2014 RECUBRIMIENTOS PARA TUBERIAS
Álvarez L., Conde W. Ingeniería de Alimentos UNICORDOBA 29/05/2014
RECUBRIMIENTOS RECUBRIMIENTOS PARA P ARA TUBERIAS
LIZETH PAOLA ÁLVAREZ OVIEDO WILMER CONDE ESCALANTE
DISEÑO DE PLANTAS ING. ELKIN MEDELLÍN
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA INGENIERÍA DE ALIMENTOS BERASTEGUÍ 2014
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TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 4 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 5 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................... 5 OBJETIVOS ESPECIFÍCOS .......................................................................................... 5 PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN ....................................................................... 6 Recubrimientos y revestimientos .................................................................................... 6 Protección Catódica ....................................................................................................... 6 Selección de Materiales ................................................................................................. 7 Inhibidores de Corrosión ................................................................................................ 7 Componentes básicos.................................................................................................... 7 Resinas ...................................................................................................................... 7 Aditivos ....................................................................................................................... 8 Solventes .................................................................................................................... 8 Pigmentos................................................................................................................... 8 TIPOS DE RECUBRIMIENTOS ....................................................................................... 10 Secado al aire, un solo componente ............................................................................ 10 Secado al aire, dos componentes ................................................................................ 10 Curado a alta temperatura............................................................................................ 10 Recubrimientos alquidalicos ......................................................................................... 11 Recubrimientos vinílicos............................................................................................... 12 Recubrimientos epóxicos ............................................................................................. 12 Recubrimientos epoxy-alquitran de hulla ...................................................................... 13 Recubrimientos vinil-acrílicos ....................................................................................... 13 Recubrimientos fenólicos ............................................................................................. 14 Recubrimientos de silicón............................................................................................. 14 Recubrimientos antivegetativos.................................................................................... 14 Recubrimientos de zinc 100% inorgánicos ................................................................... 14 EFICIENCIA DE LOS RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS..................................... 16 PROTECCIÓN DE TUBERÍAS SUPERFICIALES ........................................................... 17 PROTECCIÓN DE TUBERÍAS ENTERRADAS EN TUBERIAS....................................... 19 SISTEMAS GENERICOS DE RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS PARA TUBERÍA ENTERRADA, SUMERGIDAS E INTERFASES .............................................................. 20 2
Selección de los recubrimientos anticorrosivos ............................................................ 20 Antecedentes de funcionalidad ................................................................................. 20 Temperatura de operación........................................................................................ 20 Tipo de suelo o agua ................................................................................................ 20 Requerimientos mínimos de aceptación para la selección del sistema genérico de recubrimiento anticorrosivo .......................................................................................... 21 Brea de Alquitrán de Hulla ................................................................................. 21 Epóxicos en polvo adheridos por fusión............................................................. 21 Epóxicos líquidos de altos sólidos ..................................................................... 21 Polietileno extruido tricapa................................................................................. 21 Polipropileno extruido tricapa............................................................................. 22 Cintas de poliolefinas......................................................................................... 22 Cintas y mangas termocontraíbles ..................................................................... 22 Ceras microcristalinas del Petróleo.................................................................... 22 Poliuretanos....................................................................................................... 22 Evaluación de los sistemas de recubrimientos ............................................................. 22 CONCLUSIÓN ................................................................................................................. 23 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 24
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INTRODUCCIÓN La corrosión es la principal causa de fallas en tuberías alrededor del mundo. Cuando una tubería falla, ocasiona grandes impactos en términos de pérdidas de producción, daños a la propiedad, contaminación y riesgo a vidas humanas. Tuberías desprotegidas, enterradas bajo tierra, expuestas a la atmósfera o sumergidas en agua son susceptibles a la corrosión. Sin el apropiado mantenimiento, cualquier sistema de tuberías eventualmente puede deteriorarse. La corrosión puede debilitar la integridad estructural de la tubería y convertirla en un vehículo inseguro de transporte de fluidos. El presente trabajo tiene por objeto enunciar los tipos de recubrimientos en tuberías. Se establecen los requisitos mínimos que deben cumplir los sistemas de recubrimientos anticorrosivos utilizados para la protección exterior de sistemas de tuberías de acero, destinadas a la recolección, transporte y distribución de fluidos; así como los requisitos de selección, aplicación, inspección, rehabilitaciones, manejo, almacenamiento y traslado de la tubería recubierta.
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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Enunciar los tipos de recubrimientos para las tuberías.
OBJETIVOS ESPECIFÍCOS
Explicar los tipos de recubrimientos
Establecer los diferentes sistemas de recubrimientos anticorrosivos para protección de la tubería, ductos e instalaciones superficiales.
Mencionar la selección del sistema de acuerdo a las necesidades del proyecto.
Nombrar los requerimientos mínimos de aceptación para la selección del sistema genérico de recubrimiento anticorrosivo
Proporcionar gran información respecto al tema
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PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN
Con frecuencia la corrosión se confunde con un simple proceso de oxidación siendo en realidad un proceso más complejo, el cual puede puntualizarse como la gradual destrucción y desintegración de los materiales debido a un proceso electro-químico, químico o de erosión debido a la interacción del material con el medio que lo rodea.
Se define a la corrosión como el deterioro que sufren los metales cuando interactúan con el medio en el que trabajan. La corrosión es la disolución o deterioro de un metal en un medio determinado. Los átomos del metal se disuelven en forma de iones.
Existen cuatro métodos comúnmente utilizados para controlar la corrosión en tuberías, estos son recubrimientos protectores y revestimientos, protección catódica, selección de materiales e inhibidores de corrosión.
Recubrimientos y revestimientos: estas son las principales herramientas contra la corrosión, a menudo son aplicados en conjunción con sistemas de protección catódica para optimar el costo de la protección de tuberías.
Protección Catódica: es una tecnología que utiliza corriente eléctrica directa para contrarrestar la normal corrosión externa del metal del que esta constituido la tubería. La protección catódica es utilizada en los casos donde toda la tubería o parte de ella se encuentra enterrada o sumergida bajo el agua. En tuberías nuevas, la protección catódica ayuda a prevenir la corrosión desde el principio; en tuberías con un período de operación considerable puede ayudar a detener el proceso de corrosión existente y evitar un deterioro mayor. 6
Selección de Materiales: se refiere a la selección y empleo de materiales resistentes a la corrosión, tales como: acero inoxidable, plásticos y aleaciones especiales que alarguen la de vida útil de una estructura, por ejemplo de la tubería. Sin embargo, en la selección de materiales resistentes a la corrosión el criterio fundamental no es, en esencia, la protección de una estructura, sino la protección o conservación del medio donde esta existe.
Inhibidores de Corrosión: son substancias que aplicadas a un medio particular, reducen el ataque del ambiente sobre el material. bien sea metal o acero de refuerzo en concreto. Los inhibidores de corrosión extienden la vida de las tuberías, previniendo fallas y evitando escapes involuntarios. Evaluar el ambiente en el cual está la tubería o en el sitio donde se ha de colocar, es muy importante para el control de la corrosión, no importa cual método o combinación de estos se emplee. Modificar el ambiente en las inmediaciones de la tubería, como por ejemplo reducir la humedad o mejorar el drenaje, puede ser una manera simple y efectiva de reducir la potencialidad de la corrosión. Además, emplear personal entrenado en el control de la corrosión es crucial para el éxito de cualquier programa de mitigación de corrosión. Componentes básicos Resinas. Son compuestos orgánicos o inorgánicos poliméricos formadores de película cuyas funciones principales son las de fijar el pigmento, promover buena adherencia sobre el substrato metálico o capa anterior y en general promover la formación de una barrera flexible, durable e impermeable a los agentes corrosivos del medio ambiente.
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Aditivos. Son compuestos metálicos u órganos metálicos que no obstante que se adicionan en pequeñas cantidades tienen gran influencia sobre la viscosidad y estabilidad del recubrimiento líquido así como sobre el poder de nivelación y apariencia de la película ya aplicada. Solventes. Son líquidos orgánicos de base alifática o aromática cuya función principal es la de disolver las resinas, aditivos y presentar un medio adecuado para la dispersión del pigmento. Estos compuestos no son formadores de película ya que se eliminan del recubrimiento a través del proceso de secado; parte de las propiedades del recubrimiento tales como viscosidad, facilidad de aplicación y porosidad dependen de la naturaleza del solvente, por lo que para su elección deberán tomarse en cuenta propiedades tales como: poder de disolución, temperatura de ebullición, velocidad de evaporación, flamabilidad, toxicidad, estabilidad química y costo. Pigmentos. Son sustancias sólidas orgánicas o inorgánicas que reducidas a un tamaño de partícula inferior a las 25 micras y dispersas en el vehículo, imparten a la película seca del recubrimiento propiedades tales como: resistencia a la corrosión, resistencia mecánica, poder cubriente, así como protección a la resina de la acción degradante de los rayos UV del sol. Entre las características deseables en un pigmento se pueden mencionar las siguientes: no reactividad química con el vehículo, fácil humectación y dispersión, alta resistencia al calor, luz y agentes químicos. Los componentes de un recubrimiento deberán mezclarse íntimamente en un orden adecuado para obtener finalmente el producto terminado. La optimización, en cuanto a su formulación, para un medio agresivo en particular es el resultado de un intenso trabajo experimental de prueba y error, sin que exista un tipo de recubrimiento aplicable a todos los casos de corrosión.
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Tabla 1. Componentes básicos de un recubrimiento. Protectores (rojo oxido, cromado de zinc, aluminio) Decorativos (todos los colores Pigmentos
Opacos
incluyendo el blanco) Funcionales (anti vegetativo, retardante de fuego) Extendedores (para bajar cosos de
Transparentes
la pintura) Especialidades (texturizar, matizar)
Pintura
No volátiles
pigmentada
Resina (dureza y adhesión) Aceite (Flexibilidad y durabilidad)
Vehículos
Plastificantes (Flexibilizar) Secantes (Acelerar el secado) Volátiles
Solventes activos (reducir viscosidad) Solventes latentes (reducir viscosidad y bajar costo) Diluyentes (bajar costo) Agua (fase continua en emulsiones) Solvente coalescente (ayuda a la formación de película en emulsiones)
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TIPOS DE RECUBRIMIENTOS A la fecha se han desarrollado una gran diversidad de recubrimientos anticorrosivos cuya formulación o composición obedece a la resolución de un problema específico, cuya finalidad es proteger un substrato de un medio corrosivo. Estos requieren de uso de resinas y pigmentos altamente resistentes que permitan una alta eficiencia de protección. A partir del procedimiento que requiere el recubrimiento para alcanzar sus propiedades o características de operación o comportamiento se describe una clasificación de los mismos: Secado al aire, un solo componente: La primera etapa considera una eliminación de solventes por evaporación a temperatura ambiente, posteriormente por una interacción con el aire las moléculas de las resinas se unen o polimerizan en forma entrelazada dando lugar a películas relativamente continuas de resina-pigmento. Los recubrimientos alquidalicos, vinílicos y acrílicos son ejemplos de este tipo. Secado al aire, dos componentes: La primera etapa es una eliminación de solventes a temperatura ambiente desarrollándose simultáneamente una reacción de enlazamiento tridimensional entre las resinas de cada uno de los componentes una de las cuales se denomina comúnmente catalizador. El tiempo requerido para que se lleve a cabo esta reacción de " curado" o polimerización es del orden de 5 a 7 días, superior a la etapa de eliminación de solventes, por lo tanto el recubrimiento no debe ponerse en operación en medios corrosivos fuertes o de inmersión antes de ese tiempo. Los recubrimientos epóxicos y de Poliuretanos secan y curan en esta forma. Curado a alta temperatura: La primera etapa considera la eliminación de solventes a temperatura ambiente, posteriormente y ante la incapacidad de la resina para reaccionar con el aire a bajas temperaturas, es necesario exponer el recubrimiento a temperaturas 10
arriba de 100 °C, lográndose en esa forma el entrelazamiento o curado requerido para alcanzar las características de operación y protección. Dentro de este procedimiento de curado se incluye los recubrimientos de horno que posterior a su curado, trabajan a temperatura ambiente, y los recubrimientos resistentes a altas temperaturas utilizados en la protección de instalaciones que operan a temperaturas muy superiores a la ambiente. Otra clasificación de los recubrimientos muy usual se establece considerando el tipo de resina usada en la fabricación de los mismos. Dado que la resistencia del recubrimiento y por lo tanto su eficiencia de protección contra la corrosión dependen esencialmente de las características y propiedades de los componentes de la película seca, representados por la resina y el pigmento, con frecuencia se asocia o establece un cierto grado de calidad o eficiencia de protección con el tipo de resina utilizado, por ejemplo; al mencionar recubrimientos alquidalicos y epóxicos, inmediatamente se acepta que el primero es menos resistente a medios corrosivos que el segundo. Basados en esta clasificación a continuación se tienen las características y limitaciones más relevantes para los recubrimientos convencionales. Recubrimientos alquidalicos: Es un recubrimiento económico, con buena retención de brillo y resistencia a medios ambientes secos o húmedos sin salinidad o gases corrosivos; presenta buena adherencia, poder de humectación y tolera cierto grado de impurezas en la superficie por lo que con frecuencia es suficiente con una limpieza manual. Seca por evaporación de solventes e interacción con el aire. Sus limitaciones están representadas por su baja resistencia a solventes fuertes como aromáticos, éter, cetonas y compuestos solventes alifáticos, como gasolinas, gasnafta, etc. No es recomendable para una inmersión continua; su resistencia química es regular y especialmente mala en condiciones alcalinas ante las cuales se saponifica y destruye. No resiste productos alcalinos de la corrosión por lo que una vez iniciada la corrosión 11
interpelicular disminuye su adherencia. Por idénticos motivos no se recomienda la aplicación de un alquidálico sobre concreto, galvanizado o inorgánico de zinc. No se recomienda para exposiciones superiores a 60 °C. Recubrimientos vinílicos: Son recubrimientos no tóxicos, resistentes a la abrasión que pueden ser utilizados en la protección de superficies metálicas y resiste la inmersión continua en agua dulce o salada; resiste soluciones diluidas de la mayor parte de los ácidos orgánicos e inorgánicos, incluyendo HC1, HNO3, H3PO4, H2SO4, ácido cítrico, no es afectado por derivados del petróleo tales como gasolina, diesel, petróleo crudo, etc. A temperatura normal resisten soluciones de NAOH hasta el 40%; Na2CO3; Ca (OH)2, y amoniaco hasta el 10%. Proporcionan una superficie semibrillante, con alta resistencia a la intemperie aun altamente húmeda y corrosiva. Entre sus limitaciones principales se tiene su baja resistencia a éteres, cetonas, inmersión en hidrocarburos clorados o solventes con más de 30% de aromáticos. Con el tiempo es afectado por los rayos del sol, presentando un caléo superficial. Seca por evaporación de solventes. No se recomienda para exposiciones superiores a 55 °C. Recubrimientos epóxicos: En términos generales el nivel de adherencia, dureza, flexibilidad y resistencia a los medios corrosivos de los recubrimientos epóxicos no han sido superados por ningún otro tipo de los recubrimientos actuales. Puede aplicarse sobre superficies de concreto, metálicas, galvanizadas o inorgánicas de zinc; presenta una excepcional resistencia a medios alcalinos y buena resistencia a los medios ácidos; soporta salpicaduras, escurrimientos e inmersiones continuas de la mayoría de los hidrocarburos alifáticos y aromáticos, alcoholes, etc.
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Presenta un alto grado de impermeabilidad permaneciendo inalterable ante la exposición o inmersión en agua dulce, salada y vapor de agua. Estas características no las adquiere por si solo, requiere de un agente de polimerización o entrecruzamiento denominado catalizador, el cual usualmente esta constituido por una solución de resinas amínicas o poliamidicas. Su principal limitación considera la formación de un caléo superficial sin menos cabo a sus propiedades de película, así como su alto costo relativo; además, a largo plazo tiende a fragilizarse. A corto plazo alcanza a desarrollar una superficie lisa y muy continua, la cual puede presentar problemas de adherencia durante el repintado o mantenimiento, requiriendo un mordentado. Recubrimientos epoxy-alquitran de hulla: Este recubrimiento se ha desarrollado específicamente para resolver problemas de inmersión continua en agua salada por muy largo tiempo y en el cual se combina la alta resistencia y características de un recubrimiento epóxico con la alta impermeabilidad del alquitrán de hulla; no obstante, su resistencia a los solventes es afectada por lo que no se recomienda una inmersión continua a los mismos; además por influencia del alquitrán de hulla, el recubrimiento tiende a cuartearse y calearse, cuando se expone por largo tiempo a la acción de los rayos del sol. Recubrimientos vinil-acrílicos: Es un recubrimiento que combina la alta resistencia química y la abrasión de los vinílicos, con la excepcional resistencia al intemperismo y rayos del sol de las resinas acrílicas; su poder de retención del brillo y color es superior a cualquiera de los recubrimientos desarrollados a la fecha, por lo que, además de ser resistente a medios salinos, ácidos y alcalinos, dando lugar a una alta eficiencia de protección contra la corrosión, presenta características decorativas.
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La presencia de la resina acrílica disminuye la resistencia a los solventes de tipo aromático, cetonas, éteres y alifáticos por lo que no se recomienda para inmersión continua. Recubrimientos fenólicos: Es un recubrimiento duro, brillante y muy adherente; en términos generales su resistencia a los solventes, medios ácidos y alcalinos, es moderada, por lo que no se recomienda para inmersiones continuas. En general su eficiencia de protección es ligeramente mayor a la de los alquidalicos. Si el recubrimiento es horneado su resistencia a los solventes y al agua se incrementa considerablemente, llegando a soportar la inmersión en los mismos. Recubrimientos de silicón: La alta estabilidad térmica de la resina permite la utilización de este tipo de recubrimientos hasta unos 750 °C, la película del recubrimiento resultante es resistente a la intemperie y a atmósferas contaminadas. Recubrimientos antivegetativos: Es un recubrimiento desarrollado para prevenir el crecimiento de organismos marinos en superficies sumergidas por largos periodos. En su formulación se incluyen resinas vinílicas, brea, cobre o tóxicos órganometálicos que permiten esta acción de inhibición. Este recubrimiento requiere una formulación cuidadosa a fin de que el tóxico abandone el recubrimiento pausadamente en cantidad suficiente para inhibir el crecimiento de organismos marinos. Recubrimientos de zinc 100% inorgánicos: En cierta forma este recubrimiento es un " galvanizado en frío, en el cual la película es formada por la aplicación de una mezcla homogénea de polvo de zinc y una solución acuosa de silicato orgánico o inorgánico; la eliminación de agua y solventes e interacción de los componentes antes mencionados permite obtener una película de silicato de zinc con oclusiones de zinc en polvo, por lo que finalmente su naturaleza es inorgánico. El mecanismo de protección de este 14
recubrimiento
difiere
del
correspondiente
a
los
recubrimientos
mencionados
anteriormente; en lugar de presentar una barrera impermeable al medio corrosivo, se antepone a este una película de zinc con alta conductividad eléctrica capaz de sacrificarse anódicamente para proteger el Acero, es decir, lo protege a partir del principio de la protección catódica. Dado que el espesor de la película y por lo tanto la cantidad de material disponible para el sacrificio es pequeña (2 a 2.5 mils. de pulgada) es necesario recubrirlo posteriormente con un acabado de tipo epóxico o vinil - epóxico a fin de que la película de inorgánico de zinc o protección catódica solo actúe en presencia de discontinuidades, grietas o raspaduras. Es un material muy resistente a la abrasión, poco flexible, muy adherente. No se recomienda para inmersiones en ácidos o álcalis; resiste todos los solventes. Para efectos de protección anticorrosivos y debido a la permeabilidad natural de los recubrimientos, estos deberán aplicarse a un espesor tal que la película seca nunca sea inferior a los 6 mils. En un principio podría pensarse en cubrir este espesor en una sola formulación de un recubrimiento que incluyese la resina adecuada y un porcentaje determinado de pigmentos inhibidores; no obstante, la eficiencia en la protección contra la corrosión no depende exclusivamente de la resina y del pigmento sino también del espesor. Esta serie de factores incluyendo como parte muy importante aspectos de tipo económico han dado lugar a la utilización de diferentes formulaciones para cubrir el espesor antes mencionado. Dependiendo de su posición estas formulaciones se denominan primario, enlace y acabado; al conjunto se le conoce como Sistema.
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EFICIENCIA DE LOS RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS
Es frecuente considerar que la eficiencia de protección anticorrosiva utilizando recubrimientos depende exclusivamente de su calidad, este criterio equivoco es la causa de errores y fracasos en la protección de instalaciones industriales. Realmente, este método de control de corrosión es una técnica con varias etapas de igual importancia y de cuya correcta ejecución depende el éxito o alta eficiencia de protección. Estas etapas son las siguientes:
Selección del sistema de recubrimientos Calidad del recubrimiento Preparación o limpieza de superficies Aplicación de recubrimientos
La protección anticorrosiva mediante recubrimientos, es una actividad muy importante que se realiza una vez que ha terminado la construcción del elemento de acero y también durante la misma, debido a la necesidad de proteger el exterior de la pared del nuevo elemento de lo agresivo que es el ambiente para oxidarla cuando estos carecen de recubrimientos. Los recubrimientos anticorrosivos deben cumplir con las siguientes características:
Alta resistencia eléctrica
Impedir el paso de la humedad
Su método de aplicación no afectará las propiedades de los elementos de acero
Una vez aplicado no debe manifestar defectos
Debe tener buena adherencia 16
Ser resistente a microorganismos Resistente al manejo, almacenaje e instalación (para tuberías)
Resistente al ataque químico
Fácil de reparar
Deberá conservar sus propiedades físicas a través del tiempo
No toxico
Resistente a efectos térmicos, al impacto y a la fricción. Resistente al desprendimiento catódico (tuberías).
PROTECCIÓN DE TUBERÍAS SUPERFICIALES
Las tuberías expuestas al aire libre, son propensas al depósito o acumulación de agua, polvo, herrumbre, escapes de vapor, salitre, etc. La acumulación de estas substancias en tuberías aéreas forma pequeñas pilas galvánicas que eventualmente corroen la superficie del metal. La aplicación de pintura y un programa de limpieza superficial y mantenimiento es suficiente para alargar la vida útil de la tubería. Sin embargo la aplicación del recubrimiento de pintura debe hacerse con especial cuidado, para que cumpla su misión de aislante de agentes externos. A continuación se describe el tratamiento que debe aplicar.
Eliminar la grasa y depósitos de aceite, depositada en la superficie del metal, mediante el empleo de trapos limpios saturados con un adelgazador o gasolina blanca (libre de plomo).
Para eliminar el barniz de fábrica, escamas de laminación, herrumbre, salpicaduras de soldadura y humo, tierra, etc. deberá frotarse la tubería con un cepillo de alambre hasta obtener una superficie completamente limpia, de color 17
gris metálico brillante. En caso de existir depósitos fuertes de óxido y escorias de fundición, se removerán, con martillo y cincel y luego se utilizará cepillo de alambre.
Antes de aplicar el fondo o pintura base, la superficie deberá limpiarse cuidadosamente con un paño humedecido en solvente para eliminar partículas de hierro y alambre producidas al utilizar la limpieza con cepillo metálico.
Como primera capa de recubrimiento se debe aplicar dos manos de un imprimador de agarre. Como película intermedia se utiliza comúnmente rojo óxido de plomo, igualmente a dos capas. Por último como capa de acabado utilice dos manos de un esmalte compatible con el sistema imprimante y película intermedia.
En aquellos puntos donde la pintura tienda a deslizarse dejando puntos propicios para la corrosión, tales como: soldadura, ángulos, bordes y esquinas se efectuarán retoques de fondo a fin de aumentar el espesor de la película.
Es recomendable que, como sistema de recubrimiento, se apliquen las películas de imprimante, capa intermedia y capa de acabado de un mismo fabricante de pintura. Igualmente conveniente es cumplir con las recomendaciones del fabricante del recubrimiento en cuanto a la preparación de la superficie, implementos de pintura, mezcla del producto y técnica de aplicación. El cumplimiento de este proceso y un programa de inspección y mantenimiento de la línea nos garantizarán la prolongación de la vida útil de la tubería.
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PROTECCIÓN DE TUBERÍAS ENTERRADAS EN TUBERIAS
Las tuberías enterradas, a diferencia de las superficiales, se encuentran completamente sumergidas en un medio electrolítico. Cada suelo tiene características particulares de resistividad-conductividad específicas, y a lo largo de la longitud de la línea esta resistividad varía por efectos de cercanías a cuerpos de agua, instalaciones enterradas, bases de edificaciones, torres de alta tensión, otras tuberías, etc. Para garantizar la protección contra la corrosión de una tubería enterrada no es suficiente un recubrimiento de pintura. Es necesario la aplicación de revestimientos que aíslen la tubería del medio en que se encuentra. Estos revestimientos pueden ser: polietileno o polipropileno, resina époxica, brea époxica, imprimante y cinta plástica adhesiva (teipe), etc. El polietileno, polipropileno y resina époxica son de aplicación industrial y las tuberías deben enviarse a plantas de revestimiento especializadas en aplicar este tipo de protección a los tubos. La brea y la combinación de imprimantes y teipes pueden aplicarse en sitio. Ningún revestimiento garantiza una protección del 100%. Impurezas en el material o proceso de aplicación de la capa protectora, golpes o ralladuras al momento del transporte o instalación pueden desmejorar el aislamiento. Es por esta razón que para garantizar la prolongación de la vida útil de una tubería revestida se acompaña de un sistema de protección catódica.
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SISTEMAS GENERICOS DE RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS PARA TUBERÍA ENTERRADA, SUMERGIDAS E INTERFASES
Selección de los recubrimientos anticorrosivos Se debe considerar la protección anticorrosiva a base de recubrimientos, de la tubería enterrada o sumergida, así como de sus zonas de interface tierra-aire y agua-aire para la aplicación en planta ó campo. Para seleccionar adecuadamente un recubrimiento anticorrosivo para tubería enterrada, sumergida e interfaces es necesario considerar los siguientes factores: Antecedentes de funcionalidad: El sistema genérico de recubrimiento seleccionado debe contar con evidencia documental de haber sido utilizado en ductos e interfaces a las condiciones ambientales de diseño y operativas similares al ducto que se pretende proteger. Lo anterior con información nacional o internacional. Temperatura de operación: El sistema de recubrimiento anticorrosivo debe conservar sus propiedades protectoras a la temperatura de servicio del ducto. Tipo de suelo o agua: Para el caso de proyectos nuevos, el diseñador debe contar con información relacionada al tipo de suelo o agua, entre otros:
Tipo de suelo: arcilloso, rocoso, calcáreo, fangoso, ácido, básico, etc.
Concentración de sales en el suelo o agua
Porosidad y resistividad del suelo
Otros contaminantes en suelo o agua
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Condiciones críticas que influyen en el potencial de polarización de la tubería recubierta, sus efectos sobre los recubrimientos y la funcionalidad del sistema de protección catódica: En todos los casos, el personal de Supervisión, debe realizar un reconocimiento en el sitio de las estructuras aledañas (ductos en DDV, líneas de energía de alta y baja tensión) y presencia de efluentes que se encuentren en el entorno cercano a las tuberías a proteger, con el propósito de minimizar los riesgos y daños al sistema de ductos. Requerimientos mínimos de aceptación para la selección del sistema genérico de recubrimiento anticorrosivo Los sistemas genéricos de recubrimientos que se contemplan son los siguientes:
Brea de Alquitrán de Hulla: Estos recubrimientos a base de brea de alquitrán de hulla tienen propiedades termoplásticas, adherido al tubo por medio de una película de pintura primaria y reforzada con fibra de vidrio.
Epóxicos en polvo adheridos por fusión: Estos recubrimientos a base de resinas epóxicas pueden ser aplicado en polvo que se funden al hacer contacto con el tubo previamente calentado o en forma líquida. Acabado de alta resistencia a la abrasión, ideal como recubrimiento protector en perforaciones dirigidas, alto grado de flexibilidad, desempeño mejorado en aplicaciones húmedas.
Epóxicos líquidos de altos sólidos: Estos recubrimientos son a base de resinas epóxicas, el contenido de sólidos es mayor al 70% en peso, tienen baja viscosidad, con bajo contenido de VOC`s, excelente resistencia química, alta resistencia a la abrasión, 100% impermeable, excelente resistencia al agua salada, a vapores de solventes y derrames de alcalinos.
Polietileno extruido tricapa: Estos sistemas de recubrimientos tricapa son a base de polietileno o polipropileno extruido, adherido al tubo por medio de una capa de
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epóxico en polvo y una capa de adhesivo copolímero, ideal para altas temperaturas.
Polipropileno extruido tricapa
Cintas de poliolefinas: Estos sistemas consisten en un primario activado por presión o térmicamente, una capa de adhesivo butílico o elastómero termoplástico y una capa de polietileno de alta densidad o poliolefina para protección mecánica.
Cintas y mangas termocontraíbles: Son Ligamento cruzado por radiación recubiertas con mastique. Sellador de formulación especial.
Ceras microcristalinas del Petróleo: Son recubrimiento a base de ceras microcristalinas y aditivos derivados del petróleo, cuya aplicación puede ser en frío (en forma de cintas) ó en caliente (en forma líquida), los aspectos específicos de este sistema se encuentran en la norma NACE RP 0375-94.
Poliuretanos: Son sistemas de recubrimientos de resinas termofijas con características rígidas o flexibles.
Evaluación de los sistemas de recubrimientos En todos los casos, los sistemas de recubrimientos deben ser sometidos a una evaluación que involucre tres etapas generales: respaldo documental, pruebas de laboratorio y pruebas de campo. El recubrimiento debe ser rechazado en caso de no cumplir con este requisito o si los resultados de la evaluación no son plenamente satisfactorios. El cliente puede en un momento determinado corroborar la información entregada por el fabricante o proveedor mediante la obtención de una muestra del material suministrado la cual enviará con un laboratorio acreditado, y de no cumplir con lo especificado en los requerimientos mínimos de aceptación para el material correspondiente este será rechazado, independientemente de que el proveedor haya entregado la evidencia que soporte el cumplimiento de la especificación. 22
CONCLUSIÓN El presente trabajo proporciona gran información respecto al tema, Se explica las características que deben prevalecer los elementos que va a recibir esta protección anticorrosiva, así como las Normas o Especificaciones que deben de cumplirse, de acuerdo al Cliente y a los Estándares establecidos. Se presenta Sistemas de recubrimiento protección a instalaciones superficiales, ductos, tuberías enterradas o submarinos, sus usos, ventajas y facilidad de su aplicación. Se cumple con los objetivos propuestos, ya que se explica los tipos de recubrimientos. Se establecen los diferentes sistemas de recubrimientos anticorrosivos para protección de la tubería, ductos e instalaciones superficiales. Además Se nombra los requerimientos mínimos de aceptación para la selección del sistema genérico de recubrimiento anticorrosivo
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BIBLIOGRAFÍA CORBETT, R., 1985. “Catthodic Proteccion as an Equivalent Electrical Circuit”. NACE. 1997.
“PIPELINE CORROSION” An Issue Paper from NACE Internationalational,
Approved.
RAMIREZ N., 2012. APLICACIÓN DE SISTEMAS A BASE DE RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS PARA INSTALACIONES SUPERFICIALES, DUCTOS, TUBERÍAS ENTERRADAS, SUMERGIDAS E INTERFACE. Monografía. Universidad Veracruzana. Facultad de Ingeniería. COATZACOALCOS, Veracruz.
SOLDITECA., 1991. “PROTECCIÓN CATODICA”.
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