Según "World Corrosion Organization"
La corrosión está costando muy caro a nuestras economías.
Recientes encuestas muestran que el costo directo en todo el mundo por la corrosión está ya en torno a los $ 2,200 billones.
El costo anual de la corrosión en todo el mundo es superior al 3% del PIB mundial.
Estas cifras reflejan sólo el costo directo de la corrosión, esencialmente los materiales, equipos y servicios relativos a la reparación, mantenimiento y reemplazo.
No incluyen el daño al medio ambiente, el despilfarro de recursos, pérdida de producción, o daños personales derivados de la corrosión
1
Costo de Corrosión en USA
Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States.
Un estudio del 2002, iniciado por NACE, permanece como una importante referencia sobre el costo y control de corrosión en USA.
El estimado anual del costo por efecto de la corrosion es de $276 billones.
2
3
Corrosión en Empresas Eléctricas
Preparado por el Electric Power Research Institute
Reporte Número: 1004662
Publicado en: Octubre 2001
Se estima que el costo total por corrosión en la industria eléctrica en los EUA en 1998 es de $17.3 billones de dólares
Esto representa alrededor del 7.9% de $218 billones, que es el costo total de la electricidad en los EUA en 1998
Alrededor del 22% de los costos de corrosión ($3.8 billones se considera evitable usando medidas prácticas y económicamente efectivas
4
Costos por Corrosión en Cementeras
1. Reparación de paredes, techos y componentes de filtros
2. Costo de reemplazo de filtros severamente dañados
3. Paradas de planta por filtros defectuosos
4. Daños y costo de reemplazo de mangas filtrantes
5. Mantenimiento, reparación y reemplazo de chimeneas
6. Reducción en la producción por entrada de aire externo
7. Mantenimiento y reparación de ventiladores de tiro inducido
8. Reparaciones y reemplazo de secciones del horno
9. Paradas imprevistas
10. Reducción de recursos para la producción de cemento
The costs associated with corrosion of cement kiln baghouses can be as much as $100,000 to $500,000 per year for each kiln baghouse, depending upon the severity of the problem. (FL Smidth, IEEE-IAS/PCA 2001)
Impacto Ecológico
La mitad de cada tonelada de acero que se fabrica se produce simplemente para sustituir el acero corroído.
Durante el 2010, la producción total mundial de acero fue de 1,413.6 millones de toneladas.
Esto implica una considerable huella de carbono, ya que se generan 380 Kg. de dióxido de carbono (CO2) por cada tonelada de acero producido.
5
6
Estrategias Técnicas Preventivas
Mejorar los criterios de diseño que ayuden a reducir la corrosión.
Desarrollar mejores métodos para predecir la vida útil y el comportamiento de los equipos.
Lograr nuevas tecnologías contra la corrosión a través de investigación, desarrollo e implantación.
7
Estrategias Gerenciales Preventivas
Incrementar el conocimiento sobre los altos costos de la corrosión y sobre los potenciales ahorros.
Cambiar la mentalidad de que no se puede hacer nada para reducir la corrosión.
Mudar las actitudes, regulaciones, estándares, y prácticas gerenciales para aumentar los ahorros en el área de corrosión
Mejorar el entrenamiento y educación del personal.
8
Proceso de Corrosión por Gases de Combustión
Presencia de compuestos ácidos en los gases de combustión, las fuentes más comunes son:
Azufre en el combustible (Carbón, Coque)
Cloruros en la materia prima, combustible o aire (Costa)
Uso de combustibles alternativos
Contenido de humedad en los gases
Producto de la combustión
Humedad atmosférica, rociado en la torre de acondicionamiento
Condensación ácida en las superficies internas
Paradas y arranques de planta, molino de crudo en servicio
Pérdida de metal de hasta 1mm por año, vida útil< 5 años
9
Tendencias Recientes en Corrosión
Mayor contenido de azufre en el combustible
Aumenta la acidez de los gases
Conversión de precipitadores a filtros de mangas
Reduce el polvo en las paredes
Mejor filtración del polvo
Más corrosión del lado de gases limpios
Incremento en uso de combustibles alternativos
Fuente adicional de azufre y cloruros
Menor temperatura de los gases
Mayor condensación en las paredes
10
Falla Típica de Revestimiento Epóxico
Perforación
Delaminación
11
Falla de Revestimiento de Alta Temperatura
12
Clara Señal de Problemas
13
Corrosión en Filtros, Chile
Tres años en servicio
Principal causante es azufre
Grandes costras de óxido
14
Para esta Chimenea es Demasiado Tarde
15
Nuevas Tecnologías de Materiales
Polímeros orgánicos reforzados con nano-componentes
Protección de la corrosión hasta 225ºC
Control de abrasión/corrosión hasta 225ºC
Polímeros inorgánicos con refuerzo de nano cerámicos para altas temperaturas
Protección de la corrosión hasta 425ºC
Materiales nano cerámicos para temperaturas extremas.
Protección contra abrasión y corrosión hasta 600ºC
16
Desarrollo de Productos
FlueGard, evolución desde el año 2000
FG-225T, un componente, espátula
Cemex @ Pertigalete, Venezuela
FG-225S, pistola, 2 componentes, solvente
Holcim @ Midlothian, Texas
FG-225SLB, pistola, 2 componentes, 100% sólidos
Lafarge @ Harleyville, South Carolina
FG-225SQC, Pistola, Curado rápido
Holcim @ Dudefield, South África
FG-325S, Alta temperatura, filtro del horno
Holcim @ Macuspana, Mexico
FG-425S, mayor temperatura, BH @ torres acondicionadoras
Cemex @ Hermosillo, Mexico
17
Que son estos Nuevos Materiales?
Polímeros Orgánicos Híbridos hasta 225ºC
Sistema de dos componentes
Se mezclan en una proporción definida
Preparación de la superficie hasta 75 micrones
Tiempo de gelado de varias horas
Se aplican con sistema de aspersión sin aire
Curado inicial en 24 horas a 25ºC (70ºF)
Curado final entre 140ºC(280ºF) y 180ºC(360ºF)
18
Porqué Funcionan tan Bien?
1. Resistencia a altas temperaturas
Refuerzos inorgánicos en tamaño de nano partículas
2. Resistencia química a ácidos y álcalis
Resinas densamente reticuladas en el sistema
3. Tenaz adherencia al metal
Formación de una interfase pasiva en la superficie del acero
4. Resistencia a la abrasión
Propiedades elastoméricas en el polímero orgánico
Propiedades cerámicas en el polímero inorgánico
19
Cómo se instala el FlueGard-225?
Preparación de la superficie
Arenado hasta metal gris (SSPC – SP10 o NACE #2), perfil de >3 mils , remover el polvo
Aplicar capa de FlueGard-225 de 20mils (0.5 mm)
Dos etapas de curado
Temperatura ambiente, 24 horas
Permite la inspección y reparación si fuese necesario
Alta temperatura, 170 ºC por 2 horas
Operación y mantenimiento
Expectativa de vida útil, mayor de 5 años
Las reparaciones se adhieren al metal y al FlueGard-225 anteriormente instalado
20
Instalación en Equipos Nuevos
Ventajas de proteger los equipos nuevos en lugar de esperar los primeros daños por corrosión:
Menor costo en la preparación y aplicación
Fácil acceso a los componentes a nivel del suelo
No hay que remover y reinstalar las mangas filtrantes
No hacen falta andamios
Mejor control de calidad del proyecto
Cronograma más flexible
Extensión de la vida útil del equipo
Se evita cualquier daño inicial
Filtros de Mangas
Algunos de los equipos más afectados son los filtros de mangas, esto incluye el filtro del horno, el filtro del molino de carbón y el filtro de bypass de álkali o de cloruro.
El reemplazo de un filtro del horno puede costar entre 3 y 5 millones de dólares
Su vida útil puede incrementarse considerablemente protegiendo el interior con un revestimiento tal como el FlueGard-225SQC o el FlueGard-425S.
Hasta la fecha hay más de 300 aplicaciones hechas a nivel mundial.
21
22
FlueGard-225
Placa de Prueba Nueva
Bordes de acero expuestos
23
Placa de Prueba, Corte Transversal
La corrosión para aquí
24
Aplicación de FlueGard-225 en España
25
Nuevo Filtro en Francia
26
SS316 Interior Corroído Después de 12 Meses
Reciclaje de Baterias, Los Angeles
27
Aplicación con Pistola sin Aire
28
Inspección
Después de
un Año
29
Placa de Prueba en el Filtro
Placa después de 6 meses
30
Soldadura de Nuevas Planchas
FlueGard-225SQC Inspección, 6 Años
32
Nuevas Tecnologías
FlueGard-425S, protección anticorrosiva para altas temperaturas (Hasta 425ºC)
Cemex @ Mérida, México
StackGard-255SQW, protección interna de chimeneas hasta 255ºC.
Australia Cement @ Launceston, Tasmania
KilnGard-600, corrosión de la carcasa del horno, debajo del refractario
Cementos Progreso @ Sanarate, Guatemala
33
FlueGard-425S
Sistema de un solo componente
Se mezcla en campo para re-dispersar los sólidos
Preparación de la superficie hasta 75 micrones
Se aplica en una sola capa, con pistola sin aire
Curado inicial en 12 horas a 25ºC (70ºF)
Curado final entre 180ºC(360ºF) y 220ºC(430ºF)
Polímero híbrido con resistencia hasta 425ºC
34
FG425S en Nuevo Filtro de Mangas en México
Protección de Chimeneas
Otro equipo crítico son las chimeneas.
Hemos visto casos donde se ha desplomado la parte superior de la chimenea, afortunadamente sin herir al personal de la planta.
El reemplazo de una chimenea del horno puede costar entre $600, 000 y un millón, aparte del tiempo de parada para hacer el cambio.
El mayor reto en la protección interna anticorrosiva de una chimenea esta en el amplio rango de temperatura de operación.
Esta puede variar de unos 250ºC en la base a menos de 100ºC en el tope.
Chimenea Protegida con StackGard-255SQW
Corrosion del Casco del Horno
El horno rotatorio se ha convertido en un equipo susceptible a daños por corrosión debajo del refractario. Esto se ha agravado con el uso más frecuente de combustibles alternativos.
El costo directo de reemplazar 10 metros del horno con un diámetro de 5.6 metros es de $ 900,000 (Año 2002)
Hemos observado láminas desprendiéndose de la carcasa en espesores de 3 a 5 mm. Con esta severidad de corrosión, la vida útil puede ser menor de 5 años.
Hemos desarrollado un material cerámico llamado KilnGard-600SCW, el cual se aplica al interior de la carcasa, después de remover el óxido con chorro de arena.
El material seca a temperatura ambiente, permite colocar el nuevo refractario y finalmente cura a unos 200ºC durante la puesta en marcha del horno.
37
Corrosión del Horno, Guatemala
KilnGard-600SCW, Filipinas
40
Conclusiones
Existen nuevas tecnologías de materiales para la efectiva protección de corrosión y abrasión en plantas de cemento
El mayor beneficio de su uso es en sistemas que manejan gases ácidos de combustión, tales como:
Filtros de mangas y precipitadores
Chimeneas
Casco del horno
El momento más oportuno para su aplicación es durante la construcción de los nuevos equipos, antes de que la corrosión comience