Prevención de la corrosión en una planta de gas

2. Conceptos
   teóricos
3. Desarrollo del
   trabajo
4. Resultados

1.
Introducción

Sin menoscabar la importancia que tiene con
relación a otros aspectos, la principal motivación para el estudio de la
corrosión es, sin duda, de
índole económica.

El presente trabajo "Prevención de
la corrosión en una planta de gas" se desarrollo
en la planta de separación de líquidos Malvinas(Proyecto
EPC-1 Camisea), dicha planta es parte del modulo de
explotación del Proyecto del
Gas de
Camisea.

El modulo de explotación en el lote 88,
Yacimientos de Gas de
Camisea fue adjudicado al consorcio formado por las empresas
Pluspetrol(Argentina), Hunt Oil(USA), SK Corp. (Corea) e
Hidrocarburos Andinos(Argentina)

Para el diseño, construcción, operación y
mantenimiento de sistemas
de cañerías de gas internacionalmente se
utilizan las especificaciones técnicas establecidas por el Código ASME B-31.8 "Gas Transmission
and Distribution Piping Systems", el cual en el
capítulo VI "Corrosion Control",
enuncia los requisitos mínimos y procedimientos para el control de
la corrosión en el diseño de instalaciones nuevas y para
la operación y mantenimiento de sistemas
ya existentes. Para la preparación de la superficie
los métodos utilizados, son los
normalizados por las instituciones SSPC(Steel Structures Painting
Council), NACE(National Association of Corrosión
Engineers) y la SIS(Swedish Institute of
Standars)

2. Conceptos
teóricos

2.1
Definición de corrosión

La corrosión puede definirse como la
reacción química o electroquímica de un metal o
aleación con su medio circundante con el siguiente
deterioro de sus propiedades.

La reacción básica de corrosión es
por tanto:

Me Men+ +
ne-

De acuerdo con ello también es posible definir la
corrosión desde un punto de vista más
químico como el transito de un metal de su forma
elemental a su forma iónica o combinada con
cesión de electrones a un no metal como el oxigeno o el
azufre, por ejemplo. Es decir, el metal, a través de la
corrosión, retorna a la forma combinada formando
óxidos, sulfuros, hidróxidos, etc., que es como
los metales se
encuentran habitualmente en la naturaleza por
tratarse de formas termodinámicamente más
estables.

Desde el primer momento de su extracción, para lo
cual es necesario cambiar las condiciones termodinámicas
utilizando reductores, altas temperaturas, etc., el metal
muestra una
tendencia inherente a reaccionar con el medio
ambiente(atmósfera, agua,
suelo, etc.)
retornando a la forma combinada. El proceso de
corrosión es natural y espontáneo, y cuando mayor
es la energía gastada en la obtención del metal a
partir del mineral, tanto más fácilmente el metal
revierte al estado
combinado, es decir, tanto más favorecida
temodinámicamente está la reacción de
corrosión.

Metalurgia extractiva y corrosión son, por lo tanto
procesos de
acción opuesta.

El proceso de
corrosión es la interacción de un metal con el
medio que lo rodea, produciendo el consiguiente deterioro
en sus propiedades tanto físicas como químicas.
Las características fundamental de este
fenómeno, es que sólo ocurre en presencia de un
electrólito, ocasionando regiones plenamente
identificadas, llamadas estas anódicas y
catódicas: una reacción de oxidación es
una reacción anódica, en la cual los electrones
son liberados dirigiéndose a otras regiones
catódicas. En la región anódica se
producirá la disolución del metal
(corrosión) y, consecuentemente en la región
catódica la inmunidad del metal.

Los enlaces metálicos tienden a convertirse en
enlaces iónicos, los favorece que el material puede en
cierto momento transferir y recibir electrones, creando zonas
catódicas y zonas anódicas en su estructura.
La velocidad a
que un material se corroe es lenta y continua todo dependiendo
del ambiente
donde se encuentre, a medida que pasa el tiempo se va
creando una capa fina de material en la superficie, que van
formándose inicialmente como manchas hasta que llegan a
aparecer imperfecciones en la superficie del metal.

Este mecanismo que es analizado desde un punto de vista
termodinámico electroquímico, indica que el metal
tiende a retornar al estado
primitivo o de mínima energía, siendo la
corrosión por lo tanto la causante de grandes perjuicios
económicos en instalaciones.

2.2 Perdidas económicas originadas por la
corrosión

Las primeras estimaciones de los costos de la
corrosión, así como las más recientes,
coinciden en señalar que éstos corresponden a
aproximadamente el 3% del PBI de un país. La
corrosión es un fenómeno que puede afectar
prácticamente a cualquier material y cuando ésta
no es prevenida o controlada puede reducir significativamente
la vida útil o la eficiencia de
componentes, equipos, estructuras
e instalaciones.

Las pérdidas económicas derivados de la
corrosión pueden clasificarse en directas e indirectas.
Las pérdidas directas se relacionan con los costos
necesarios para la reposición de estructuras,
equipos, maquinaria o componentes que pueden quedar inservibles
por efecto de la corrosión. Respecto a pérdidas
indirectas, se pueden nombrar las siguientes: pérdidas
por interrupciones, pérdidas de productos,
pérdidas por contaminación de productos,
pérdidas de rendimiento, pérdidas por
sobredimensionamiento, pérdidas por accidentes.

Se estima que la relación entre los gastos directos
e indirectos se situa entre 1/6 y 1/10. Además se estima
que entre el 10 y el 12% de la producción mundial de acero se
pierde completamente cada año a causa de la
corrosión.

Los paros de las plantas
pueden ocurrir y ocurren como un resultado de la
corrosión, provocando gastos directos
e indirectos de aspecto económico y humano.

Dentro de los aspectos económicos tenemos:

a) Reposición del equipo corroído.

b) Coeficiente de seguridad y
sobre diseño para soportar la corrosión.

c) Mantenimiento
preventivo como la aplicación de recubrimientos.

d) Paros de producción debidos a fallas por
corrosión.

e) Contaminación de productos.

f) Pérdida de eficiencia ya
que los coeficientes de seguridad,
sobre diseño de equipo y productos de corrosión
por ejemplo, decrecen la velocidad de
transmisión de calor en
cambiadores de calor.

g) Pérdida de productos valiosos.

h) Daño de equipo adyacente a aquel en el cual se
tuvo la falla de corrosión.

Dentro de los aspectos humanos y sociales tenemos:

a) La seguridad, ya que fallas violentas pueden producir
incendios,
explosiones y liberación de productos
tóxicos.

b) Condiciones insalubres por ejemplo, contaminaciones
debido a productos del equipo corroído o bien un
producto
de la corrosión misma.

c) Agotamiento de los recursos
naturales, tanto en metales como
en combustibles usados para su manufacturera.

d) Apariencia, ya que los materiales
corroídos generalmente son desagradables a la
vista.

2.3 Clasificación y características de los distintos procesos de
corrosión.

La corrosión ocurre en muchas y muy variadas formas,
pero su clasificación

generalmente se basa en uno de los tres siguientes
factores:

1. Naturaleza de
la substancia corrosiva. La corrosión puede ser
clasificada como húmeda o seca, para la primera se
requiere un líquido o humedad mientras que para la
segunda, las reacciones se desarrollan con gases a
alta temperatura.

2. Mecanismo de corrosión. Este comprende
las reacciones electroquímicas o bien, las reacciones
químicas.

3. Apariencia del metal corroído. La
corrosión puede ser uniforme y entonces el metal se
corroe a la misma velocidad en toda su superficie, o bien,
puede ser localizada, en cuyo caso solamente resultan
afectadas áreas pequeñas.

La clasificación por apariencia, uniforme o
localizada, es muy útil para una discusión
preliminar que en caso de requerirse en forma más
completa, necesita del establecimiento de las diferencias entre
la corrosión localizada de tipo macroscópico y el
ataque microscópico local.

En el ataque microscópico, la cantidad de metal
disuelto es mínima y puede conducir a daños muy
considerables antes de que el problema sea visible.

Los diferentes tipos de corrosión se presentan en la
tabla No. 1 y se esquematizan en la figura No. 1,
a continuación se enuncia cada una de estas formas.

CORROSION GALVANICA Y UNIFORME

El ataque uniforme sobre grandes áreas de una
superficie metálica (Fig. No. 3b) es la forma más
común de la corrosión y puede ser húmeda o
seca, electroquímica o química, siendo
necesario seleccionar los materiales
de construcción y los métodos
de protección como pintura,
para controlarla.

Por otra parte, la corrosión uniforme es la forma
más fácil de medir, por lo que las fallas
inesperadas pueden ser evitadas simplemente por
inspección regular.

La corrosión galvánica se presenta, cuando dos
metales diferentes en contacto o conectados por medio de un
conductor eléctrico, son expuestos a una solución
conductora. En este caso, existe una diferencia en potencial
eléctrico entre los metales diferentes y sirve como
fuerza
directriz para el paso de la corriente
eléctrica a través del agente corrosivo, de
tal forma que el flujo de corriente corroe uno de los metales
del par formado.

Mientras más grande es la diferencia de potencial
entre los metales, mayor es la probabilidad de
que se presente la corrosión galvánica
debiéndose notar que este tipo de corrosión
sólo causa deterioro en uno de los metales, mientras que
el otro metal del par casi no sufre daño.

El metal que se corroe recibe el nombre de metal activo,
mientras que el que no sufre daño se le denomina metal
más noble.

La relación de áreas entre los dos metales es
muy importante, ya que un área muy grande de metal noble
comparada con el metal activo, acelerará la
corrosión, y por el contrario, una mayor área del
metal activo comparada con el metal noble disminuye el ataque
del primero.

La corrosión galvánica a menudo puede ser
reconocida por el incremento del ataque junto a la unión
de los metales, como se indica en la figura No. 3c y
este tipo puede ser controlado por el uso de aislamientos o
restringiendo el uso de uniones de metales cuando ellos forman
diferencias de potencial muy grande en el medio
ambiente en el que se encuentran. La diferencia de
potencial puede ser medida, utilizando como referencia la serie
galvánica de los metales y aleaciones
que se presentan más adelante, en la serie de los
potenciales tipo (standard) de óxido de
reducción.

Otro método
para reducir la corrosión galvánica, es evitar la
presencia de grandes áreas de metal noble con respecto a
las de metal activo.

CORROSION POR EROSION

Cuando el movimiento
del medio corrosivo sobre la superficie metálica
incrementa la velocidad de ataque debido a desgaste
mecánico, este recibe el nombre de corrosión por
erosión.
La importancia relativa del desgaste mecánico y la
corrosión, es a menudo difícil de establecer y
varia grandemente de una situación a otra, y el
mecanismo de la erosión
generalmente se atribuye a la remoción de
películas superficiales protectoras, como por ejemplo,
películas de óxido formadas por el aire, o bien,
productos adherentes de la corrosión.

La corrosión por erosión, generalmente tiene
la apariencia de picaduras poco profundas de fondo terso, como
se ve en la figura No. 1d, y el ataque puede presentar
también una distribución direccional debido al camino
seguido por el agente agresivo cuando se mueve sobre la
superficie del metal, tal y como se muestra en la
figura No. 3d.

La corrosión por erosión prospera en
condiciones de alta velocidad, turbulencia, choque, etc., y
frecuentemente se observa en impulsores de bombas,
agitadores y en codos y cambios de dirección de tuberías. Los
líquidos con suspensión conteniendo
partículas sólidas duras pueden igualmente causar
este tipo de problema.

La corrosión por erosión puede ser evitada por
cambios de diseño o por selección de materiales más
resistentes.

La corrosión por cavitación y desgaste
(fretting) son formas especiales de la corrosión por
erosión. La primera es causada por la formación y
colapso de burbujas de vapor en la superficie del metal. Las
altas presiones producidas por este colapso pueden disolver el
metal, remover las partículas protectoras, etc.

La corrosión por desgaste (fretting) ocurre cuando
las piezas de metal se deslizan una sobre la otra, causando
daño mecánico a una o ambas piezas (Figura No.
3e) y el deslizamiento es generalmente un resultado de la
vibración.

La corrosión se cree que juega uno de los siguientes
papeles: el calor de la fricción oxida el metal y a
continuación el óxido se desgasta, o bien, la
remoción mecánica de las partículas
protectoras de óxido, o los productos de la
corrosión resultantes, dan como resultado la exposición de superficies limpias del
metal al medio agresivo, en tal forma que el fenómeno
corrosivo se acelera.

La corrosión por deslizamiento se atenúa
utilizando materiales de construcción más duros,
empleando lubricación o bien incrementando la
fricción hasta un punto tal en que el deslizamiento es
imposible.

CORROSION POR AGRIETAMIENTO

Las condiciones ambientales en una grieta, pueden con el
tiempo
volverse muy diferentes de las existentes en una superficie
limpia y abierta, por lo que un medio ambiente muy
agresivo puede desarrollar y causar corrosión en las
grietas (figura No.3f).

Las grietas o hendeduras generalmente se encuentran en los
empaques, traslapes, tornillos, remaches, etc., y
también pueden formarse por depósitos de
suciedad, productos de la corrosión y raspaduras en las
películas de recubrimiento.

La corrosión por agrietamiento, generalmente se
atribuye a los siguientes factores:

a).- Cambios de acidez en la grieta o hendidura.

b).- Escasez de oxígeno en la grieta.

c).- Desarrollo
de iones diferentes en la hendidura.

d).- Agotamiento de Inhibidor en la grieta.

Al igual que todas las formas de corrosión
localizada, la corrosión por agrietamiento no ocurre en
todas las combinaciones metal-agente corrosivo, y algunos
materiales son más susceptibles para producirla que
otros, como por ejemplo aquéllos que dependen de las
películas protectoras de óxido formadas por el
aire para
adquirir su resistencia a
la corrosión, tal y como sucede con el acero
inoxidable y el titanio. Estos materiales pueden ser aleados
para mejorar su resistencia y
el diseño deberá hacerse de tal

manera, que se reduzcan las hendiduras, tratando de mantener
las superficies limpias para combatir este tipo de
corrosión.

CORROSION POR PICADURA

La corrosión por picadura se presenta por la
formación de orificios en una superficie relativamente
inatacada y las picaduras pueden tener varias formas (figura
No. 3g).

La forma de una picadura es a menudo responsable de su
propio avance, por las mismas razones mencionadas en la
corrosión por agrietamiento, es decir, una picadura
puede ser considerada como una grieta o hendidura formada por
si misma.

Para reducir la corrosión por picadura se necesita
una superficie limpia y homogénea, por ejemplo, un metal
homogéneo y puro con una superficie muy pulida
deberá ser generalmente, mucho más resistente que
una superficie que tenga incrustaciones, defectos o
rugosidad.

La corrosión por picadura es un proceso lento que
puede llevarse meses y años antes de ser visible, pero
que naturalmente, causará fallas inesperadas. El
pequeño tamaño de la picadura y las
minúsculas cantidades de metal que se disuelven al
formarla, hacen que la detección de ésta sea muy
difícil en las etapas iniciales.

La limpieza de la superficie y la selección de materiales conocidos,
resistentes a la formación de picaduras en un medio
ambiente determinado, es generalmente el camino más
seguro para
evitar este tipo de corrosión.

CORROSION POR EXFOLIACION Y DISOLUCION SELECTIVA

La corrosión por exfoliación es una
corrosión subsuperficial que comienza sobre una
superficie limpia, pero se esparce debajo de ella y difiere de
la corrosión por picadura en que el ataque tiene una
apariencia laminar.

Capas completas de material son corroídas (figura
No. 3h) y el ataque es

generalmente reconocido por el aspecto escamoso y en
ocasiones ampollado de la superficie.

Al final del ataque, una muestra tiene la apariencia de un
mazo de barajas en el cual algunas de las cartas han sido
extraídas. Este mecanismo es bien conocido en las
aleaciones
de aluminio y
se combate utilizando aleaciones y tratamientos
térmicos.

La corrosión por disolución selectiva se
produce al efectuarse la remoción de uno de los
elementos de una aleación siendo el ejemplo más
común la eliminación del zinc en aleaciones de
cobre-zinc,
conocido con el nombre de dezincificación. Este
fenómeno corrosivo produce un metal poroso (figura
3i) que tiene propiedades mecánicas muy pobres y
obviamente el remedio a este caso es el empleo de
aleaciones que no seansusceptibles a este proceso.

CORROSION INTERGRANULAR O INTERCRISTALINA

Para entender este tipo de ataque es necesario considerar
que cuando un metal fundido se cuela en un molde, su
solidificación comenzó con la formación de
núcleos al azar, cada uno de los cuales crece en un
arreglo atómico regular para formar lo que se conoce con
el nombre de granos o cristales.

El arreglo atómico y los espaciamientos entre las
capas de los granos, son los mismos en todos los cristales de
un metal dado; sin embargo, debido a la nucleación al
azar, los planos de los átomos en las cercanías
de los granos no encajan perfectamente bien y el espacio entre
ellos recibe el nombre de límite de grano. Si se dibuja
una línea de 2.5 cm de longitud sobre la superficie de
una aleación, esta deberá cruzar
aproximadamente

1 000 límites
de grano.

Los límites
de grano son a veces atacados preferencialmente por un agente
corrosivo y el ataque se relaciona con la segregación de
elementos específicos o por la formación de un
compuesto en el límite. La corrosión generalmente
ocurre, porque el agente corrosivo ataca preferencialmente el
límite de grano o una zona adyacente a él, que ha
perdido un elemento necesario para tener una resistencia a la
corrosión adecuada.

En un caso severo de corrosión ínter
cristalina, granos enteros se desprenden debido a la
deterioración completa de sus límites (figura
No. 3j), en cuyo caso, la superficie aparecerá
rugosa al ojo desnudo y se sentirá rasposa debido a la
pérdida de los granos.

El fenómeno de límite de grano que causa la
corrosión Inter cristalina, es sensible al calor por lo
que la corrosión de este tipo, es un subproducto de un
tratamiento térmico como la soldadura o
el relevado de esfuerzos y puede ser corregido por otro tipo de
tratamiento térmico o por el uso de una aleación
modificada.

CORROSION DE FRACTURA POR TENSIÓN

La acción conjunta de un esfuerzo de tensión y
un medio ambiente corrosivo, dará como resultado en
algunos casos, la fractura de una aleación
metálica. La mayoría de las aleaciones son
susceptibles a este ataque, pero afortunadamente el
número de combinaciones aleación –
corrosivo que causan este problema, son relativamente pocas.
Sin embargo, hasta la fecha, este es uno de los problemas
metalúrgicos más serios.

Los esfuerzos que causan las fracturas provienen de trabajos
en frío, soldadura,
tratamiento térmicos, o bien, pueden ser aplicados en
forma externa durante la operación del equipo.

Las fracturas pueden seguir caminos Ínter cristalinos
o transcristalinos (figura No. 3k) que a menudo
presentan una tendencia a la ramificación.

Algunas de las características de la corrosión
de fractura por tensión, son las siguientes:

a) Para que esta corrosión exista, se requiere un
esfuerzo de tensión.

b) Las fracturas se presentan quebradizas en forma
macroscópica, mientras que las fallas mecánicas
de la misma aleación, en ausencia de un agente
corrosivo especifico, generalmente presentan
ductibilidad.

c) La corrosión por esfuerzos depende de las
condiciones metalúrgicas de la aleación.

d) Algunos medios
ambientes específicos, generalmente causan fractura en
una aleación dada. El mismo medio ambiente no causa
fracturas en otras aleaciones.

e) La corrosión por esfuerzo puede ocurrir en
medios
ambientes considerados no agresivos para una aleación
dada, por ejemplo la velocidad de corrosión uniforme
es baja hasta que se presenta una fractura.

f) Largos periodos de tiempo, a menudo años, pueden
pasar antes de que las fracturas sean visibles, pero entonces
al presentarse, se propagan rápidamente con el
resultadode una falla inesperada.

g) La corrosión por esfuerzo, no está
completamente entendida en la mayoría de los casos;
sin embargo, en la actualidad se dispone de muchos datos para
ayudar al ingeniero a evitar este problema.

Para combatir la corrosión de fracturas por
tensión, es necesario realizar el relevado de esfuerzo o
seleccionar un material más resistente.

El término de fragilización por
hidrógeno se confunde frecuentemente con la
corrosión de fractura por tensión, debido a que
el hidrógeno desempeña una función
en algunos casos de ésta y para distinguir la
fragilización por hidrógeno de la
corrosión de fractura por tensión, es conveniente
juzgar los siguientes conceptos:

a) La fractura debido al hidrógeno introducido en
el metal sin corrosión de éste, por ejemplo, en
la protección catódica, no es definitivamente
corrosión de fractura por tensión.

b) La fractura debido al hidrógeno producida por
una alta velocidad de corrosión uniforme como en el
decapado, tampoco es corrosión de fractura por
tensión porque no se necesita tener un esfuerzo
mientras el hidrógeno se produce y la fractura se
presenta posteriormente cuando la tensión es aplicada
después de la reacción corrosiva con
liberación de hidrógeno.

c) Cuando el hidrógeno se produce por
corrosión local en una fractura o picadura sobre un
metal sometido a esfuerzo de tensión y resulta una
propagación en la fractura, entonces sí se
considera que la corrosión pertenece al tipo de
corrosión de fractura por tensión.

La corrosión por fatiga, es una forma especial del
tipo de corrosión de fractura por tensión y se
presenta en ausencia de medios corrosivos, debido a esfuerzos
cíclicos repetidos. Estas fallas son muy comunes en
estructuras sometidas a vibración continua.

La corrosión por fatiga, se incrementa
naturalmente con la presencia de un medio agresivo, de tal
forma que el esfuerzo necesario para producir la
corrosión por fatiga, se reduce en algunas ocasiones
hasta la mitad del necesario, para producir la falla en aire
seco (figura No. 3 l).

Los métodos para evitar la corrosión por
fatiga, necesitan prevenir la fractura producida por
ésta desde el principio, ya que es muy difícil
detener la propagación de las fracturas, una vez que se
inician.

De lo indicado anteriormente, se ve la necesidad de
reconocer en primer lugar, las diferentes formas en las que se
presenta la corrosión para así tomar medidas
pertinentes que permitan establecer los métodos
correctivos para atenuarla, los cuales son mejor comprendidos
si se conoce la teoría de la corrosión.

2.4 Métodos de
protección

Para prevenir la corrosión se cuentan con
varios métodos como pueden ser la protección
catódica, la selección de materiales, los
recubrimientos, etc.

De todos los métodos de protección el
más sencillo y económico es el uso de una barrera
que impida que los elementos de la corrosión se
unan.

3. Desarrollo del
tema

3.1 Descripción de la Planta

La planta de separación de líquidos se
encuentra ubicada en la localidad de Las Malvinas,
distante aproximadamente a 50 Km de los pozos, aproximadamente
a 500 Km al este de la ciudad de Lima, en una región de
la selva amazónica conocida como Bajo
Urubamba.

La planta Malvinas se encuentra dividida por
áreas las cuales son:

• Area 310: Slug Catcher, aquí hace su ingreso
  el gas proveniente de los pozos San Martín y
  Cashiriari
• Area 340 Estabilización, se acondiciona al gas
  antes de su ingreso a criogenica
• Area 360 Criogenica
• Area 370 Turbocompresore de 2 etapas, que son 2 para
  comprimir el gas, que será bombeado desde la
  estación de bombeo de TGP
• Area 380 Aeroenfriadores, enfrian el gas para
  comprimirlo en 2 etapas
• Area 410 Hot Oil, aquí el aceite es calentado
  para luego transferir su calor a toda la planta

En esta planta podemos identificar varias
cañerías aéreas, los cuales se encontraran
a diferentes temperaturas de trabajo, agrupándose 2
esquemas de pintura.

En el esquema 1 encontramos cañerías que
transportan gas natural,
gas licuado, nafta,
solventes, gas-oil, aceites lubricantes, anticongelantes,
agua
fría, agua caliente, agua para incendio, vapor de agua,
aire comprimido, etano, propano, butano.

En el esquema 6 encontramos aceite caliente que
recorre toda la planta y retorna al área 410 Hot Oil
donde entra a los quemadores para su calentamiento, dichos
quemadores funcionan con gas
natural.

3.2 Selección del método de
protección

El método seleccionado es el de
aplicación de recubrimientos protectores, mediante la
aplicación de 2 capas.

Para el esquema 1, el sistema
seleccionado es:

Primera capa: epoxico

Segunda capa: poliuretano

Para el esquema 6 el sistema
seleccionado es:

Primera capa: zinc

Segunda capa: aluminio

La secuencia de actividades para cualquiera de los 2
esquemas la podemos dividir en 2 etapas:

• Preparación de la superficie y
  aplicación de la primera capa del
  recubrimiento
• Resane y aplicación de la segunda capa del
  recubrimiento

Como observamos vamos a aplicar 2 capas de
recubrimiento, el cual depende del esquema seleccionado. La
preparación de la superficie y aplicación de la
primer capa de recubrimiento será realizado en las
cañerías vírgenes que lleguen al
galpón, luego estas se montan en planta con el
daño sobre estas debido a choques, caídas,
fricción debido al montaje. Luego viene la segunda etapa
que es el resane o curado de las cañerías y la
aplicación de la capa de acabado.

En la siguiente tabla observamos el nombre de cada
capa de recubrimiento según los esquemas que maneja la
planta y el sistema de pintura seleccionado.

Cabe mencionar que un mils se define como la
milésima parte de una pulgada: 1 mils = 1/1000
pulgada

En la tabla adjunta en la parte superior en la columna
Preparación Superficie esta referido al requisito
mínimo que deberá quedar la cañería
luego del arenado, para la posterior aplicación del
primer o primera capa, pudiendo observar un arando comercial
para el esquema 1 y un arenado al blanco para el
esquema6.

3.3 Preparación de la superficie y
aplicación de recubrimientos

Preparación de la superficie

Los métodos de preparación de
superficies son las normalizadas por las instituciones SSPC(Steel Structures Painting
Council), NACE(National Associatio of Corrosion Engineers) y la
SIS(Swedish Institute of Standars)

1. Se basa en la acción de los solventes,
   emulsiones o compuestos para lograr la limpieza. Se usa para
   remover grasa,polvo y otros materiales contaminantes. No se
   elimina: herrumbre, escamas de óxido, escama de
   laminación ni residuos de pintura vieja.

2. Norma SSPC-SP-1 Limpieza con solventes

   Eliminación de oxido, escamas de
   laminación y pintura suelta con espátulas,
   piquetas, lijas o cepillos de alambre.

3. Norma SSPC-SP-2 Limpieza con herramientas
   manuales
4. Norma SSPC-SP-3 Limpieza con herramientas
   mecánicas

Eliminación de óxido, escamas de
laminación y pintura suelta, con lijadoras, esmeriles,
cepillos mecánicos.

d. Norma SSPC-SP Limpieza con chorro de arena al
metal blanco(Norma NACE Nº 1, SIS Sa.3)

Eliminación de todo óxido, escamas de
laminación, pinturas y demás materiales
extraños visibles, mediante chorro abrasivo(seco o
húmedo) de arena o granalla.

e. Norma SSPC-SP-10 Limpieza con chorro de arena al
metal casi blanco(Norma NACE Nº 2, SIS Sa. 2)

Limpieza con chorro de arena al metal casi blanco,
eliminando todo residuo visible de por lo menos 95% del
área de cada pulgada cuadrada.

f. Norma SSPC-SP-6 Limpieza con chorro de arena al
metal gris comercial(Norma NACE Nº 3, SIS Sa. 2)

Eliminación de todo óxido, escamas de
laminación, pintura y demás materiales
extraños de por lo menos 2/3 ó 66% de cada
pulgada cuadrada. Se acepta sombra suaves en menos de 1/3
ó 33% de cada pulgada cuadrada.

g. Norma SSPC-SP-7 Limpieza con chorro de arena
simple(Norma NACE Nº 4, SIS Sa. 1)

Eliminación con chorro de arena de todo material
suelto, excepto residuos de escamas de laminación,
óxido y pinturas que estén bien adheridas,
exponiendo numerosas y uniformemente distribuidas
áreas de metal limpio.

Aplicación de recubrimiento

Los métodos de aplicación de recubrimientos
son:

• Brocha
• Rodillo
• Spray convenciona
• Spray sin aire

a. Aplicación de la brocha

Debe fomentarse donde las áreas que van a cubrirse
no son sencillas. Para las áreas donde se permite la
aplicación, probablemente será necesario que el
pintor use además una brocha para cubrir las
áreas dificiles, p.ej. los puntos de conexión
con pernos, soldaduras, etc. Ete revestimiento es a menudo
llamado el evestimiento de faja /strip coat). Cuando se
concluye, el revestimiento de faja habrá puesto una
capa extra de pintura sobre esas areas que de otro modo no
pueden retener un revestimiento aplicado de spray completo,
es decir los bordes afilados, etc.

b. Aplicación del rodillo

Aun cuando este método es más
rápido que la brocha, particularmente para las
áreas grandes, la calidad del
trabajo es generalmente inferior al uso de la brocha desde el
punto de vista de protección a largo plazo
Normalmente, el revestimiento tiende a ser algo más
delgado y más poroso debido a las pequeñas
cantidades que el rodillo puede depositar en la
película.(efecto wicking)

c. Aplicación del spray convencional

El equipo de spray convencional utiliza(en
comparación con el spray sin aire) presiones bajas
para esparcir pintura atomizada sobre la superficie
preparada. A continuación se describe una unidad
convencional de spray:

• La pintura es arrastrada(succionada) por una presión
  de alrededor de 20 a 60 psi, a la cabeza del spray. Esta cabeza
  del sray obliga al material a pasar a través de un
  orificio estrecho donde es entonces mezclado con un flujo dual
  de aire. La fuerza del
  aire que entra en la corriente de pintura produce
  atomización fina del material el cual se sienta
  suavemente sobre la superficie a ser revestida.

d. Aplicación del spray sin aire

La aplicación sin aire difiere de la convencional
en varios aspectos importantes. La cantidad de revestimiento
esparcida a la superficie puede ser de hecho muy alta
constituyendo una operación rápida en
estructuras o cañerías grandes. La pintura se
esparse desde un recipiente, después de haber sido
succionada a una bomba neumática. Esta bomba es normalmente
del tipo de presión operacional.

El pistón de la bomba es impulsado hacia arriba y
hacia abajo, extrayendo pintura hacia una cámara de
compresión y esparciéndola después a una
presión mayor. Normalmente la presión de aire
que impulsa la bomba será alrededor de 80 a 100 psi.
La fuerza de la pintura que se esparce a través de un
orificio estrecho forma una llovizna de gotitas. Este proceso
no requiere atomización del aire.

3.4 Procedimientos
de preparación de superficie y aplicación de
recubrimientos protectores – Esquema 1

3.4.1 Para tuberías vírgenes

Condiciones ambientales para los trabajos

En la ejecución del trabajo se tomarán
mediciones de las condiciones ambientales, como: humedad
relativa, punto de rocío y temperatura de superficie.

Preparación de superficies

Las cañerías que lleguen al galpón
serán arenadas según la Norma SSPC-SP-6
Limpieza con chorro de arena al metal gris comercial.

Aplicación de pintura

Aplicación de una capa de pintura epóxica
SIGMA CM MIOCOAT a un espesor de 5 – mils seco,
(húmedo en 7 –8 mils) con brocha de metal
desnudo.

Evaluación en las etapas de preparación
de superficie y aplicación de pintura

En la preparación de la superficie se tendrá
especial cuidado que las superficies limpiadas no contengan
grasa, polvo, corrosión y otros contaminantes.

3.4.2 Para tuberías montadas

Condiciones ambientales para los trabajos

En la ejecución del trabajo se tomarán
mediciones de las condiciones ambientales, como: humedad
relativa, punto de rocio y temperatura de superficie.

Preparación de superficies

Las cañerías montadas, se lavarán con
agua potable y detergente biodegradable, según norma
SSPC-SP, para retirar las adherencias de grasa, polvo, y
humedad.

Las zonas con presencia de corrosión serán
limpiadas con lija Nº 60 y 80, hasta lograr el metal
desnudo, según la norma SSPC-SP2.

Las costuras de soldadura y las zonas con corrosión
profunda serán limpiadas con arenado puntual y/o
limpieza manual
mecánica.

Aplicación de pintura

• Capa de resane – desmanche

Aplicación de una capa de pintura epóxica
SIGMA CM MIOCOAT a un espesor de 5 – mils seco,
(húmedo en 7 –8 mils) con brocha de metal
desnudo.

• Capa final de poliuretano

Luego de haber lavado las superficies de las
tuberías y haber secado, dichas superficies, se
aplicara una capa final de pintura Sigmadur Gloss, a un
espesor de 1.5 – 2 mils seco aplicado con pistola de
succión, equipo convencional, brocha, rodillo o equipo
airless, según sea las necesidades.

Evaluación en las etapas de preparación de
superficie y aplicación de pintura.

En la preparación de la superficie se tendrá
especial cuidado que las superficies limpiadas no contengan
grasa, polvo, corrosión y otros contaminantes.

4. RESULTADOS

4.1 Control de
calidad

Condiciones Ambientales

Las condiciones ambientales deberán ser las
apropiadas para la preparación de superficies y
aplicación de revestimientos, mediante la medición de la temperatura del aire,
temperatura del acero, humedad relativa y punto de rocio.

Para realizar la medición de la temperatura del aire,
humedad relativa y punto de rocio usaremos un Higrometro de
rotación(Whirling Hygrometer)

Para realizar la medición de la temperatura del acero
utilizaremos un termometro magnetico(dial thermometer)

Las 2 condiciones necesarias y suficientes para empezar con
los trabajos son:

• La temperatura del acero deberá de estar por lo
  menos 2 grados encima de la temperatura del punto de
  rocio.
• La humedad relativa del medio ambiente deberá ser
  menor de 85%
• La temperatura ambiente esta contemplada en la hoja
  técnica del recubrimiento

Espesor de película húmeda(EPH)

El espesor de película húmeda deberá
asegurar que cuando seque, el espesor que el recubrimiento
alcance será el estipulado en el diseño.

Para controlar el EPH, se requerirá un calibrador de
espesor de película húmeda, el instrumento
más común para medir el EPH es el calibrador de
peine. Los dos dientes exteriores del peine son de igual
longitud mientras que los dientes internos son progresivamente
más cortos.

Espesor de película seca(EPS)

Garantiza una adecuada barrera entre la
cañería y el medio ambiente para protejerla de la
corrosión.

La medición del EPS es de importancia considerable
porque:

• Es el único valor
  positivo que puede verificarse en cualquier momento
  después de la aplicación, sin que se dañe
  el revestimiento.
• Este valor puede
  definirse en las especificaciones

La medición del espesor de la película seca
normalmente se efectúa usando un calibrador
electrónico o magnético, utilizando la norma
SSPC-PA2.

Calculo del EPH en función
del EPS

Espesor de película seca x 100 = Espesor
película húmeda

Sólidos por volumen

ELCOMETER 456

CALIBRADOR DE EPS ELECTRONICO

Humberto Juscamaita Rodríguez

Curso: Tecnología y
diagnostico de fallas y reparaciones de elementos de
máquinas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

OFICINA DE GRADOS Y TÍTULOS

VI CICLO DE ACTUALIZACIÓN DE
CONOCIMIENTOS