is burned (concentrated) in large furnaces until the sodium salts (sodium hydroxide, sodium sulfate sodium sulfide) of the various acids separate out and are skimmed off. In the recovery process, corrosive alkaline dusts may be emitted. These dusts combined with moisture on exposed steel can cause serious corrosion. The steel and concrete must be protected with high performance coatings.

Lime Recovery Area Slaked lime (calcium hydroxide) is used in part of the recovery process which results in large quantities of calcium carbonate and calcium sulfate. These materials are recycled, and are calcined to produce quicklime (calcium oxide). Lime is highly alkaline and if it accumulates on exposed steel, it can absorb moisture and create a corrosive condition.

Blow Down Area Pulp from the primary cooker in the pulp process is blown into a blow pit or blow tank. This operation generates steam that may contain some organic solids and chemicals such as sodium sulfide and sodium hydroxide. Sodium sulfide in the presence of moisture on bare steel can create corrosion. Structural steel must be protected with high performance coatings.

Paper Making Area In the final stage of paper making, very large paper making machines produce the finished product–paper. In this process, steam and water are given off which can create corrosion products on unprotected steel nearby and any unprotected steel in the interior roof area of the covered plant. The paper manufacturing process is very critical. Any contamination, such as rust entrained condensation, or rust scale from a corroded overhead beam that could be deposited on the finished product could result in serious damage to the paper or even a plant shutdown. Newspaper plants generally are well protected in all areas before service with select, high performance, chemical- and

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heat-resistant coatings. Maintenance can be a serious challenge. Abrasive blasting, commonly used in many chemical plants generally cannot be tolerated in a paper making facility. Abrasive contamination could be extremely damaging to most of the process equipment or pulp produced. In many cases, coating maintenance is done during a plant shutdown, or during an overhaul period. Because of the high incidence of corrosion in pulp and paper mills, much of the overhead structural work, ducts, piping for chemicals, scrubbers, and water treatment facilities now are fabricated using corrosion resistant glass reinforced plastics. For reference only Additional notes on: • The fourdrinier machine The fourdrinier machine is equipped with a traveling polyester wire mesh belt onto which the slurry of fiber and water is run from the headbox. The sheet is formed almost instantaneously with most of the water draining through the interstices of the wire. After leaving the machine, the sheet (called the web) passes through the press section of the machine where a series of rollers express enough of the remaining water to hold the sheet together. The sheet then moves into a multi-roller drying section. The dried sheet (4% to 6% moisture content) is then fed to a high speed calendar for compaction and finishing. • Waste liquors Waste liquors, which are quite corrosive are generated in the sulfite and sulfate pulp process. They include: − Black liquor or liquid digester waste (called spent sulfate liquor) containing sulfonated liquid rosin acids and other waste-wood components from which tall oil is made − Green liquor, a solution made by dissolving chemicals recovered in the alkaline pulping process in water − White liquor is made by adding caustic soda to sodium sulfide solution

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Power Industry There are several segments to the electric power industry, each with its own unique concerns. These segments include: • • • •

Nuclear plants Oil, gas, or coal-powered steam plants Hydroelectric plants Geothermal plants

Each of these segments have some common areas of concern, which include their need to protect: • Steel structures, including: − Electric distribution towers − Aboveground piping and pipe racks − Exterior of storage tanks • Concrete structures, including: − Neutralization pits − Secondary containment facilities In most power plants, coatings are required to protect the exterior of equipment and structures. Many of the operating parts of power plants are open structures where steel and concrete are exposed to the atmosphere. Coatings used on these exposed areas vary from low to high performance materials depending upon the geographical location and the corrosive nature of the atmosphere. The generator buildings and control stations are enclosed and are not exposed to weathering and/or severe corrosion.

Nuclear Power Plants Except for the exterior steel and concrete areas, the coating of a nuclear power plant is quite different than that of the other power generating segments.

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Figure 56 Nuclear Power Plant Under Construction

Generally, the intent is to select coatings that will last 40 years. In itself, this indicates a need for high performance coatings. Coatings in a nuclear plant, for the most part, are for standby protection, except in the areas where the coated surface may be exposed directly to water such as in the:

Figure 57 Nuclear Power Plant–Top of Reactor

• Interior of the torus • Quenching mechanism • Fuel storage areas

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The major portion of coatings used in these plants serve to prevent penetration by any radioactive material to the concrete structures or onto any bare steel areas that may be difficult to decontaminate. The coating provides the decontaminating surface and, except in the reactor area where it is subject to radioactivity, it acts as standby protection. These coatings are subject primarily to wear from ordinary use and/or foot traffic. Because of the demand for high-quality standby protection, these coatings must pass a number of severe tests before they can be used in areas where there is a possibility of radioactive contamination. Two major pertinent tests are: • Design basis accident (DBA) • Loss of control accident (LCA) These tests simulate conditions that could exist if a power reactor “goes critical” with a failure of some of its mechanical components. The critical nature of the required coating tests becomes apparent when it is realized that a relatively thin coating must withstand accident conditions and still provide a surface that can be decontaminate well enough to allow repair and resumption of power generation. Since the beginning of the nuclear age, concrete has been the principal building material for all nuclear plants and facilities. This includes the: • Original plants for the development and extraction of plutonium • Experimental reactors • Heavy water plants • Nuclear fuel plants • Present-day atomic power plants The amount of concrete in a nuclear power plant is massive, both in tonnage used and exposed surface area. A typical plant will use several hundreds of thousands of tons of concrete, resulting in millions of square feet of exposed area to coat. Concrete is used not only as a structural material, but as a basic shield against high density radiation. Such structures include: • Concrete tanks to house small experimental reactors

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• Concrete holding basins for hot uranium slugs from the original uranium pile • Storage areas for spent uranium fuel • Massive underground chemical plants where all equipment is operated and maintained by remote control • Concrete containment areas around the primary nuclear reactor Concrete is a unique material for many industrial applications but it has a weakness, and that is its porosity. Most radioactive materials if allowed to come in contact with a bare, uncoated concrete surface, are quickly absorbed by it. Radioactive materials may take the form of a: • Solution • Solid • Powder • Gas, in some cases Once absorbed, these materials are not easily removed; generally, destruction of the concrete is required. Consequently, the concrete surfaces must be improved to eliminate porosity. This may be accomplished by the use of high performance coatings. The magnitude of the problem with concrete can be recognized with the knowledge that the concrete area to be coated in a nuclear plant is two to five times the area of steel to be coated. In any one of these nuclear plants, there are hundreds of thousands of square feet of complex surfaces to be coated that range from very critical to less critical areas. None the less, the concrete surfaces must be coated to eliminate any porosity that could allow the penetration and retention of radioactive materials. Special coatings have been developed to protect the concrete from contamination. These materials must pass some rigorous tests for nuclear accidents and must be capable of being easily decontaminated.

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Some requirements of a coating system in nuclear service may include: • Resistance to chemicals under service conditions • Readily decontaminated surface • Impermeable barrier to radioactive substances • Strong adhesion and good abrasion resistance • Fire retardance • Resistance to deterioration by radiation • Good film continuity with absence of pinholes • Limitation of hydrogen evolution • Good thermal conductivity • Easily repaired • Ability to withstand loss of control accident Quality control of surface preparation and coating operations in a nuclear power plant is quite rigorous, and coating inspection procedures are very strict. Application of coatings to concrete and coating maintenance are closely controlled by the Nuclear Regulatory Commission (NRC) and the American National Standards Institute (ANSI). The ASTM Committee D 33 has developed several standards relating to coatings and inspection procedures used in this industry. ASTM Publication SP-750, Manual of Coating Work for Light-Water Nuclear Power Plant Primary Containment and Other Safety Related Facilities addresses coatings in nuclear power plants in detail.

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Some coatings-related standards for nuclear facilities include: ANSI N101.4-1972

Quality Assurance for Protective Coatings Applied to Nuclear Facilities

ANSI N5.9-1967

Protective Coatings (Paints) for the Nuclear Industry

ANSI N101.2-1972

Protective Coatings (Paints) for Light Water Nuclear Reactor Containment Facilities

ANSI N45.2-1971

Quality Assurance Program Requirements for Nuclear Power Plants

ASTM D 4138

Dry Film Thickness of Protective Coatings by Destructive Means

ASTM D 4121

Photographic Documentation of Coating/Lining Defects and Failures


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Oil- and Coal-Fired Electric Power Plants Oil-Fired Power Plants One of the largest areas in an oil-fired electric power generating plant is the oil storage tanks. All of these tanks must be coated on the exterior with a coating selected according to the geographical location of the plant. The more severe the atmospheric conditions, the greater the need for high performance coatings. In many cases, the interiors of these oil tanks are coated with materials selected according to the type of oil used.

Figure 58 Oil-fired Power Plant


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Figure 59 Oil-fired Power Plant

Coal-Fired Power Plants

Figure 60 Coal-fired Plant

In coal-powered plants, the coal is moved by an extensive conveyor system, which frequently is subject to salt (sodium chloride) and acidic conditions. Most coal contains some sulfur and salt.


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Figure 61 Coal-Fired Power Plant

As coal dust accumulates on the surrounding steel structures, it absorbs moisture. The sulfur oxidizes, forming a mild acid that can attack any unprotected steel and concrete. In addition to its acidic nature, coal is cathodic to steel. A corrosion cell can develop in the areas where coal is in direct contact with steel in the presence of moisture. Generally these areas are localized and pitting corrosion occurs.

Figure 62 Cooling Tower


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Figure 63 Cooling Tower

Heat exchangers, cooling towers, and circulating water piping are common to both oil- and coal-fired power plants. The cooling towers and most of the piping are located aboveground and are subject to corrosion problems. Oil- and coal-containing sulfur emit fumes containing some sulfur dioxide, which combines with moisture in the air to form mild sulfuric acid. If the acid accumulates on unprotected steel, a corrosion cell can develop. In areas of high humidity, the oiland coal-fired plants require the use of high performance coatings on all exposed steel surfaces. Some plants located near marine environments may use salt water for cooling purposes. If steel piping is used to transport the salt water, it generally must be lined with a high performance coating to protect the steel from the water. Generally these plants have extensive water treatment facilities to supply deionized and oxygen-free water for boiler make-up. Again, high performance coatings may be required for the interior and the exterior of the equipment.


Hydroelectric Plants Hydroelectric plants are usually situated next to large dams or other similar structures that can supply large volumes of flowing water. The steel areas on the dams and power houses are exposed to water and high humidity and may require high performance coatings for protection. Such areas include: • Rotary drum gates • Floating drum gates • Tainter gates • Simple lift gates • Trash racks These structures require high performance coatings to protect against rapid moving oxygenated-water and to withstand abrasion from floating debris, often including ice floes.

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Geothermal Plants Geothermal plants are relatively new compared to oil- or coalfired plants and only a few exist. In these facilities, there is considerable waste steam, often creating significant amounts of soluble chemical salts and some hydrogen sulfide. These materials can attack exposed and unprotected areas such as: • Piping • Structural steel • Tanks • Water processing equipment • Concrete surfaces These surfaces—steel and concrete—require provided by high performance coatings.

protection


Chemical and Petrochemical Industry A chemical is defined as a substance with a distinct molecular composition that is produced by or used in a chemical process. A petrochemical is an organic component derived from the raw materials petroleum or natural gas. The term petrochemical also is applied to ammonia because the hydrogen used to form the ammonia is derived from natural gas. Thus synthetic fertilizer such as ammonium nitrate, or calcium nitrate are considered to be petrochemical. Some materials that are derived from sources other than petroleum or natural gas, frequently are called petrochemicals. Toluene and xylene, which can be produced from coal tar and petroleum, generally are grouped with other true petrochemicals. Frequently, the chemical industry is considered synomously with the petrochemical industry. In this discussion, we will consider them as two separate industries: • The chemical industry, which includes products other than petrochemical, such as sodium chloride, caustic soda (sodium hydroxide), etc. • The petrochemical industry, which includes products derived from petroleum or natural gas Both industries are quite complex, consisting of many varied process units, structures, etc. However, some equipment and facilities are common to both industries, such as piping, pipe racks, cooling towers, storage tanks, etc. To the untrained eye, a petroleum refinery may appear the same as a caustic soda plant.

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Chemical Industry Corrosion in chemical plants or processes may range from zero to an extreme, with no two plants having identical problems. Often, this is due to the difference in the manufacturing process for the same type product, and in some cases, due to a difference in the maintenance philosophy between companies. An example of this is salt (sodium chloride)—the second highest-volume chemical produced which can be produced in one of three ways from: • Solid deposits (underground mines) • Brine wells (natural brines) • Evaporation of sea water

Salt from Mines In a salt mine, the salt is mined directly from huge underground deposits where the humidity is very low and no corrosion exists. This type salt is very pure.

Salt from Brine Wells Natural brine from wells is pumped into holding tanks or ponds, where evaporation and crystallization takes place. Purification, if required, is done by recrystallization. Structural steel, holding vats, and equipment must be protected against the salt vapor with a protective coating. Concrete surfaces should be protected with a high performance coating to prevent the chloride ion from contacting the reinforcing bar (rebar);otherwise the rebar will be allowed to corrode ultimately resulting in spalling of the concrete.

Salt from the Sea Salt is obtained from sea water (2.6 % concentration) in central New York, Newfoundland, the Great Salt Lake and the Gulf Coast. The salt water is pumped into holding ponds or tanks. There, solar evaporation of the water takes place, the salt crystallizes and is purified by recrystallization. Structural steel, and concrete exposed to the salt vapor should be protected with high performance coatings.

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For the most part, chemical plants are open-work structures exposed to the weather and to airborne contaminants. These contaminants may be generated within the plant itself or may come from other chemical plants nearby.

Figure 65 Small Chemical Plant

Plants located in areas of high humidity and/or near the seacoast may experience the most severe corrosive conditions. Protection of exposed steel and concrete surfaces must be protected by proper selection and use of high performance coatings. Environmental regulations in the U. S. and in many parts of the world have served to reduce chemical pollution from smoke, fumes, and effluents. This reduced pollution coupled with the use of high performance coatings has helped reduce maintenance costs and loss of steel due to corrosion. Some common areas in chemical plants where corrosion may be a serious problem include: • Piping and pipe racks • Cooling towers • Storage tanks • Water and waste water treatment facilities


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Pipe Racks Pipe racks are designed to be compact and occupy a minimum of space. They usually are constructed of structural shapes, welded or bolted together and are a myriad of edges, corners, and other sharp protrusions.

Figure 66 Piping

Piping may be closely spaced and joined with bolted flanges or by welding. The annular space between flanges should be sealed from atmospheric moisture and rainfall. Before service, these facilities should be properly cleaned and coated with high performance coatings. The configuration of the installations can create serious maintenance problems.

Cooling Towers Almost all chemical plants have cooling tower facilities, some very extensive. Cooling towers can create serious corrosion problems, not only within the area of the tower, but also in adjacent areas that are subject to: • High humidity and water spray • Soluble salts from the cooling tower water condensate • Fallout of airborne contaminants onto surfaces that may be damp Some towers minimize the use of steel and may use redwood, glass reinforced plastics, and/or concrete. Steel, if used, and concrete should be protected with high performance coatings.


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Storage Tanks Storage tanks offer much surface area exposed to the atmospheric moisture and airborne contaminants. Coatings should be selected to withstand atmospheric conditions at the specific site.

Figure 67 Storage Tanks

General purpose coatings may be used on the exterior of tanks in rural areas, generally in dry climates. High performance coatings may be required for tanks located in areas of high humidity, near the seacoast, and/or where fallout of atmospheric pollution may be severe.

Water and Waste Water Treatment Facilities Some chemical plants use large amounts of water in their operations and may be required to treat process water containing wastes prior to disposal.


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Figure 68 Water Treatment Facility

Steel storage tanks, concrete neutralization pits, and treatment facilities require protective coatings that are resistant to water, raw or treated, and that are resistant to chemicals used in processing water for use in plant operations or in treatment of waste water for further use or for disposal.


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Petrochemical Industry Corrosion in the petrochemical industry begins with the downhole production of crude oil that often contains the following under high temperatures and pressures:

Figure 69 Oil Work Over Rig

• Carbon dioxide • Hydrogen sulfide • Salt water • Liquid petroleum fractions of crude oil

Figure 70 Offshore Oil/Gas Platform


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Specially formulated high-bake coatings, including phenolics, commonly are used in downhole tubing and piping. Crude oil mixtures may be transported by pipeline to field storage tanks en route to a refinery or diverted directly to a refinery for processing.

Figure 71 Crude Oil Pipeline

Generally, the oil pipelines do not require internal coating unless the crude contains high amounts of hydrogen sulfide. Prior to installation, these pipelines may be lined and coated with FBE or epoxy coatings.

Figure 72 Internally-coated Pipe

Salt water generally is recovered with the crude oil. In storage, the heavier salt water drops out of the crude oil and remains in


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contact with the tank bottom until it can be drained off, disposed of, or pumped back into a disposal well. Some salt water will almost always be in the bottoms of these tanks. These steel tank bottoms and 2-3 feet (0.6 to 0.9 m) up the sides from the bottom, must be coated with a high performance coating such as coal tar epoxy, epoxy, novalac epoxy, or polyester, etc. The coating must be resistant to salt water and the crude oil in the event of incidental contact. Corrosion, if allowed to take place, could eventually destroy the bottom. In this case, the tank bottom must be replaced with a new coated steel bottom or with a thick (to 120 mils [0.36 mm]) polyester or epoxy coating reinforced with glass fibers or glass mat.

Figure 73 Crude Oil Tank Farm

Crude oil generally is stored in tanks fitted with a fixed roof. In the case of crude containing high amounts of hydrogen sulfide (this type oil is called sour crude), the oil is stored in tanks equipped with a floating roof.


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Figure 74 Crude Oil Storage Tanks

This type roof is almost always in contact with the crude oil to minimize the evolution of the hydrogen sulfide which could quickly attack any unprotected steel.

Figure 75 Crude Oil Storage–Floating Roof–Tank Empty

The underside of the roof, fixed or floating, must be coated with a high performance coating that is resistant to the oil, petroleum liquids, and to hydrogen sulfide in the crude oil. Hydrogen sulfide in the presence of moisture can be very corrosive to the steel. In the vapor space of the tank, hydrogen sulfide could attack the steel and develop rust scale. This scale may fall to the bottom of the tank, and in the presence of moisture on any exposed steel areas, could set a corrosion cell resulting in severe pitting of the steel.


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The top and bottom interior of these tanks must be properly coated before being placed in service. Hydrogen sulfide, if allowed to permeate the steel roof interior, is extremely difficult to remove even by repeated abrasive blasting. Generally, maintenance and repair and/or replacement of a tank bottom is less costly than replacement of the roof.

Figure 76 Catalytic Cracker

In a refinery, crude oil feedstock is subjected to: • High temperature catalytic cracking • Fractionation and distillation • Other special treatments to make various products such as: • Gasoline • Kerosene • Diesel oil • Aviation gasoline • Lubricating oils • Waxes and greases • Heating oil, etc. These products are contained within the process towers, tanks, and piping. In some cases, high performance coatings are used in these storage areas. These high performance coatings


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(linings) must protect the steel and, at the same time, must not cause any contamination to the product contained.

Figure 77 Refinery Work Farm–Wide Shot

Equipment in a refinery consists primarily of:

Figure 78 Storage Tank

• Tanks • Piping


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Figure 79 Piping

• Pumps • Reactor vessels

Figure 80 Process/Reactor Vessels

• Catalytic cracking units • Fractionation, and distillation towers


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Figure 81 Fractionation Tower

• Pollution control facilities

Figure 82 Pollution Control Facilities

• Water treatment facilities


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Figure 83 Water Treatment

• Concrete neutralization pits • Structural steel and concrete These areas, many of which are insulated, are exposed to the weather and require protective coatings. The selection of the coatings depends on the in-service temperature requirements and resistance to the atmospheric conditions. The more severe the environment, the greater the need for high performance coatings. The steel under insulation should be protected with coatings that will withstand the operating temperature of the facility, and be resistant to any moisture penetrating through the insulation to the steel substrate.

Figure 84 Natural Gas Pipeline


Buried pipelines transporting chemicals, crude oil, refined products and/or natural gas must be coated on the exterior with an adequate protective coating along with supplementary cathodic protection. Natural gas lines may be coated on the interior for protection against hydrogen sulfide or they may be coated to improve the flow of gas thereby reducing compressor requirements.

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The Fertilizer Industry Phosphoric Acid and Phosphates The phosphate fertilizer industry is a very extensive industry worldwide. The primary function of this particular industry is to produce usable phosphate products from natural phosphate rock. The first material produced from the rock is phosphoric acid, which can be produced in one of two ways: • The wet process which uses sulfuric acid to dissolve the phosphate rock • The dry process which uses an electric furnace to produce elemental phosphorus. This phosphorus is later oxidized to an oxide of phosphorus which is then hydrolyzed with water to produce agricultural grade and also high quality (food grade) phosphoric acid. Agricultural grade phosphoric acid, which amounts to almost 80% of all phosphoric acid produced worldwide, is made by the wet process. Almost 50% of all sulfuric produced worldwide is consumed in the production of phosphoric acid. The production and the prevalent use of these acids create highly corrosive conditions in and around the phosphoric acid manufacturing facilities. Consequently, high performance coatings are required for protection of all structural steel and process equipment and in some other critical areas, the concrete surfaces. The primary use of phosphoric acid is in the production of fertilizers in the form of: • Superphosphate (Calcium phosphate) • Ammonium phosphate • Crude (unrefined) phosphoric acid It may be interesting to note that the many areas of the now fertile Imperial Valley were developed from the use of phosphoric acid to neutralize the high alkalinity of the soils and at the same time add phosphate to soil for nutrients.

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Superphosphate is produced by the digestion of limestone rock in hot phosphoric acid. The superphosphate dust combined with moisture is corrosive to steel and all structural steel and equipment handling this material require the use of high performance coatings.

Ammonia Fertilizers Another fertilizer process is the production of ammonia. In this process, nitrogen is extracted from the atmosphere and is oxidized in the presence of natural gas and high pressure steam to yield ammonia and nitric acid. Ammonia can be combined with nitric acid to produce ammonium nitrate, a highly hygroscopic material. In the presence of moisture, ammonium nitrate can attack unprotected steel. High performance coatings are vital for protection in ammonium nitrate plants, against oxides of nitrogen, nitric acid and any accumulation of ammonium nitrate dust.

Sulfuric Acid Sulfuric acid, the highest volume-produced chemical in the U.S., is one of the most widely-used chemicals worldwide. It may be produced from: • Hydrogen sulfide extracted from natural gas • Elemental sulfur which is burned to produce sulfur dioxide The production of sulfuric acid is carried out at high temperatures. Special heat-resistant, high-performance coatings are needed to protect steel structures in these acid plants. Most sulfuric acid plants can be plagued with leaks and spills of produced acids, especially concentrated sulfuric acid, that attack both steel and concrete. For optimum protection, acidproof brick and grouts based on: • Furan • Vinyl esters • Certain epoxy resins

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• Silicate cements are used to protect areas such as: • Floors • Trenches and troughs • Pump bases • Other similar areas Extreme corrosion is possible in many areas of these acid plants and the best possible protection is required for both steel and concrete surfaces.

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Water and Wastewater (Sewage) Treatment Plants The water and wastewater industry is probably the largest of all industries worldwide. In many parts of the world, this industry is highly regulated in order to protect the health and well being of mankind by controlling the growth and spread of any harmful bacteria. Steel and concrete surfaces in these facilities are continually exposed to moisture, water, certain chemicals and hydrogen sulfide(in sewage) which can create and promote corrosion. Generally, high performance coatings are used to protect these surfaces against corrosion and coating inspection frequently is required, more often on rework than on new construction. We will discuss briefly some of the elements of these facilities and will point out areas that usually require coatings.

Water System-Overview A water supply system consists of the following elements: • Water source • Treatment facilities • Storage • Distribution facilities (piping) •

Users

A wastewater system consists of the following elements: • Collection and transfer facilities (piping and lift stations) • Treatment facilities •

Discharge of treated materials

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Basic Corrosion Concerns Coating materials used in water systems must be resistant to water and the chemicals used in treatment, such as: • Chlorine gas • Ferric chloride • Slaked lime(calcium hydroxide)

Corrosion Control in System Components • Intake Structures Piping or open canals convey water from the source (wells, rivers, lakes, etc.) through intake structures to the treatment plant. The intake structures generally are fitted with traveling screens designed to remove large objects from the water stream. Coatings used on the screens must be resistant to water and abrasion. •

Treatment Facilities Components of a typical water treatment plant include steel and/or concrete structures, such as: – Clarifiers – Flocculators – Settling tanks – Thickeners

– Filters These components require high performance coatings that are resistant to: –Water –Chemicals –Abrasion

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Water Storage Facilities After the water has been properly treated(sanitized), it is then transported to steel or concrete storage tanks.

Steel Tanks

Figure 85 Elevated Water Storage Tank

In the United States, coatings used on the interior surfaces of a steel storage for potable water must comply with government (federal or state) regulations. The individual states may elect to comply with the National Sanitation Foundation Standard #61(NSF #61) governing potable water, or they may elect to adopt their own more stringent standards. Currently 30 of the 50 states in the US have adopted NSF # 61. The coating used must protect the steel surfaces from the water and also must not contaminate the water being stored After proper cure the coating system may be inspected for voids or pinholes with a holiday detector in accordance with NACE International Standard RP0188 Discontinuity (Holiday ) Testing of Protective Coatings.


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Figure 86 Concrete Water Storage Tank

Generally, the coated area from the (high) water overflow line down to and including the tank bottom is inspected for holidays. Frequently, the coated area of the dome is also inspected for holidays, however, because of the complexity of the roof support beams, it usually is not practical to inspect these surface. If any pinholes are found, they must be properly marked and repaired. After application and proper cure, the coating must be disinfected in accordance with American Water Works Association(AWWA).Standard C 652 for Disinfection of Water-Storage Facilities. This standard describes disinfection of water-storage facilities that: • are newly constructed • have been entered for construction or inspection, or continue to show coliform bacteria during normal operation. Generally, disinfection is performed to remove bacterial contamination; however, disinfection also helps remove any coating reaction products left on a freshly coated surface that could impart any taste or odor to the water Essentially, disinfection is done by injecting chlorine gas into the water in the tank or by adding sodium or calcium hypochlorite to the water to obtain a specified level of chlorine per liter. The chlorinated water is then held in the tank to the overflow level for a specified amount of time. Alternatively, a more concentrated (200 mg/L) solution of sodium or calcium hypochlorite is applied by brush or spray to


the coated surfaces that would be in contact with water when the tank is filled to the overflow elevation. After 30 minutes, potable water can be introduced into the tank. Frequently, the tank may be equipped with a cathodic protection system(usually impressed current)in accordance with NACE International Standard RP0388 Impressed Current Cathodic Protection of Internal Submerged Surfaces of Steel Storage Water Storage Tanks. In that event, the coating system, the coating must also be resistant to cathodic disbondment. Exterior surfaces of the tank should be protected with good weather (ultraviolet) resistant coatings.

Concrete Tanks Water storage tanks may be constructed of concrete rather than steel. Generally, these type tanks are left uncoated, although bag liners are occasionally used. If bag liners are used, or if the interior is to be coated then: • Exposed tie wires should be removed and the area sealed over • Bugholes should be filled, and any cracks repaired • The concrete surface should be brought up to grade The surface should be free any surface defects such as protrusions that could damage or puncture the bag lining. Before application of the coating, the surface should be cleaned to remove all form release oils, dirt etc., and then abraded by light abrasive blasting. The specifications may reference NACE International Standard RP0892 Linings Over Concrete for Immersion Service for this type operation. The coating system selected should conform to the same government regulations(NSF # 61) for lining steel waterstorage tanks.. After the coating has reached final cure, it may be inspected for holidays and necessary repairs made. Then the coated areas are disinfected in accordance with AWWA C 652

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Distribution System • Gray cast iron • Ductile iron • Steel • Concrete lined steel • Concrete • Asbestos cement(a/c) •

Plastic

Pipelines may be: • Coated and lined in a stationary coatings yard, or coated in the field alongside the ditch; coated pipelines may be lined in place(in situ): • Polymeric and require no lining • Coated on the exterior and further equipped with cathodic protection

Sewage Treatment Facilities Typical elements of a sewage treatment facility include: • Collection and transfer facilities(piping and lift stations) • Intake structures • Grit chambers • Sludge filters • Aerators/digestor chambers •

Effluent flow lines

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Collection systems Generally, sewage flows by gravity from residential areas into a sewer trunk line, then to a lift station. At the lift station, sewage is pumped to the next higher level where it may flow by gravity or may be pumped directly to the intake structure of the sewage treatment plant. Piping from residential areas may be made of: • cast iron or ductile iron • high density polyethylene(PE), or polyvinyl chloride(PVC) • concrete Sewer trunk lines generally are made of concrete or they may be of vitreous clay. Due to its high cost, vitreous clay once widely used to transport sewage is now less frequently used. Sewer trunk lines are used to connect residential developments with established neighborhoods. These lines often extend several miles in length. During this period of development (often 2 to 10 years), these trunk lines operate at partial capacity and as a result, until they run full, there is a void or vapor space at the top interior of the line. If this area is left uncoated, hydrogen sulfide gas in the sewage can combine with moisture to form sulfurous and sulfuric acid that can cause deterioration of the concrete pipe. Frequently, these lines are coated using epoxy, coal tar epoxy, or elastomeric polyurethanes, before being placed in service. The lift stations may be brick lined, or they may be constructed of concrete, and then lined with rigid PVC, epoxy, coal tar epoxy, or elastomeric polyurethanes.

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Intake Structures These structures may be ceramic or concrete. The concrete intake structures generally are coated with epoxy or coal tar epoxy.

Grit Chambers Grit chambers usually are constructed of concrete and the interior surfaces are subject to attack from: • Hydrogen sulfide and moisture which forms sulfurous/sulfuric acid • High amounts of sulfate reducing bacteria(spora-vibro disulfurica) The interior surfaces of these chambers may be protected with: • PVC sheet lining • Polyamine cured epoxy or coal tar epoxy(polyamine epoxies are more resistant to the bacteria and hydrogen sulfide than are polyamide epoxies)

Aeration/Digestor Chambers These units generally are made of concrete and frequently only the interior surfaces above level of the liquid are coated. These units use surplus oxygen to oxygenate the sewage, i.e. to promote the action of bacteria to break down the sewage.

Sludge Filters These facilities are designed to remove the treated liquid and concentrate the solids into a sterile sludge. Sludge filters are equipped with steel rakes that usually are protected with coal tar epoxy coatings. Sometimes these rakes are made of stainless steel and these generally are not coated The interior of the steel walls are coated with coal tar epoxy to the top of the overflow. The overflow ring itself and the area above the overflow exposed to the atmosphere are usually coated with conventional epoxy coatings.

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The heavy sludge is removed to a lagoon or holding basin where the sterile material is thoroughly dried and made available for sale as a fertilizer in bagged or bulk form.

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Summary Some problems of corrosion and methods of corrosion control are common to the water treatment and wastewater treatment systems. In both systems, many surfaces are in continuous contact with water. High performance coatings must be selected for steel and concrete surfaces and should be properly applied prior to the facilities being placed in service. Chemicals used in water and wastewater facilities impact on coating performance, consequently long-term performance of protective coatings may best be obtained by: • Proper selection of coatings • Adequate surface preparation • Proper coating application • Inspection by a competent inspector Coating inspection can be a vital component of the coating operation. In many cases, inspection is not required on new construction, and the inspector often finds himself inspecting rework or rehabilitation projects. In either event, the inspector can provide the valuable service to the client to ensure that the coating specifications are properly enforced. Once these facilities commence operation, the owners should establish a timely routine inspection and coating maintenance program in order to prolong the life of the coatings.

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Passive Fireproofing Materials Passive fireproofing means insulating systems designed to deter heat transfer from a fire to the structure being protected. These are generally coatings such as mineralbased or organic resin-based products but also include insulating panels or blankets. In most cases passive fire protection materials are used in conjunction with "active" systems such as water sprays, sprinklers and deluge, foam generation and inert gas suppression. The need for passive fireproofing arises from at least one of the following: • • • • •

Fire risk assessment carried out by both public and private bodies. Enforcement of fire safety codes resulting from risk assessment. The absence of active systems or unavoidable delays in their activation. Requirements for personnel protection (safe areas, evacuation etc.). Protection of assets.

The human and economic costs of fire damage can be significantly reduced if not eliminated by the use of a suitable passive protection system.

Structural Fire Protection When exposed to fire all commonly used structural materials lose some of their strength. Concrete cracks and spalls, timber depletes by charring and steel quickly loses its load bearing capacity. Such structural members can be protected to some extent by the application of specialist fireproofing products. Most fireproofing work is performed on structural steel, in both industry and commercial applications. Many systems are also suitable for the protection of other construction materials such as reinforced concrete (which is of particular interest for the protection of tunnel linings). It is important not to confuse these specialist fireproofing materials with other materials such as refractory products, which can withstand high temperatures but have poor insulating properties, or thermal insulation that is not designed to resist fire temperatures. The key parameters to be considered for structural protection include:

Fire Protection Standards Required levels of protection are normally specified in terms of time and temperature on the basis of one or more criteria, which may include statutory requirements, design considerations and insurance cost implications. It can vary from a few minutes to several hours but is usually in the form of 15-minute increments. The duration is established by a time rating, in hours or minutes, which is determined by testing in accordance with an approved standard. Some of the more commonly specified test standards are listed below:

STANDARD ASTM E-119 (UL 263)

COUNTRY U.S.A.

BS 476 Parts 20-24

U.K.

DIN 4102

GERMANY

ISO 834

INTERNATIONAL

UL 1709

U.S.A.

DESCRIPTION Cellulosic or wood fire ; used since 1903; ratings for ¾, 1, 1 ½, 2, 3 and 4 hours Cellulosic or wood fire (similar to ASTM E119) Cellulosic or wood fire (similar to ASTM E119) Cellulosic or wood fire (similar to ASTM E119) Hydrocarbon fire; developed in the early 1970’s

Fully stressed steel loses its design margin of safety at temperatures of around 550 °C, and most fire standards have taken 538 °C (1000 °F) as the critical temperature level. Hours of protection are therefore defined as the number of hours of exposure to fire while maintaining steel temperatures below 538 °C (1000 °F). Earlier fire standards based on tests that simulate a cellulosic or wood fire are now considered inadequate for hydrocarbon fire scenarios. The cellulosic or ‘A’ class fire test curve is characterized by a relatively slow temperature rise to around 945 °C (1733 °F) after 60 minutes (fig. 1). In hydrocarbon fires the temperature rises rapidly to 900 °C (1652 °F) within 4 minutes and significantly higher overall temperatures are reached (between 1100 °C and 1200 °C [between 2012 °F and 2192 °F]). The hydrocarbon or ‘H’ class fire test curve (fig. 1), as developed by Underwriters Laboratories in their UL 1709 “Rapid Temperature Rise” standard, is now a common reference in high risk environments, such as petrochemical complexes and offshore platforms, with a typical rating of 2 ½ hours (equivalent to 3 hours per ASTM E-119). More recently, attention has been focused on jet fire scenarios in which leaking high pressure flammable gases or vapors ignite to produce intense, erosive jet flames that can reach speeds of 335 mph (150 meters per second). A “J” class fire test standard has been developed by the Norwegian Fire Research Laboratory for use in Norway and the UK.

12 0

11 0

90 10 0

80

70

60

50

40

30

1 2 3

20

0

1200 1000 800 600 400 200 0 10

Temp °C

Comparison of Typical 'Cellulosic' and 'Hydrocarbon' Time/Temperature Curves

Time (mins)

Fig. 1 (1 = hydrocarbon curve.

2 = BS 476.

3 = ISO 834.)

Very few statutory regulations exist governing the fire protection requirements within the high-risk petrochemical and chemical process industries. In most cases, the responsibility for risk assessment and provision of adequate fire protection rests with the Owner and Operator and their Insurer. Some improvements have been made recently, such as in Italy where the prevention and protection from fire of pressurized LPG storage tanks (of over 5000 kg capacity) is regulated by specific norms.

Critical Temperature Critical Temperature is normally specified but will always be based on one of the following: • Collapse - the temperature at which a structural member loses its load bearing capacity. If the member is part of the main structure, it follows that the load also needs to be considered when determining the protection requirements. Steel loses about 75% of its strength at 600 °C so for heavily loaded structural components, 400 °C has been unofficially adopted as a standard. • Insulation – although a rating (e.g. ‘A60’ or ‘H90’) may be specified by a designer or imposed by a statutory requirement, the insulation criteria is always the same. The back-face temperature shall not exceed an average temperature rise of 139 °C within the designated time period nor at any one point exceed a temperature rise of 180 °C. • Hazardous process requirements – typically used for the storage of highly combustible materials, the critical temperature depends on the vessel wall thickness, construction details and content.

Governing Authority Authorities governing fire regulations may be an independent certifying authority, such as Lloyds, DNV (Det Norske Veritas) or Bureau Veritas, or a government body, such as the Health and Safety Executive in the UK or the Ministero dell’Interno in Italy. Regulations are also produced by maritime bodies, professional associations and private organizations (especially oil companies). In the civil construction field the requirement for fire protection is manifested in building codes and regulations. These are usually governmental statutory documents, and are often sponsored by insurance associations, the fire services, scientific institutes and industrial associations.

Structural Details The nature of the structural member(s) to be protected influences the type and quantity of fireproofing to be applied. Important factors to consider include: • Construction material – different materials have different critical temperatures (e.g. steel, aluminum, concrete, etc.) • Configuration of the components – universal beams and columns, hollow sections, channels, etc. • Exposure – whether the member would be exposed to fire on three or four sides. • Section factor (Hp/A) – this is an extremely valuable concept that has enabled a still limited amount of fire test data to be used for the definition of protection requirements of a very wide range of steelwork. Any steel member with a large perimeter (Hp) will receive more heat than one with a smaller perimeter. Furthermore, the greater the cross sectional area (A) of the member, the more heat it can absorb (known as the “heat sink” effect). In other words, a large, thin member will heat up much more quickly than a small, thick one. Hp/A is therefore a useful indicator of the rate at which a section will heat up in a fire and the higher its value; the more protection will be required. Most suppliers of passive fireproofing can provide tables giving the thickness of material required to provide a fire protection rating in a hydrocarbon fire for various Hp/A values. • Location - some materials may be unsuitable for specific situations. For example, thick film Intumescent coatings produce potentially harmful gases when they react in a fire and are therefore not generally used for enclosed accommodation or work areas. • Service conditions – consideration must be given to the whole range of agents and forces that the protection will be required to resist during its service life (collectively referred to as “pre-fire durability”). These include weather conditions (in particular rain, humidity and ultraviolet rays); corrosive environment (soluble salts, sulfides, nitrates etc.) and physical-mechanical service conditions (service temperature, vibration and flexure, impact and abrasion etc.). Another potential consideration is the weight loading (per unit area) of the fireproofing itself, which is of particular importance in the offshore industry.

Passive Fireproofing Materials A wide range of fireproofing materials is available, from inorganic mineral based products to thermally reactive organic formulations. The main classes of material used are: • • • • •

Cementitious products Subliming materials Intumescent materials Fibrous materials Composites

Cementitious Products These include concrete, gunite, lightweight vermiculite based mixes, gypsum, calcium silicate and magnesium oxychloride. All cementitious fireproofing materials function as heat absorbers by the evaporation of water bound into the coating matrix. The heat of a fire has to drive out water at the surface of the coating before it can penetrate the coating interior and reach the protected substrate. As the water is heated to boiling point it forms steam, which both repels the fire and absorbs heat. The temperature behind the surface being dehydrated cannot greatly exceed 100 °C [212 °F]. Cementitious materials are usually white or pale in color. This reflects the heat of the fire thus improving the efficiency of protection. Cementitious materials are essentially inorganic and therefore will not burn. No additional smoke or toxic fumes are produced in a fire which makes them suitable for internal use in living quarters and work areas. Concrete is the oldest form of passive fire protection for structural steel. Concrete used for the purpose of fire protection may be specified to meet the following requirements: • Type 1 Portland cement conforming to ASTM C 150. • Commercial high silica sand with clean, sharp and hard particles conforming to ASTM C 33. • Sharp and angular aggregate ranging in size from 6 mm to 13 mm (0.25 to 0.5 inches) and conforming to ASTM C 33. • Clean water free from oils, acids, salts, alkalis or other substances that could damage the concrete. • Minimum compressive strength after 28 days of 210 kg/cm2 (3000 psi).

50 mm (2 inch) thickness of concrete prepared to the above specification will provide a 2-hour rating to BS476 Part 8 or ASTM E-119. The steel is usually boxed or shuttered and the concrete poured in place. Most specifications require the installation of a reinforcement mesh supported by welded studs in the middle section of the coating. Advantages of concrete are that it is • hard and durable • relatively cheap as a material • easy to install and repair. Disadvantages are that: • • • •

it is heavy installation costs are high especially on smaller beams it is liable to spall in a hydrocarbon fire there is the risk of hidden corrosion caused by water ingress via the small gap left against the steel when it sets. It is very important to properly seal all terminations to prevent this happening.

Shotcrete, a mixture of cement, sand and proprietary materials, is an alternative to concrete that can be spray applied thus making the installation more cost effective. It is also lighter than poured in place concrete. Steel reinforcement is required and it presents the same risks of hidden corrosion as concrete. Lightweight cementitious fireproofing materials vary, with nominal density values of 500-550 kg/m3 for offshore use and 700-900 kg/m3 for onshore applications. The weight contribution for onshore applications is therefore about 0.8 kg/mm/m2. Due to their lower density and high porosity they do not spall in a hydrocarbon fire. Typically, a 2-hour fire rating to ASTM E-119 can be achieved with 25 mm (1 inch) thickness. They are produced as factory controlled cement (usually Type 1 Portand) and vermiculite premixes which are combined with potable water before being spray applied to a suitably prepared steel surface. Reinforcement mesh (galvanized and/or plastic-coated steel) is installed in the middle third of the coating. The system is completed with a semi-permeable topcoat that protects against ingress from rainfall, cleaning water, chemical spills and sprinkler deluge systems. The topcoat must have a high water vapor permeability to allow moisture to escape from the substrate (fireproofing material) without causing blistering of the final coating. A penetrating water repellent primer is sometimes applied prior to topcoating. As with concrete, proper sealing of all terminations (typically polysulfide or silicone rubber mastics) is necessary to prevent water infiltrating the micro-fissures between the fireproofing material and steel substrate.

As well as possessing excellent fire resistance characteristics, these products are also relatively cheap and high quality finishes can be obtained by skilled applicators. Being stable, non-reactive mineral compounds they do not present a health hazard during application, service life or in a fire. Possible disadvantages stem from this type of material’s high porosity, which may lead to the absorption of potentially damaging substances (e.g. acids) that can weaken the vermiculite-cement’s physical resistance and create the conditions for substrate corrosion. These difficulties are overcome however by the use of a suitable anticorrosive treatment prior to fireproofing and the application of specialist topcoats as described above. Magnesium oxychloride - chemical formula 3Mg(OH)2 • MgCl2 • 8H2O - has a nominal density of 1000 kg/m3 and is therefore classed as a lightweight cementitious product. It too is porous although the equilibrium water uptake appears to be only 32%. Topcoating is required for the same reasons as vermiculite-cements. The source of water is from a solid-state formula that breaks down in a heat reaction to release hydrogen and oxygen which combine to form water vapor. Magnesium oxide, a white chalky material, remains to insulate against the flames. Gypsum, plaster, calcium silicate and other cementitious materials are usually supplied as panels which are fixed to the structure with either steel wire or nailed to a timber cradle. Advantages of this type of system include attractive appearance, ease of installation and no particular surface preparation requirements. However, they are not suitable for exterior use due to poor weathering characteristics and installation can be time consuming.

Subliming Materials These products act by the process of phase change from a solid directly to a gas without going through the liquid stage. Specially formulated compounds are incorporated in organic matrices of a plastic or elastomeric nature. The sublimation process is endothermic which means that heat is absorbed and removed from the material. The effect is enhanced by the addition of other fire retardant additives that enhance the endothermic reaction. During a fire, the chemical compounds react to form a carbonaceous substance which is turned into a lightweight char by the freeing of non-flammable gases. The resulting layer has very low thermal conductivity and thus resists heat flow to the substrate. These reactions continue for periods that are determined by the thickness applied. 9 mm – 10 mm (3/8 inch) is a typical thickness to achieve a 2-hour rating to ASTM E119. Reinforcement mesh is recommended to ensure that the material stays in place during the reaction and to reduce the possibility of disbonding along the coating/steel plane due to the different thermal expansion coefficients of the coating material and steel substrate.

These materials offer high levels of fire protection for low applied thicknesses, which means a low weight contribution (about 1.25 kg/mm/m2). Most are epoxy resin based, and have good anticorrosive properties. Disadvantages are limited to their relatively high cost and more demanding application requirements than cementitious products.

Intumescent Materials These products are classified as either intumescent mastic or thin film Intumescent coatings. Intumescent mastics are usually based on epoxy, vinyl or other elastomeric resins and contain an agent that intumesces when exposed to heat. Intumescence is a complex process in which, under the heat of the flame, the solid coating is converted into highly viscous liquid. Simultaneously, endothermic reactions are initiated that result in the release of inert gases with low thermal conductivity. These gases are trapped inside the viscous fluid where cross-linking reactions take place between the polymer chains. The result is the expansion or foaming of the coating, sometimes up to 8 times the initial thickness, to form a low density, carbonaceous insulating char. This layer of char absorbs a large part of the heat generated by the fire thus maintaining the protected structure’s temperature within the critical limit established for the specified time. As with subliming products, the coating continues to react until all its components are used up and consequently the protection rating is given by the thickness applied. Typically, 8 mm – 9 mm (3/8 inch) provides a 2-hour rating to ASTM E-119. Intumescent mastics are hard and durable and the epoxy resin based products in particular provide exceptional protection from corrosion. This is due to their very high adhesion to the substrate and resistance to impact, abrasion and vibration damage. High tensile and compressive strengths can be obtained and weather resistance is excellent. Reinforcement mesh is almost always installed for the same reasons as with subliming materials (holding the char in place and reducing shear stress on the coating/steel interface). Intumescent mastics are costly and skilled operators must carry out application in carefully controlled conditions. Additionally, these coatings have more stringent surface preparation requirements than cementitious materials, and their reactivity makes them unsuitable for certain applications, such as enclosed living areas. Thin film intumescents were introduced as early as the 1930’s and are generally solvent or water based single pack coatings, applied by spray or brush-roller at thickness close to 3 mm (1/8 inch). They are often referred to as “fire retardant paints” rather than “fireproofing” materials due to their inferior fire resistance compared to intumescent mastics. Many thin-film intumescent coatings are unsuitable for exterior

use and test ratings are limited to cellulosic fires only. Advantages of these products include: • they are available in a wide range of colors • they are inexpensive • they are relatively easy to apply.

Fibrous Materials Boards and blankets of mineral wool and ceramic fiber are sometimes used as passive fireproofing systems, especially where thermal insulation is an additional requirement. Inorganic binders that do not burn out during the initial stages of the fire are recommended. Mineral wool is rated to 850 °C (1560 °F) and ceramic fiber to 1150 °C (2100 °F). As ceramic fiber is more expensive than mineral wool they are often used in combination. Mineral wool fibers can be sprayed with an adhesive to provide protection to structural steelwork. All fibrous materials absorb water easily and are therefore recommended for internal use only except where they can be adequately clad with metal sheeting with all the joints sealed.

Composite Materials Composite fire protection panels are produced with various types of materials from different (fire resistant) classes. Panels may consist of a metallic cladding, often stainless steel, a cementitious board (typically plaster or gypsum) and mineral or ceramic fibers sandwiched in between. These panels may have “A”, “B” or “H” ratings as required. They are generally fixed to structural members with steel binding wire or bolted to a supporting frame or cradle.

Application of Selected Passive Fireproofing Materials It is well known that most coatings are only as good as their application, and fireproofing materials are no exception. All of those factors that contribute to the success or failure of a protective coating application – ambient conditions, operator skill and experience, equipment suitability and efficiency, adequate surface preparation and so on – must be considered when passive fireproofing systems are specified. Some considerations include:

Scope of Work One of the first and most important requisites of a successful application is to thoroughly understand the protection requirements in terms of fire rating, choice of materials, extent of fireproofing, application conditions and so on. Ideally most, if not all, of this information will be made available in a project dedicated fireproofing specification. A good specification will contain details of all of the following:

• Scope of the specification and project description • Detailed drawings showing extent and specific requirements of fireproofing for all types of structure and equipment to be protected • Reference documents (other applicable job specifications, standards, codes and regulations) • Responsibilities (of owner, material supplier and applicator) • Definitions (typically of fire hazardous areas and equipment) • Fire protection rating(s) required • Specific requirements (for different types of structure and equipment) • Material requirements (standards for material components, suitability of different material types etc.) • Application requirements (surface preparation standards, ambient conditions, reinforcement system, sloping for water shed and sealing of terminations, topcoat, etc.) • Quality Assurance and Quality Control requirements (certification and records required) • Guarantee (to be supplied by the applicator alone or jointly with the material supplier) • Safety requirements

As in all cases, it is of fundamental importance that the interested parties (owner, supplier and applicator) are sure of exactly what is required. Any doubts should be sufficiently aired and resolved prior to commencement of the works.

Ambient Conditions These are of critical importance for a successful application, especially when intumescent epoxies are used, as they are particularly sensitive to high humidity. As a general rule, exterior application should be performed in good weather conditions – dry, moderate temperatures and low to medium relative humidity. If these conditions do not prevail and the job must be done anyway, then adequate weather protection must be provided. This may require total encapsulation of the structure and installation of specialist dehumidifying and heating equipment. The cost impact of these measures may be considerable (up to 20% of the contract value) and must be understood and agreed by the owner and applicator prior to startup. In very hot, dry conditions lightweight cementitious products can suffer from rapid water evaporation, which may result in cracking. This can be avoided by screening the work piece from strong radiant sunlight and drying winds. Another useful measure is to lightly wrap the coated members with either polythene sheet or sack-cloth (gunny sack), which should be wetted periodically.

Material Control and Storage All materials should be supplied in suitable containers (drums or bags) complete with production batch numbers and conformance certificates. These numbers will subsequently be recorded on the quality control forms for each application in order to allow traceability for future reference. A “First In - First Out” storage system should be operated. Cementitious materials should be stored off the ground, under cover and away from damp surfaces or areas of very high humidity in order to prevent the formation of lumps in the mix. Intumescent mastics should not be subjected to temperature extremes (below 0 °C [32 °F] or above 35 °C [95 °F]), which may damage the reactive components. Additionally, the material should be heated to between 27 °C [81 °F] and 30 °C [86 °F] for 24 – 48 hours prior to application to assist spray operations.

Masking Masking is of particular importance for intumescent mastics, which are extremely difficult to remove in case of overspray. For the same reason, any masking tape should be carefully removed before the material has hardened.

Surface Preparation As with all protective coating systems, a correctly prepared surface is the basis and prerequisite of a successful application. Most intumescent mastic systems require that the substrate be blast cleaned to SSPC SP10 (Sa 2,5) and coated with an approved primer to a specific thickness (typically approx. 75 microns, 3 mils). Epoxy based primers are preferred as they tend to have higher bond strengths. If inorganic zincs are used, care should be taken to obtain the specified curing conditions and it is good practice to apply a 20 – 30 micron [1 mil] epoxy tie-coat. The main considerations for primers are that they should be fully cured and applied at the specified dry film thickness. Excessive film thickness increases the risk of disbonding between primer and intumescent mastic. Surface preparation requirements for cementitious products are less severe. However, the importance of an effective anticorrosive treatment should not be underrated. Many owners now specify blast cleaning and priming as above to reduce the possible risks of subsurface corrosion. In addition to the anticorrosive primer, a 60 – 80 micron [ 2.5 to 3.2 mils] coat of water based synthetic latex emulsion is applied for use as a sealer over alkali sensitive primers and to provide a good key for the cementitious fireproofing. Sometimes, the fireproofing material is applied in a boxed configuration by spraying it onto a metal lath that is previously fixed to the sides of the steel members. In these cases, as the fireproofing material is not in direct contact with the substrate, the latex

emulsion key coat is not required and the control of primer film thickness is less critical.

Mesh Reinforcement Both lightweight cementitious and epoxy intumescent mastics require the installation of mesh reinforcement to reduce primer bond line fatigue during the system’s service life and ensure retention of the coating in a fire. The correct installation of the reinforcement is therefore of prime importance to ensure the effectiveness of the whole system. In most cases a galvanized or stainless steel welded cloth or chicken wire is installed at a distance equal to mid-depth of the coating by attachment to steel pins that are stud welded to the structure. An exception is a recently developed knitted fabric mesh composed of treated carbon and glass yarns for use with intumescent mastics. The carbon yarns, which can withstand high fire temperatures, lay in a serpentine pattern parallel to the axis of the structural member. When the coating intumesces, they straighten out and allow the mesh to expand with the coating. The carbon grid is strong enough to hold the insulating char in place for the duration of the protection. These fabric meshes are quicker and easier to install than metal mesh as no pinning is required – they are simply laid over the first sprayed coat (with a 50 mm [2 inch] overlap at the edges), so as to be within the middle third of the total thickness, and gently pressed in with a roller to ensure full encapsulation. The main disadvantage is that they cost up to five times more than metal mesh, so careful consideration should be given to surface configuration and the extent of pinning that would be required. When steel pins are used it is advisable to stud weld them prior to blasting and priming. This sequence eliminates the need for subsequent touch-up coating of the pin welds, which can be very time consuming. Pins are normally fixed at 300 mm [12 inch] to 400 mm [16 inch] centers on a diamond or staggered pitch and should be able to withstand being bent once through an angle of 45 ° and back to their original position. This test should be included in the Quality Control Plan and performed on at least the first 20 pins welded each day. Where pinning is not required, such as on hollow sections, or not permitted, as on LPG storage tanks, the mesh is simply fixed with steel tie wire along staggered joints. The metal mesh should be as tight to the steel as possible when applying low to medium thicknesses of intumescent mastics. This is to avoid having to apply excess material in order to cover protruding mesh. In all cases, the fireproofing supplier’s application instructions should include detailed drawings of mesh installation for different structural members.

Fireproofing Application Once mesh installation is complete, application of the fireproofing material itself can begin. Both lightweight cementitious and intumescent mastic products are spray applied using specialist equipment. However, small areas, such as tie-ins and repairs, may be hand applied by trowel. Some of the factors most likely to contribute to the success of the fireproofing application include:

Operator Skill and Experience As a minimum requirement, the job supervisor and sprayer should have received documented specialist training by the material supplier. In all cases, workers must be trained and be capable of carrying out the activities required of them. Depending on the type of surface, a typical team will consist of one sprayer, two or three trowellers and/or rollers and one machine operator.

Equipment Lightweight cementitious materials are sprayed with electric or diesel powered high performance worm pumps with an integrated air compressor, such as the Putzmeister SP 11. These machines can spray up to 50 litres [13 US gallons] a minute. An important accessory is a water meter that allows precise control of the factory mixwater ratio. As intumescent mastics are very heavy and viscous, they are most efficiently applied with purpose built hot spray plural component pumps. Unmixed components are pumped into separate pressurized heated tanks, equipped with air powered paddle mixers, where they are brought up to temperature, generally between 50 °C [120°F] and 70 °C [160 °F]. From here, the separate components are drawn into a fixed-ratio displacement pump, which establishes the correct mixture (in volume). The two components, still separate, are then pumped through electric in-line heaters and on through heated hoses to a mixing manifold. At this point the components are mixed in an in-line static mixer and fed through a short whip line to the high-pressure (min. 500 bar, [7,000 psi]) airless spray gun. The required exit temperature for a good spray pattern is close to 60 °C [140 °F]. The prerequisite for trouble free operation of this type of pump is that the material is maintained at the correct temperature. It is therefore necessary to provide controlled heated storage for the material, and advisable to place the machine in a modified insulated container for work at low air temperatures. The importance of keeping all spray equipment clean and efficient cannot be overstated, as down time is very costly. For this reason a skilled and experienced machine operator is a vital component of the team.

Quality Control The supervisor should check the following points prior to start-up: • Sufficient material is available near the pump to ensure continuity of application (it is important to check that all intumescent mastic to be applied is at the right temperature). • The pump is clean and in good working order (safety and operational checks should be carried out before spraying commences). • All necessary masking and mesh installation is complete. • Surface temperature and ambient conditions. • Density and slump tests for lightweight cementitious materials and ratio checks for intumescent mastics. The supervisor or QC inspector if there is one, should record the results of the above checks and tests on job specific QC forms. The adoption of a well thought out Quality Control Plan (QCP) can contribute significantly to the success of an application. The main requirements of a good QCP are that it includes all the checks and tests deemed necessary by the material supplier (ambient conditions, density and ratio checks, thickness checks, full encapsulation of reinforcement mesh etc.), areas to be treated are easily identifiable (preferably with the support of drawings) and the QC forms are user friendly in terms of design and the amount of information to record. It is always a good idea to maintain good communications with the client’s representative as work progresses. The preparation of a sample reference area that demonstrates the standard of work to achieve is also recommended. Frequent thickness checks during the application are essential. As the fire rating is determined solely by the thickness of material applied, the applicator must keep this parameter under constant control. Fireproofing materials are expensive, and extra (unnecessary) thickness can be very costly!

CIP 2 Manual on CD SP

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