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Corrosión en un Cloroducto




Enviado por alextherock99



      

    OBJETIVO

    CAPITULO I

    1.1.-
    ANTECEDENTES

    1).- Pérdidas
    directas

    2).- Pérdidas
    indirectas

    1.-
    PAROS.

    2.- PERDIDA DE
    PRODUCTO.

    3.- PERDIDA DE LA
    EFICIENCIA

    4.-CONTAMINACION DEL
    PRODUCTO.

    5.- SOBREDISEÑO
    DE INSTALACIONES.

    6.- EFECTOS SOBRE LA
    SEGURIDAD Y CONFIABILIDAD

    1.2.- ¿QUE ES LA
    CORROSION?

    1.3.- PROCESO DE LA
    CORROSION

    1.4.- SISTEMAS
    ELECTROQUIMICOS

    1.4.1.-
    TERMODINAMICA DE LOS PROCESOS
    ELECTROQUIMICOS

    1.4.2.- PILAS
    GALVANICAS

    1.4.3.-TIPOS DE ELECTRODOS
    REVERSIBLES

    1.4.4.- TERMODINAMICA DE LAS
    PILAS GALVANICAS

    1.5.- FORMAS DE LA
    CORROSION

    1.5.1.- CORROSION GALVANICA
    Y UNIFORME

    1.5.2.- CORROSION POR
    AGRIETAMIENTO

    1.5.3.- CORROSION POR
    EROSION

    1.5.4.- CORROSION POR
    PICADURA

    1.5.5.- CORROSION POR
    EXFOLIACION Y DISOLUCION SELECTIVA

    1.5.6.- CORROSION
    INTERGRANULAR O INTERCRISTALINA

    1.5.7.- CORROSION DE
    FRACTURA POR TENSION

    1.5.8.- CORROSION
    BIOLOGICA

    1.6.- INFORMACION GENERAL DEL
    CLORO

     

    CAPITULO II

    CONTROL Y EVALUACION DE LA CORROSION DE
    CLORODUCTOS

    2.1.- METODOS DE CONTROL DE LA
    CORROSION

    2.1.1.- USO DE MATERIALES
    RESISTENTES A LA CORROSION

    2.1.2.- RECUBRIMIENTOS
    ANTICORROSIVOS Y AISLAMIENTOS TERMICOS PARA
    CLORODUCTOS

    2.1.3.-
    SOBREDISEÑO

    2.1.4.- USO DE INHIBIDORES DE
    CORROSION

    2.2.- EVALUACION DE LA
    CORROSION

    2.2.1.- TECNICAS DE INSPECCION
    SUPERFICIAL

    2.2.2.- TECNICAS DE INSPECCION
    VOLUMETRICA

    2.2.3.- ANALISIS
    QUIMICO

    2.3.- PROGRAMAS DE
    MANTENIMIENTO DE CLORODUCTOS

    2.3.1.- MANTENIMIENTO DEL
    EQUIPO

    2.3.2.- LIMPIEZA DE TUBERIAS Y
    OTROS EQUIPOS

    2.3.3.- MANTENIMIENTO DE UN SISTEMA
    DE CLORO

    2.3.4.- MANTENIMIENTO
    PREVENTIVO

    CAPITULO III

    REQUERIMIENTOS MINIMOS DE SEGURIDAD

    3.1.- EFECTOS FISIOLOGICOS DEL
    CLORO

    3.2.- SEGURIDAD Y CAPACITACION DEL
    EMPLEADO

    3.3.- DISPONIBILIDAD Y USO DEL
    EQUIPO DE PROTECCION
    PERSONAL

    3.4.- CONTROL DE EXPOSICION
    PERSONAL

    3.5.- PRIMEROS AUXILIOS Y
    MEDIDAS DE EMERGENCIA

     CONCLUSIONES

    BIBLIOGRAFIA

    OBJETIVO

    El objetivo de
    este trabajo es obtener un conocimiento
    más grande acerca de la evaluación
    y control de la
    corrosión en un cloroducto

      

    INTRODUCCION

    Se ha estimado que una quinta parte del hierro que se
    utiliza se pierde cada año por corrosión. Esto puede resultar muy
    conveniente para la industria del
    acero, pero
    supone una pérdida económica para los consumidores
    además de un gasto excesivo de los depósitos de
    mineral que conduce a su agotamiento.

    Por definición, la corrosión es la
    destrucción de un metal por reacciones
    químicas o electroquímicas con su medio
    ambiente.

    La importancia de los estudios de la corrosión
    está triplemente cimentada. La primera área
    significativa es la economía, que incluye
    el objetivo de
    reducir pérdidas de material resultante de la
    corrosión de tuberías, tanques, componentes
    metálicos de maquinarias , etc. La segunda área es
    la seguridad
    mejorada de operación del equipo, el cual, por la
    corrosión, puede fallar con consecuencias
    catastróficas. Y finalmente tenemos la tercera área
    que es la conservación aplicada primeramente al nuevo
    suministro de materiales
    principalmente metales; el suministro
    mundial de estos materiales es
    limitado y su desperdicio incluye las correspondientes
    pérdidas de las reservas de agua y
    energía asociadas con la producción y fabricación de estructuras
    metálicas. También es importante considerar el
    logro de la conservación del esfuerzo humano para
    diseñar y reconstruír el equipo metálico
    corroído y que puede estar disponible para otros
    propósitos.

    La corrosión por tanto es un proceso
    destructivo en lo que a ingeniería se refiere y representa una
    enorme pérdida económica. Por eso no es
    sorprendente que el ingeniero que trabaja en la industria
    esté interesado en el control y la
    prevención de la corrosión.

    En este trabajo se analizarán algunos de los
    métodos
    más comunes para controlar y evaluar los problemas de
    corrosión en un cloroducto, aplicando métodos de
    control tales como el uso de materiales resistentes a la
    corrosión como pueden ser materiales plásticos,
    materiales de compuestos epóxicos y poliéster
    reforzado con fibra de vidrio, el
    titanio, etc.; así como sistemas de
    recubrimientos anticorrosivos, aislamientos térmicos
    atendiendo a los rangos de temperatura
    utilizados en los sistemas de
    cloroductos, el sobrediseño de estructuras
    utilizadas en los sistemas de cloro, etc. También se
    mostrará como se lleva a cabo la evaluación
    del problema de la corrosión en un cloroducto aplicando
    algunas técnicas
    de inspección tales como: inspección visual, el
    método de
    líquidos penetrantes, partículas magnéticas
    y el método de
    electromagnetismo, así como el empleo de
    algunos ensayos como
    radiografía industrial y ultrasonido industrial, entre
    otros.

      

    CAPITULO I

    GENERALIDADES

     1.1.- ANTECEDENTES

    Comúnmente, el motivo principal para la investigación de problemas de
    corrosión está determinado por el factor
    económico.

    Las pérdidas económicas por problemas de
    corrosión las podemos dividir en dos tipos:

    1).-
    Pérdidas directas

    2).-
    Pérdidas indirectas

    Se entiende por pérdidas directas los costos originados
    por el reemplazo de las estructuras y maquinarias o sus
    componentes corroídos, incluyendo la labor o mano de obra
    .

    Las pérdidas directas incluyen el costo extra de
    usar metales
    resistentes a la corrosión y aleaciones en
    vez de acero al
    carbón, donde este último tiene propiedades
    adecuadas mecánicas pero no suficiente resistencia a la
    corrosión. Se tienen también los costos de
    galvanización o níquel-platinado del acero, de
    adicionar al agua, si es
    necesario, inhibidores de la corrosión o de humidificar
    cuartos de almacenaje para equipo metálico.

    Las pérdidas indirectas son más
    difíciles de considerar, pero una breve descripción de algunas de ellas dan la
    conclusión de que también adicionan muchos miles de
    millones a las pérdidas directas ya descritas.

    Entre las pérdidas indirectas tenemos las
    ocasionadas por las siguientes circunstancias:

    1.- PAROS. A
    menudo hay que parar una planta entera o una parte de un proceso debido
    a una falla por corrosión en algún elemento del
    mismo. Una inspección periódica puede ayudar a
    prevenir un paro no programado.

    2.- PERDIDA DE
    PRODUCTO
    . Este problema se presenta frecuentemente en
    sistemas de tuberías y tanques de almacenamiento
    corroídos. Estas pérdidas continúan hasta
    que se hace la reparación correspondiente.

    3.-
    PERDIDA DE LA EFICIENCIA
    . La corrosión y los productos
    resultantes de la misma son causa de innumerables problemas ; uno
    de ellos es sin duda la pérdida de la eficiencia del
    equipo, estructura o
    tubería en que se presenta el problema.

    4.-CONTAMINACION DEL PRODUCTO.
    En algunos casos el valor
    comercial de un producto
    depende principalmente de su pureza y de su calidad.

    La ausencia de contaminación del producto es un factor
    vital en la manufactura de
    plásticos
    transparentes, pigmentos, alimentos,
    medicinas, etc. A veces una contaminación provoca una
    descomposición catalítica, en estos casos hay que
    usar materiales muy resistentes para prevenir la
    corrosión.

    5.-
    SOBREDISEÑO DE INSTALACIONES.
    Este factor es muy
    común en el diseño
    de reactores, calentadores, condensadores,
    tanques de almacenamiento y
    estructuras marinas.

    Debido a que se desconocen las velocidades de
    corrosión o a que los métodos para el control de la
    misma son inciertos, los equipos son a menudo diseñados
    mucho más pesados que lo que las presiones normales de
    operación o el esfuerzo aplicado sobre ellos
    requerirían para asegurar un período de vida
    razonable.

    6.- EFECTOS
    SOBRE LA SEGURIDAD Y
    CONFIABILIDAD.
    La seguridad es uno de los factores más
    importantes en la industria en general y sobre todo en la de
    productos
    tóxicos y peligrosos como son las que manejan ácidos a
    muy altas concentraciones, explosivos, materiales radioactivos,
    etc. La cuestión de pérdidas de salud o de la vida a causa
    de una explosión, falla impredecible de algún
    equipo químico; accidentes de
    aviones o autos a
    través de fallas repentinas por corrosión de partes
    críticas, es hoy en día un problema muy serio. Las
    pérdidas indirectas por este tipo de problemas son muy
    difíciles de valorar y están más allá
    de la interpretación en dinero.

    1.2.-
    ¿QUE ES LA CORROSION?

    La corrosión puede ser definida como el deterioro
    de un material a consecuencia de un ataque químico por su
    entorno. Siempre que la corrosión esté originada
    por reacción química , la velocidad a la
    que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura,
    la concentración de los reactivos y de los productos.
    Otros factores, como el esfuerzo mecánico y la erosión,
    también pueden contribuir a la
    corrosión.

    La mayor parte de la corrosión de los materiales
    concierne al ataque químico de los metales, el cual ocurre
    principalmente por ataque electroquímico, ya que los
    metales tienen electrones libres que son capaces de establecer
    pilas
    electroquímicas dentro de los mismos. Muchos metales
    sufren corrosión en mayor o menor grado por el agua y la
    atmósfera.
    Muchos metales existen en la naturaleza en
    estado
    combinado, por ejemplo, óxidos, sulfatos, carbonatos o
    silicatos. En estos estados combinados, en forma de
    óxidos, sulfatos, carbonatos o silicatos las
    energías de los metales son más bajas. En el estado
    metálico las energías de los metales son más
    altas y por eso, hay una tendencia espontánea de los
    metales a reaccionar químicamente para formar compuestos.
    Por ejemplo, los óxidos de hierro se
    encuentran muy difundidos en la naturaleza y son
    reducidos por aplicación de energía térmica
    a hierro elemental, el cual está en un estado de
    energía mayor. Existe, por tanto, una tendencia del hierro
    metálico a volver espontáneamente a óxido de
    hierro por corrosión (herrumbre) y así permanecer
    en un estado energético más bajo.

    Materiales no metálicos como las cerámicas
    y los polímeros no sufren el ataque electroquímico
    pero pueden ser deteriorados por ataques químicos
    directos.

    1.3.-
    PROCESO DE LA CORROSION

    El proceso fundamental es la cesión de electrones
    de los átomos del metal a otros átomos o iones. La
    corrosión es un proceso electroquímico, por cuanto
    la destrucción química va
    acompañada de circulación de electricidad.

    El proceso corrosivo está descrito por la
    reacción opuesta a la de reducción, en la cual
    tenemos la siguiente semirreacción:

    Fe2+ 9++++ 2e- Fe

    La tabla 1 muestra algunos
    potenciales normales de electrodo en disolución acuosa a
    250 C y 0.9869 atm.

    De acuerdo a esta tabla el valor de
    potencial de reducción (E0) para esta
    semirreacción es:

    E0 = -0.44 volts

    La que puede llevarse a cabo hacia la izquierda si se
    encuentra acoplada con otra cuyo valor de potencial de
    reducción de media celda sea mayor. Esto sucede
    frecuentemente en condiciones a la intemperie , ya que dos de
    estas reacciones son las de reducción de protones y de
    oxígeno, para producir agua e ion
    hidroxilo, respectivamente.

    De acuerdo a esto tenemos las siguientes semirreacciones
    con sus respectivos valores de
    potencial de reducción.

    O2 + 4H+ + 4e-
    2H2O E0 reducción = +1.23
    volts

    2H2O + 2e- H2 +
    2OH- E0 reducción = -0.42
    volts

    Ambas reacciones, acopladas con la del hierro, dan lugar
    espontáneamente a la oxidación del metal.
    Así, bastan agua, oxígeno, un medio ácido y
    un ambiente
    salino para que nuestros objetos de hierro se conviertan poco a
    poco en herrumbre.

    Consideremos únicamente la primera
    reacción, que tiene un potencial de reducción mucho
    mayor. Se observa que la presencia de lluvia
    ácida puede aportar los H+, lo que
    constituye un aliciente importante para reducir la acidez de las
    precipitaciones. Así , el fierro se oxida y el
    oxígeno se reduce. El potencial estándar para la
    celda es:

    E0 celda = E0D
    – E0I

    Sustituyendo los valores de
    los potenciales normales de electrodo, tenemos:

    E0 celda = +0.44 volts + 1.23
    volts = 1.67 volts

    y el proceso es espontáneo. La reacción
    completa es

    Fe + O2 + 4H+ Fe2+ +
    2H2O

    con el siguiente cambio de
    energía libre estándar, donde la energía
    libre estándar se obtiene sustituyendo en la siguiente
    ecuación:

    G0 =
    -nFE0

    donde G0 es el cambio de la
    energía libre estándar, n es el número de
    electrones involucrados en la reacción, F es la constante
    de Faraday (igual a 96500 J/ v mol e-) y E0
    es la suma de los potenciales normales de la celda.

    Sustituyendo los datos en la
    ecuación anterior tenemos:

    G0 = (-2 mol
    e-) (96500 J/ v mol e-) (1.67 v) = -322.3
    KJ

    1.4.- SISTEMAS
    ELECTROQUIMICOS

    Cuando un sistema contiene
    especies cargadas, y al menos una de ellas no puede penetrar en
    todas las fases del sistema, algunas
    de las fases puede cargarse eléctricamente.

    Un ejemplo es un trozo de Zn sumergido en una
    disolución acuosa de ZnSO4 (fig. 1),
    manteniendo el sistema a P y T constantes. Tanto la
    disolución como el metal contienen iones Zn2+,
    que pueden intercambiarse entre las fases. El metal además
    tiene electrones y no pueden pasar a la disolución.
    Supongamos que la disolución de ZnSO4 es muy
    diluida. En este caso, la velocidad
    inicial con la que los iones Zn2+ del metal entran en
    la disolución es mayor que la velocidad con que los iones
    Zn2+ entran en el metal desde la disolución.
    Esta pérdida neta de Zn2+ del metal produce una
    carga negativa (exceso de electrones) en el Zn. La carga negativa
    disminuye la velocidad del proceso Zn2+ (metal)
    Zn2+ (disol) y aumenta la velocidad de Zn2+
    (disol)

    Zn2+ (metal). Finalmente se alcanza un
    equilibrio en
    el que las velocidades de estos procesos
    opuestos se igualan y la energía de Gibbs G del sistema
    alcanza un mínimo. En el equilibrio, el
    Zn tiene una carga neta negativa, y existe una diferencia de
    potencial  entre el Zn y la disolución
    (fig.2).

    Algunas de las técnicas de cinética
    electródica muestran que en el equilibrio entre el Zn y
    una disolución 1M de ZnSO4 a 200 C y
    1 atm, los iones de Zn2+ que atraviesan un área
    de 1 cm2 de la superficie metal –
    disolución en cada dirección en 1s lleva una carga de 2 x
    10-5 C. Este flujo de corriente en el equilibrio en
    cada reacción se denomina corriente de intercambio.
    ¿Cuántos moles de Zn2+ transportan esta
    carga de 2 x 10-5 C?.

    La carga neta de un protón es e = 1,60218 x
    10-19 C. La carga por mol de protones es
    NAe (donde NA es el número de
    Avogadro) y F es la constante de Faraday. Considerando
    NA = 6,0221 x 1023 mol-1,
    entonces:

    F = NA e = 96485 C/mol (1)

    La carga de una partícula (ión,
    molécula o electrón) de la especie i es
    Zie donde e es la carga del protón y
    Zi el número de carga de la especie i es un
    número entero.

    Por ejemplo, Zi = 2 para el Zn2+,
    Zi = -1 para un electrón (e-) y Z =
    0 para el H2O. Y considerando que F es la carga por
    mol de protones y una partícula de la especie i tiene una
    carga que es Zi la carga del protón, la carga
    por mol de la especie i es Zi F. La carga de
    ni moles de i es:

    Qi = Zi F ni (2)

    Los 2 x 10-5 C de iones Zn2+
    corresponden a

    ni = Qi / Zi F = 2 x
    10-5 C/ 2 (96485 C/ mol) = 1 x 10-10
    mol

    de Zn2+ entrando y saliendo por un
    área de 1 cm2 del metal por segundo.

    El ejemplo de Zn – ZnSO4 indica que en
    cualquier interfase metal – disolución en
    equilibrio, existe una diferencia de potencial .
    La magnitud y signo de  dependen de la T, la P,
    la naturaleza del metal, naturaleza del disolvente y de las
    concentraciones de los iones metálicos en la
    disolución.

    El potencial eléctrico en el interior de una fase
    se llama a veces potencial interno o potencial de Galvani. Un
    sistema electroquímico puede definirse como un sistema
    heterogéneo en el que hay una diferencia de potencial
    eléctrico entre dos o más fases.

    Esta diferencia de potencial eléctrico se da como
    resultado de la transferencia de cargas entre las fases y una
    distribución no uniforme de iones,
    orientación de las moléculas con materiales
    dipolares y distorsiones de las distribuciones de carga de las
    moléculas próximas a la interfase.

    Es importante mencionar que la diferencia de potencial
    entre dos fases en contacto no puede
    medirse fácilmente. Por ejemplo, si quisiéramos
    medir  entre un pedazo de Zn y una
    disolución acuosa de ZnCl2. Y conectamos
    eléctricamente estas dos fases a los cables de un
    voltímetro o potenciómetro crearemos una fase nueva
    en el sistema, la que existe entre el cable del voltímetro
    y la disolución de ZnCl2; la diferencia de
    potencial que registra el aparato de medida incluye la diferencia
    de potencial entre el cable del aparato de medida y la
    disolución, y con esto no habremos medido lo que nos
    proponíamos medir. Solo pueden medirse diferencias de
    potencial entre dos fases que tienen la misma composición
    química.

    1.4.1.- TERMODINAMICA DE LOS PROCESOS
    ELECTROQUIMICOS

    Aquí se tratará la termodinámica de sistemas
    electroquímicos compuestos por fases que sean conductores
    eléctricos. Este tratamiento sólo se
    aplicará a sistemas en los que exista a lo sumo un flujo
    infinitesimal de corriente (puesto que la termodinámica clásica no es
    aplicable a procesos irreversibles).

    En un sistema electroquímico, las fases
    generalmente tienen cargas netas diferentes de cero, y entre las
    fases existen diferencias de potencial eléctrico. Estas
    diferencias son mínimas. Por ejemplo,
    ¿cuánta transferencia de materia
    cargada ocurre entre las fases cuando entre ellas existe una
    diferencia de potencial de, digamos, 10 V? Para conocer el orden
    de magnitud de la respuesta, consideremos una fase
    esférica aislada de radio de 10 cm
    que está a un potencial eléctrico de  = 10
    V con respecto al infinito. Sea Q la carga neta de la fase. El
    potencial eléctrico en los bordes de radio r viene
    dado como:

     = Q/ 40r

    por lo que tenemos que

    Q= 40r = 4
    (8,8 x 10-12 C2 N-1
    m-2) (0,1 m) (10 V) = 1 x 10-10
    C

    Supongamos que esta carga se debe a un exceso de iones
    Cu2+. Tenemos que Qi = Zi F
    ni (ec. 2), y la cantidad de exceso de Cu2+
    es

    ni = Qi / zi F = (1 X
    10-10 C) / 2(96485 C/mol) = 5 x 10-16
    mol

    que es tan sólo 3 x 10-14 g de
    Cu2+. Concluimos que las cargas netas de las fases de
    sistemas electroquímicos se deben a transferencia de
    cantidades de materia
    demasiado pequeñas como para ser detectadas
    químicamente.

    Cuando las fases de un sistema electroquímico se
    ponen juntas para formar el sistema se producen cantidades
    pequeñas de transferencia de carga en la interfase, y son
    la causa de las diferencias de potencial en la interfase. Su
    pongamos que se puede impedir las transferencias de carga en la
    interfase. (por ejemplo, podríamos impedir el intercambio
    de iones Zn2+ entre el metal y la disolución de
    la fig. 1). Utilizando esta suposición, consideremos
    primero un sistema hipotético en el cual todas las fases,
    están
    a potencial eléctrico 0:
    
    Si queremos añadir dnj moles de una sustancia j
    a la fase  de este sistema hipotético, el cambio
    de energía interna dU de la fase
     para este proceso, estará dado por la función de
    Gibbs como:

    dU = TdS –
    PdV +
    jdnj
    para  = 0 (3)

    donde el potencial el químico
    j es una función de
    T, P y de la composición de la fase:
    j =
    j (T, P,
    x1,
    x2, …).

    Consideremos ahora el sistema real, en el cual ocurren
    transferencias de carga en la interfase para producir un sistema
    electroquímico con potenciales eléctricos
    en
    las fases. La composición química de cada fase
    varía en una cantidad insignificante durante el
    establecimiento del equilibrio electroquímico, y puede
    considerarse que el sistema electroquímico real tiene la
    misma composición química que el correspondiente
    sistema hipotético no electroquímico con
    

    Supongamos que añadimos
    dnj moles de la sustancia j a la
    fase del sistema electroquímico. (¿Cómo se
    relaciona dUpara este proceso con
    dUen (3) por la adición de
    dnj moles al sistema con
     = 0? La composición
    química de la fase  es la misma en ambos procesos.
    La única diferencia es que el sistema hipotético
    tiene  = 0, mientras que el sistema
    real tiene  ≠ 0. La energía
    potencial eléctrica de una carga Q en un lugar donde el
    potencial eléctrico es , es igual a Q. Si
    dQJ es la carga asociada a los
    dnj moles añadidos,
    entonces, esta carga tendrá una energía potencial
    eléctrica 0 en el sistema hipotético donde
    
    y tendrá una energía potencial eléctrica de
    dUj en
    el sistema real. Esta energía potencial eléctrica
    contribuye al cambio de dUpor el
    proceso de adición, por lo tanto, dU
    para el sistema real será igual a dU de
    (3) más
    dQj.

    dU = TdS –
    PdV +
    jdnj
    + dQj
    (4)

    La carga dQj es
    dqj = Zj F
    dnj y (4) se transforma
    en

    dU = Tds –
    PdV + (j
    + Zj F )
    dnj (5)

    Notamos que j es
    el mismo en (3) que en (5),ya que
    j es una función de
    T, P y de la composición, siendo todos ellos iguales en
    los dos sistemas.

    Si consideramos adiciones de cantidades infinitesimales
    de otras especies a la fase , por la misma razón
    tenemos

    dU = TdS –
    PdV + 
    (i + Zi F
    ) dnj
    (6)

    La ecuación (6) muestra que la
    presencia de un potencial eléctrico no nulo
     en la fase hace que
    el potencial químico
    i deba ser reemplazado por
    i + Zi F
     en la función de Gibbs para
    dU. La cantidad
    i + Zi F
     se denomina potencial
    electroquímico i
    .

    F
     (7)

    ya que Zi F es la carga molar de la especie
    i, el potencial electroquímico
    i es la suma del potencial
    químico i y de la
    energía potencial molar electrostática Zi F
     de la especie i en la fase
    .

    Para sistemas no electroquímicos, las condiciones
    de equilibrio de fases y de reacción son
    i =
    i y i
    ii = 0. Ya que
    i es reemplazado por
    i en todas las ecuaciones
    termodinámicas para sistemas electroquímicos,
    concluimos que:

    En un sistema electroquímico cerrado, la
    condición de equilibrio de fases entre dos fases
    yen contacto
    es

    i =
    i (8)

    para cada sustancia i presente en ambas fases. En un
    sistema electroquímico cerrado, la condición de
    equilibrio de reacción es

    iii
    = 0 (9)

    donde los i son los coeficientes
    estequiométricos de la reacción.

    Concluimos que ya que los cambios de composición
    química asociados a la aparición de las diferencias
    de potencial en la interfase son extremadamente pequeños,
    el potencial químico
    i de un sistema
    electroquímico es el mismo que el potencial químico
    i en el correspondiente
    sistema químico sin diferencia de potencial entre las
    fases.

    1.4.2.- PILAS
    GALVANICAS

    Si conectamos un trozo de cable a un montaje que
    produzca una corriente
    eléctrica en el cable, se puede utilizar la corriente
    para realizar trabajo útil. En un cable de resistencia R que
    transporta una corriente I, existe una caída de potencial
    eléctrico,  entre sus extremos, donde
     viene dado por la ley de Ohm como
    // = IR. Esta diferencia de potencial corresponde
    a un campo
    eléctrico en el cable, que hace que los electrones
    fluyan. Para generar una corriente en el cable, necesitamos un
    montaje que mantenga una diferencia de potencial eléctrico
    entre sus terminales de salida. Cualquier montaje de este tipo se
    denomina fuerza
    electromotriz (fem). conectando un cable a los terminales de la
    una fuente de fem se produce una corriente I en el cable (fig.
    3).

    La fuerza
    electromotriz (fem) E de una fuente de fem se define como la
    diferencia de potencial entre sus terminales cuando la
    resistencia R del circuito conectado a las terminales tiende a
    infinito (y, por tanto, la corriente tiende a cero). La fem, es
    pues, la diferencia de potencial entre los terminales con el
    circuito abierto. (la diferencia de potencial 
    entre los terminales de la figura (3) depende del valor de la
    corriente I que fluye a través del circuito, por que la
    fuente de fem tiene una resistencia interna Rint y la
    caída de potencial IRint
    reduce entre los terminales por debajo de
     del circuito abierto).

    Otro tipo de fuente fem es una pila galvánica (o
    voltaica). Es un sistema electroquímico
    multifásico, en el que las diferencias de potencial en las
    interfases originan una diferencia neta de potencial entre los
    terminales. Las diferencias de potencial entre las fases resultan
    de la transferencia de especies químicas entre ellas y una
    pila galvánica transforma energía química en
    energía
    eléctrica. Las fases de una pila galvánica
    deben ser conductores eléctricos; de otro modo, no
    podría fluir una corriente continua en la fig.
    (3).

    Resumiendo, una pila galvánica tiene terminales
    hechos del mismo metal, todas sus fases son conductores
    eléctricos, tiene al menos una fase que es un conductor
    iónico (pero no un conductor electrónico), y
    permite que la carga eléctrica se transfiera
    fácilmente entre las fases. Podemos representar la pila
    galvánica mediante T – E- I- E´ – T´ (fig. 4),
    donde T y T´ son los terminales, I es el conductor
    iónico y E y E´ son dos piezas de metal (llamadas
    electrodos) que hacen contacto con el conductor iónico. La
    corriente se transporta por electrones en T, T´, E,
    E´ y por iones en I.

     Un ejemplo de pila galvánica es la pila de
    Daniell (fig. 4). En esta pila, una pared cerámica porosa separa un compartimiento
    que contiene una varilla de Zn en una disolución de
    ZnSO4 de otro compartimiento en el que hay una varilla
    de Cu en una disolución de CuSO4. Los
    electrodos de Cu y Zn están conectados a los cables
    Cu´´ y Cu´, que son los terminales. La pared
    porosa evita la mezcla en grandes proporciones de las
    disoluciones debidas a las corrientes de convección, pero
    permite que los iones pasen de una disolución a
    otra.

    Consideremos el estado de
    circuito abierto, con los terminales no conectados a una
    resistencia (fig. 5). En el electrodo de Zn, se establece un
    equilibrio entre los iones acuosos Zn2+ y los iones
    Zn2+ en el metal como: Zn2+ (Zn)
    Zn2+ (ac). Sumando esta ecuación a la
    ecuación para el equilibrio entre iones Zn y átomos
    de Zn en el metal cinc, Zn Zn2+ (Zn) + 2e-
    (Zn), podemos escribir el equilibrio en la interfase Zn –
    ZnSO4 (ac) como Zn Zn2+ (ac) +
    2e- (Zn). Puesto que la diferencia de potencial entre
    el electrodo de Zn y la disolución de ZnSO4 no
    es medible, no sabemos si la posición del equilibrio para
    una concentración dada de ZnSO4 hace que el
    potencial de Zn sea más alto o más bajo que el de
    la disolución. Supongamos que hay una transferencia neta
    de Zn2+ a la disolución, dejando al Zn una
    carga negativa y a un potencial menor que el de la
    disolución: (Zn) < (ZnSO4
    ac.). Aunque no se conoce la diferencia (ZnSO4
    ac.) – (Zn), las fems de las tabla 1 indican que esta
    diferencia de potencial es típicamente de 1 a 2 voltios.
    La cantidad de Zn2+ transferida desde el metal a la
    disolución es demasiado pequeña para ser detectada
    por análisis químico.

    En la unión entre el terminal de Cu´ y el
    electrodo de Zn en la figura 5, hay un equilibrio de intercambio
    de electrones que produce una diferencia de potencial entre estas
    fases. Puesto que la diferencia de potencial entre dos fases de
    diferente composición no es medible, el valor de esta
    diferencia de potencial no es conocido, pero es probable que
    (Cu´) < (Zn).

    No existe diferencia de potencial entre el electrodo de
    Cu y el terminal Cu´´, puesto que están en
    contacto y tienen la misma composición química.
    Entonces tenemos que, (e- en Cu) =
    (e- en Cu´´), por lo tanto,
    (Cu) = (Cu´´).

    Hay una diferencia de potencial en la unión de
    las disoluciones de ZnSO4 y CuSO4. Sin
    embargo esta diferencia de potencial es pequeña comparada
    con las otras diferencias de potencial en la interfase de la
    pila, tomaremos en cuenta que (ZnSO4 ac) =
    (CuSO4 ac).

    La fem de la pila se define como la diferencia de
    potencial entre los terminales de la pila en circuito abierto: E
    = (Cu´´) – (Cu´) = (Cu)
    – (Cu´) .

     Sumando y restando  (CuSO4),
    (ZnSO4) y (Zn) en el miembro derecho
    de esta ecuación, tenemos:

    E = [ (Cu) – (CuSO4 ac.) ] +
    [ (CuSO4 ac.) – (ZnSO4 ac.)
    ] (10)

    = [(ZnSO4 ac.) – (Zn) ]+ [
    (Zn) – (Cu´)]

    La fem de la pila es la suma de las diferencias de
    potencial entre fases en las siguientes interfases: Cu –
    CuSO4 (ac.), CuSO4 (ac) –
    ZnSO4 (ac), ZnSO4 (ac) – Zn y Zn
    – Cu´. El primer término entre corchetes en el
    lado derecho de la ecuación (10) es positivo, el segundo
    es despreciable, el tercero es positivo y el cuarto
    también es positivo. Por lo tanto, E =
    (Cu´´) – (Cu´) es positivo, y
    el terminal conectado al electrodo de Cu está a un
    potencial más alto que el terminal en contacto con el Zn.
    Esto se señala por los signos + y – en la figura
    4.

    DIAGRAMAS DE PILAS Y CONVENIOS IUPAC

    Una pila galvánica se representa mediante un
    diagrama en el
    que se utilizan los siguientes convenios. Una línea
    vertical indica una frontera entre fases. La frontera entre dos
    líquidos miscibles se indica mediante una línea
    vertical discontinua o de puntos. Dos especies presentes en la
    misma fase se separan por una coma.

    El diagrama de la
    pila Daniell (fig. 4) es

    Cu’ Zn ZnSO4 (ac) CuSO4 (ac
    ) Cu (11)

    (El terminal Cu´´ y el electrodo de Cu
    forman una única fase). El terminal de Cu´ se omite
    a menudo en el diagrama de la pila. El diagrama se puede
    completar indicando las molalidades de ZnSO4 y
    CuSO4.

    Para definir la fem y la reacción de la pila en
    un diagrama dado, se utilizan los siguientes convenios
    IUPAC:

    1. E =
      DI
      (12)

      donde D y I
      son los potenciales eléctricos de los terminales a la
      derecha e izquierda del diagrama de la pila en circuito
      abierto. "Derecha" e "izquierda" no tiene nada que ver con la
      disposición física de la pila
      en la mesa del laboratorio.

    2. La fem E de la pila se define como
    3. La reacción de la pila se define de manera que
      la oxidación se lleva a cabo en la parte izquierda del
      diagrama y la reducción el electrodo de la
      derecha.

    Para el diagrama de la pila (11), el convenio A da E =
    (Cu) – (Cu´). Observamos que (Cu)
    es mayor que (Cu´), por lo tanto, E para (11) es
    positivo. Para molalidades de CuSO4 y ZnSO4
    próximas a 1 mol/kg los experimentos dan
    E (11) = 1,1 V. Para (11), el convenio B da la
    semirreacción en el electrodo izquierdo como Zn
    Zn2+ + 2e-, y la del electrodo derecho como
    Cu2+ + 2e- Cu. La reacción global
    para (11) es Zn + Cu2+ Zn2+ +
    Cu.

    Supongamos que hubiésemos escrito el diagrama
    de la pila como:

    Cu CuSO4 (ac) ZnSO4 (ac) Zn
    Cu’ (13)

    Entonces el convenio A da E(13) =
    (Cu’) – (Cu). Puesto que (Cu) >
    (Cu’), la fem para este diagrama es negativa:
    E(13) = -1,1 V. El convenio B da las semirreacciones
    para (13) como Cu Cu2+ + 2e- y
    Zn2+ + 2e- Zn. La reacción global
    para (13) es Zn2+ + Cu Zn + Cu2+, que es la
    inversa de la reacción espontánea en la pila de
    Daniell.

    Una fem positiva para un diagrama de pila significa que
    la reacción de la pila correspondiente a este diagrama
    ocurrirá espontáneamente cuando la pila esté
    conectada a una resistencia. Esto es porque la oxidación
    (pérdida de electrones) en el electrodo izquierdo manda un
    flujo de electrones saliendo de este electrodo hacia el electrodo
    de la derecha, y los electrones fluyen espontáneamente de
    bajo a alto; de este modo D
    > I y E > 0.

    MEDIDA DE FEMS DE LAS PILAS

    La fem de una pila galvánica puede medirse con
    precisión utilizando un potenciómetro (fig. 6).
    Aquí, la fem Ex de la pila X está
    contrarrestada por una diferencia de potencial opuesta
    opu da Ex.

    La resistencia entre B y D es una resistencia variable
    cuyo valor máximo es R. El punto de contacto C se ajusta
    hasta que el galvanómetro G no muestre desviación
    cuando se cierre el contacto K, indicando que no pasa corriente a
    través de la pila X. El terminal positivo de la pila
    está al mismo potencial que C puesto que está
    conectado a C por un cable de resistencia despreciable. El hecho
    de que no fluya corriente a través de la pila cuando el
    interruptor está cerrado, indica que el terminal negativo
    de la pila está al mismo potencial que el punto B. Por lo
    tanto, cuando se logra nivelar el sistema, la caída de
    potencial a través de la resistencia CB se iguala con la
    caída de potencial, a corriente nula, a través de
    los terminales de la pila, que es la fem de la pila
    Ex. La ley de Ohm da
    Ex = / opu/ =
    IRx, donde I es la corriente en la parte superior del
    circuito, y Rx es la resistencia del cable entre B y ;
    es decir, Rx = (BC/ BD)Rx. La magnitud de I
    y de Rx permite hallar Ex.

    En lugar de utilizar un potenciómetro, podemos
    medir la fem de la pila con un voltímetro digital
    electrónico que conduce una cantidad de corriente
    despreciable.

    CELULAS ELECTROLITICAS

    En una pila galvánica, una reacción
    química produce un flujo de corriente eléctrica; la
    energía química se convierte en energía
    eléctrica. En una célula
    electrolítica, un flujo de corriente produce una
    reacción química; la energía
    eléctrica de una fuente externa se convierte en
    energía química.

    La figura 7 muestra una pila electrolítica. Dos
    electrodos de Pt se conectan a los terminales de una fuente de
    fem (por ejemplo, una pila galvánica o un generador de
    corriente continua). Los electrodos de Pt se sumergen en una
    disolución acuosa de NaOH. Los electrones fluyen hasta el
    electrodo de Pt negativo desde la fuente de fem, y se libera
    H2 en este electrodo: 2H2O+2e-
    H2 + 2OH-. En el electrodo positivo, se
    libera O2: 4OH- 2H2O +
    O2 + 4e-. Multiplicando por dos la primera
    semirreacción y sumándosela a la segunda, obtenemos
    la reacción global de electrólisis 2H2O 2H2
    + O2.

    Se utilizan las mismas definiciones de ánodo y
    cátodo para la pilas electrolíticas y pilas
    galvánicas. Por lo tanto, el cátodo en la figura 7,
    es el electrodo negativo. En una pila galvánica, el
    cátodo es el electrodo positivo.

    1.4.3.-TIPOS DE ELECTRODOS
    REVERSIBLES

    La termodinámica de equilibrio se refiere
    únicamente a procesos reversibles. Para aplicar la
    termodinámica a las células
    galvánicas, se requiere que la célula
    sea reversible.

    Para que haya reversibilidad en un electrodo, deben
    estar presentes en éste, cantidades significativas de
    todos los reactivos y productos de la semirreacción que se
    da en él. Por ejemplo, si tuvierámos una pila, y
    uno de los electrodos fuese Zn sumergido en una disolución
    acuosa de NaCl, la semirreacción cuando los electrones
    salen de este electrodo es Zn Zn2+ (ac) +
    2e-, mientras que cuando el punto de contacto C del
    potenciómetro se mueve en la dirección opuesta y los electrones se
    introducen en el electrodo de Zn, la semirreacción es
    2H2O + 2e- H2 + 2OH-,
    ya que no hay Zn2+ en la disolución que pueda
    depositarse. La reversibilidad requiere una concentración
    significativa de Zn2+ en la disolución que
    rodea al electrodo de Zn.

    Los principales tipos de electrodos reversibles
    (semipila) son:

    Electrodos metal – ion del metal. En ellos, un
    metal M está en equilibrio electroquímico con una
    disolución que contiene iones Mz+. La
    semirreacción es Mz+ + z + e-
    M.

    1. Electrodos de amalgama. Una amalgama es una
      disolución de un metal en Hg líquido. En un
      electrodo de este tipo, una amalgama del metal M está en
      equilibrio con una disolución que contiene iones
      Mz+.
    2. Electrodos Redox. En este tipo cada electrodo lleva
      consigo una semirreacción de oxidación –
      reducción. Sin embargo, el término "electrodo
      redox" se refiere únicamente a un electrodo cuya
      semirreacción redox se da entre dos especies presentes
      en la misma disolución; el metal que se sumerge en
      esta disolución sirve únicamente para
      suministrar o aceptar electrones.

      Por ejemplo, el electrodo de plata – cloruro
      de plata (fig.8) consta del metal Ag, AgCl sólido y
      una disolución que contiene iones Cl- (por
      ejemplo, KCl o HCl) y que está saturada con
      AgCl.

      El electrodo de calomelanos (fig.9) es Hg
      Hg2Cl2 (s) KCl (ac).

      Electrodo de gas. En
      ellos, un gas
      está en equilibrio con iones en disolución. Por
      ejemplo, el electrodo de hidrógeno (fig. 10) es Pt
      H2(g) H+ (ac), y su
      semirreacción es H2 (g) 2H+ (ac)
      + 2e-.

    3. Electrodos metal – sal insoluble. En ellos un
      metal M está en contacto con una de sus sales muy poco
      soluble Mv+ Xv- y con una
      disolución saturada de la sal Mv+
      Xv- que contiene además una sal soluble (o un
      ácido) con el anión Xz-.
    4. Electrodos de no metal no gas. Los ejemplos
      más importantes son los electrodos de bromo y yodo. En
      estos electrodos, la disolución está saturada de
      Br2 o I2 disueltos.
    5. Electrodos de membrana. Este electrodo contiene una
      membrana de vidrio,
      cristalina o líquida, de naturaleza tal que la
      diferencia de potencial entre la membrana y una
      disolución electrolítica, con la que está
      en contacto, viene determinada por la actividad de un ion
      particular.

     1.4.4.- TERMODINAMICA DE LAS PILAS
    GALVANICAS

    Aquí se utilizará la termodinámica
    para relacionar la fem (diferencia de potencial entre los
    terminales de un circuito abierto) de una pila galvánica
    reversible con los potenciales químicos de las especies
    que intervienen en la reacción de la pila.

    Por ejemplo tenemos:

    PtI H2(g) HCl(ac) AgCl(s) Ag
    PtD (14)

    Donde los subíndices I y D indican los terminales
    izquierdo y derecho. Los convenios de la IUPAC dan las
    semirreacciones y la reacción global como

    H2(g) 2H+ + 2e-
    (PtI)

    ÁgCl(s) + e- (PtD) Ag +
    Cl-) x 2 (15)

    2AgCl(s) + H2(g) + 2e-
    (PtD) 2Ag + 2H+ + 2Cl- +
    2e- (PtI)

    La reacción electroquímica de la pila, para
    distinguirla de la reacción química es:

    2AgCl(s) + H2(g) 2Ag + 2H+ +
    2Cl- (16)

      

    EQUILIBRIO ELECTROQUÍMICO EN UNA PILA
    GALVÁNICA

    Consideremos una pila galvánica reversible.
    Cuando se juntan las fases de la pila galvánica reversible
    (14) en circuito abierto, las dos semirreacciones tienen lugar
    hasta que se alcanza el equilibrio. La condición de
    equilibrio en un sistema electroquímico cerrado es
    iii
    = 0, donde i representa los potenciales
    electroquímicos, i son los coeficientes
    estequiométricos , y el sumatorio incluye todas las
    especies de la reacción electroquímica; esta es la
    condición de equilibrio para cualquier pila
    galvánica reversible en circuito abierto.

    Descomponiendo la ecuación anterior
    tenemos:

    0 = i
    ii =
    e-(e-)
    e-) +
    i’ii
    (17)

    donde la prima en el segundo sumatorio indica que no
    incluye electrones.

    Sean TD y TI los terminales
    derecho e izquierdo de la pila, definido como el número de
    electrones transferidos por la reacción
    electroquímica de la pila tal como se escribe. El
    número de carga n es positivo y adimensional. El
    sumatorio de los electrones en (17) puede escribirse
    como:

    e- (e-)
    (e-) = – n [e-
    (TD )] + n[e-
    (TI) ] (18)

    Según los convenios de la IUPAC, la
    oxidación (pérdida de electrones) tiene lugar en
    TI, por tanto, e- (TI) aparece
    en el miembro derecho de la reacción electroquímica
    de la pila, y e- (TI) tiene un coeficiente
    estequiométrico positivo:  [e-
    (TI) ] = +n.

    Utilizando
    iii
    con i = e- y Zi = -1, obtendremos para
    (18)

    e- 
    (e-) (e-) =  [e-
    (TI)] – [e- (TD
    )] + nF
    (D)

    donde
    Dyson
    los potenciales de los terminales derecho e izquierdo. Los
    potenciales químicos i dependen de T, P
    y de la composición, los terminales tienen la mismas T, P
    y composición. Por tanto:

    e- (e-)
    (e-) = nF
    (DI
    ) = n F E (19)

    donde se ha empleado la definición E =
    Dde
    la fem de la pila.

    Puesto que la pila es reversible, no hay uniones
    líquidas y todos los iones de la reacción de la
    pila se encuentran en la misma fase. Probamos que
    j jj =
    jjj
    cuando todas las especies cargadas incluidas en el sumatorio
    están en la misma fase. Teniendo esto en cuenta y
    sustituyendo (19) en (17), tenemos:

    i’ii
    n F E pila reversible (20)

    la ecuación (20) relaciona la fem de la pila con
    los potenciales químicos de las especies en la
    reacción química de la pila. Por ejemplo, para la
    pila (14) con la reacción química (16), tenemos
    –2 (AgCl) – (H2) +
    2 (Ag) + 2(H+) + 2
    (Cl-) = -2 F E.

    LA ECUACIÓN DE NERST

    Ahora expresaremos los potenciales químicos en
    (20) como actividades. La definición de la actividad
    ai de la especie i da i =
    0i + RT ln ai donde
    i0 es el potencial químico
    de i en sus estado normal elegido, por lo tanto tenemos
    que:

    i’ii’iii0
    RTi’iln
    aiG0
    + RT ln
    (i’(ai)i
    ) (21)

    Donde G0 =
    i’i
    i0 es la variación de energía
    de Gibbs normal y molar para la reacción química de
    la pila. Sustituyendo (21) en (20), tenemos:

    E = – G0 – RT ln
    ( i’ (ai
    )i ) (22)

    n F nF

    El potencial normal E0 de la reacción
    química de la pila se define como E0 =
    -G/ nF, por tanto:

    G = -nFE0 (23)

    E0 = E0 – RT ln
    (’i (a )i
    ) = E0 – RT ln Que pila rev.
    (24)

    nF nF

     La ecuación de Nerst (24) relaciona la fem
    E de la pila con las actividades ai de las sustancias
    en la reacción química de la pila y con el
    potencial normal E0 de la reacción;
    E0 está relacionado con G de la
    reacción química de la pila (ec. 23).

    El potencial normal de electrodo para la
    semirreacción de un electrodo se define como el potencial
    normal E de una pila con el electrodo de hidrógeno en la
    izquierda de su diagrama y el electrodo en cuestión en la
    derecha. El potencial normal del electrodo de hidrógeno es
    0. La fem normal de cualquier pila viene dada por E 0=
    E0D- E0I ,donde
    E0D y E0I son los
    potenciales normales de electrodo para las semipilas derecha e
    izquierda.

    La fem de las pilas y sus derivadas
    respecto a la temperatura pueden utilizarse para determinar
    coeficientes de actividad de electrólitos, pH, y
    G0, H0,
    S0, y K0 de las
    reacciones.

      

    1.5.- FORMAS DE
    LA CORROSION

    La corrosión ocurre en muchas y variadas formas,
    pero su clasificación generalmente se basa en uno de los
    tres siguientes factores:

    1.- Naturaleza de la sustancia 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
    pequeñas áreas.

    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
    disuelta es mínima, y puede conducir a daños muy
    considerables antes de que el problema sea visible.

    1.5.1.-
    CORROSION GALVANICA Y UNIFORME

    Esta forma de corrosión ocurre cuando el
    deterioro se presenta en toda la superficie. En este tipo de
    ataque los cambios superficiales tienden a ser graduales o
    uniformes. Tal ataque puede o no acarrear la formación de
    productos de corrosión.

    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.

    La corrosión galvánica se presenta cuando
    dos metales distintos sumergidos en un electrolito se hallan en
    contacto, la diferencia entre sus potenciales de
    disolución tenderá a hacer circular una corriente
    de un metal al otro a través de la solución,
    volviendo dicha corriente al primer metal a través del
    contacto metálico. Esta corriente incrementará la
    corrosión en un metal, haciéndola disminuir algo en
    el otro. El metal o aleación que sufre el aumento de
    corrosión es el más activo o ánodo y tiene
    el potencial de disolución mayor (más
    electronegativo). El otro, más noble, tiene un potencial
    más electropositivo y es el cátodo.

    Este tipo de corrosión puede ser controlada 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 que se encuentran.

    1.5.2.- CORROSION POR
    AGRIETAMIENTO

    Este tipo de corrosión es el resultado del efecto
    combinado entre corrosión y esfuerzos de tracción.
    Allí donde esto ocurre, la corrosión sola no
    habría producido rotura por agrietamiento. Del mismo modo,
    si no hubiera existido corrosión, los esfuerzos no
    habrían producido rotura por agrietamiento. Concretamente,
    el agrietamiento por tensocorrosión es el resultado de la
    corrosión y esfuerzos de tracción
    estáticos.

    Las condiciones ambientales en una grieta, pueden con el
    tiempo
    volverse muy diferentes a las existentes en una superficie limpia
    y abierta, por lo que un medio ambiente muy
    agresivo puede desarrollar y causar corrosión en las
    grietas.

    1.5.3.-
    CORROSION POR EROSION

    La corrosión por erosión, generalmente
    tiene la apariencia de picaduras poco profundas de fondo terso y
    el ataque puede presentar una distribución direccional debido al camino
    seguido por el agente agresivo, cuando se mueve sobre la
    superficie del metal.

    La corrosión por erosión se presenta
    normalmente en zonas donde disminuye la sección de paso o
    existe cambio de dirección. Puede producirse
    principalmente en toberas de entrada o salida , en toberas
    opuestas de tuberías o depósitos, en deflectores de
    choque, en codos y en válvulas
    donde existe estrangulamiento o cambio de
    dirección.

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

     1.5.4.- CORROSION POR
    PICADURA

    La corrosión por picadura se presenta por la
    formación de orificios en una superficie relativamente
    inatacada y las picaduras pueden tener variadas formas. Se da con
    mucha frecuencia en metales férricos y no
    férricos.

    También se describe como corrosión por
    concentración de pilas pues resulta de la existencia de
    potenciales electroquímicos diferentes dentro y fuera de
    las picaduras, por una diferencia de concentración de
    oxígeno. Las picaduras con falta de oxígeno,
    actúan como ánodo y el material no atacado, como
    cátodo.

    La susceptibilidad a este tipo de corrosión
    aumenta por la presencia de entallas, defectos superficiales,
    roturas de las capas de óxido o películas de metal
    o condiciones especiales en los límites
    del grano.

    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.

    1.5.5.-
    CORROSION POR EXFOLIACION Y DISOLUCION SELECTIVA

    La corrosión por exfoliación es una
    corrosión subsuperficial que comienza sobre una superficie
    limpia, pero que 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 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 la cual algunas 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 que tiene
    propiedades mecánicas muy pobres y obviamente el remedio a
    este caso es el empleo de
    aleaciones que no sean susceptibles a este proceso.

    1.5.6.- 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. 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.

    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.

    El fenómeno de límite de grano que causa
    la corrosión intercristalina, 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.

    1.5.7.-
    CORROSION DE FRACTURA POR TENSION

    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.

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

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

    1. Para que esta corrosión exista, se requiere de
      un esfuerzo de tensión.
    2. Las fracturas se presentan quebradizas en forma
      macroscópica, mientras que las fallas mecánicas
      de la misma aleación, en ausencia de un agente corrosivo
      específico, generalmente presentan
      ductibilidad.
    3. La corrosión por esfuerzos depende de las
      condiciones metalúrgicas de la
      aleación.

    1.5.8.-
    CORROSION BIOLOGICA

    La actividad metabólica de los microorganismos
    pueden provocar directa o indirectamente un deterioro del metal
    por procesos de corrosión. Las consecuencias de esta
    actividad pueden ser:

    1. Producir un ambiente corrosivo
    2. Crear celdas de concentración
      electrolítica en la superficie del metal
    3. Modificar la resistencia de las
      películas superficiales
    4. Tener influencia sobre el índice de
      reacción anódica o catódica
    5. Modificar la composición
      ambiental

    Los microorganismos que se asocian a la corrosión
    son de dos tipos: aeróbicos y anaeróbicos. Los
    aeróbicos crecen con facilidad en un ambiente que contenga
    oxígeno, mientras que los anaeróbicos medran en un
    ambiente virtualmente desprovisto de oxígeno
    atmosférico.

    Un ejemplo de microorganismos anaeróbicos lo
    constituyen las bacterias de
    reducción de sulfatos, las cuales fomentan la
    corrosión. Los sulfatos en suelos
    ligeramente ácidos a alcalinos (PH de 6 a 9)
    los reducen esas bacterias,
    para formar sulfato de calcio y sulfuro de hidrógeno.
    Cuando estos compuestos entran en contacto con las
    tuberías de hierro subterráneas, se produce una
    conversión del hierro a sulfuro de hierro. Puesto que esas
    bacterias medran en esas condiciones, seguirán fomentando
    esta reacción, hasta que se produzca una falla de la
    tubería.

    1.6.- INFORMACION
    GENERAL DEL CLORO

    Aunque existen evidencias de que el cloro fué
    encontrado desde fechas remotas, al químico suizo Scheele
    se le ha acreditado el descubrimiento del cloro en
    1774.

    Pocos años más tarde, en 1789, el
    químico francés Berthollet estableció el
    término "agua de javelle" para designar a la
    solución de hipoclorito de potasio.

    Gay Lussac y Thenerd de Francia,
    sugirieron lo que más tarde quedó establecido en
    1810 por Davy en Inglaterra, el
    hecho de que el cloro es un elemento químico.

    La electrólisis de una solución de cloruro
    de sodio fué observada desde 1800 por Cruikshank y,
    treinta años más tarde, Faraday resumió los
    hechos sobresalientes relativos a este fenómeno; sin
    embargo, fué hasta cincuenta años más tarde
    cuando la literatura patentada
    comenzó a aparecer, y desde 1851 se han registrado las
    patentes correspondientes a varios tipos de celdas
    electrolíticas para la producción de cloro.

    CARACTERISTICAS DEL CLORO

    El cloro en condiciones ordinarias de presión y
    temperatura, es un gas amarillo verdoso de un olor irritante
    característicos. Se le considera un gas
    compresible no inflamable, ni aún en estado
    líquido; sin embargo el cloro gaseoso puede soportar la
    combustión de ciertos materiales bajo
    determinadas condiciones.

    E l cloro es muy activo químicamente,
    razón por la cual no se le encuentra en estado libre, sino
    en combinación con otros elementos como el sodio con el
    cual está ampliamente distribuido en la naturaleza como
    cloruro de sodio, y constituye su fuente principal.

    El cloro gaseoso es 2.5 veces más pesado que el
    aire, por lo que
    tiende a acumularse en los lugares bajos y se difunde lentamente
    en él.

    El cloro gaseoso puede ser licuado por aplicación
    de presión a baja temperatura y en esta forma es un
    líquido claro color
    ámbar, 1.5 veces más pesado que el
    agua.

    A la presión atmosférica hierve a
    -34.05º C y se congela a -100.98oC
    aproximadamente.

    Un volumen de cloro
    líquido cuando vaporiza, produce cerca de 460
    volúmenes de gas.

    El cloro es sólo ligeramente soluble en
    agua.

    A pesar de que el cloro seco (gas o líquido)
    normalmente no es reactivo ni corrosivo con algunos metales tales
    como el cobre o el
    acero al carbón, si es fuertemente reactivo (poderosamente
    corrosivo) cuando hay presencia de humedad.

    DATOS TECNICOS

    • PROPIEDADES ATOMICAS Y MOLECULARES

    NUMERO ATOMICO 17

    SIMBOLO ATOMICO Cl

    PESO ATOMICO 35.453

    SIMBOLO MOLECULAR Cl2

    PESO MOLECULAR 70.906

    El cloro elemental existe bajo la forma de
    isótopos estables con números de masa 35 y 37. La
    molécula ordinaria de cloro consiste en una mezcla de 76%
    de cloro 35 y 24% de cloro 37.

    • PROPIEDADES QUIMICAS

    FLAMABILIDAD

    El cloro líquido o gaseoso, no es explosivo ni
    flamable; sin embargo, al igual que el oxígeno, es un
    oxidante y es capaz de soportar la combustión de ciertas sustancias. Muchas
    sustancias químicas reaccionan fácilmente con el
    cloro, algunas veces violentamente.

    VALENCIA

    El cloro usualmente forma combinaciones con valencia de
    -1 pero puede combinarse con valencias de +1, +2,+3, +4, +5, o
    +7.

    REACCIONES QUIMICAS

    Reacciones con el agua.

    El cloro es sólo ligeramente soluble en
    agua.

    Cuando éste reacciona con el agua pura, se forma
    una solución débil de ácidos
    clorhídrico e hipocloroso. El cloro hidratado
    (Cl2.8H2O) puede cristalizarse a
    temperaturas por debajo de los 49.3º F
    (9.6º C) a la presión atmosférica,
    y a temperaturas y presiones más altas.

    Reacciones con metales.

    Por debajo de los 250º F
    (121º C) el hierro, el cobre, el acero, el plomo,
    el níquel, el platino, la plata y el tantalio son
    resistentes al cloro seco, líquido o gaseoso. A
    temperaturas ordinarias el cloro seco, líquido o gaseoso,
    reacciona con el aluminio, el
    arsénico, el oro, el mercurio, el selenio, el telurio y el
    estaño. A ciertas temperaturas el sodio y el potasio arden
    con el cloro gaseoso. El cloro húmedo, a causa de los
    ácidos clorhídrico e hipocloroso formados
    directamente por hidrólisis, es muy corrosivo para la
    mayoría de los metales comunes.

    Reacciones con otros elementos.

    Estas reacciones ocurren bajo condiciones
    específicas con la mayoría de los elementos, y
    pueden ser extremadamente rápidas. En su punto de
    ebullición el cloro reacciona con el azufre. No reacciona
    directamente ni con el oxígeno ni con el nitrógeno,
    puede hacerlo con los óxidos y compuestos del
    nitrógeno pero sólo de manera indirecta. Las
    mezclas de
    hidrógeno y cloro pueden reaccionar
    violentamente.

    Reacciones con compuestos
    inorgánicos.

    La preparación de sosa y cal blanca (sodio e
    hipoclorito de calcio) son reacciones típicas del cloro
    con los álcalis y los hidróxidos de los metales
    alcalinotérreos, los hipocloritos formados son poderosos
    agentes oxidantes. Debido a su gran afinidad con el
    hidrógeno, el cloro remueve el hidrógeno de algunos
    compuestos, como en la reacción con el sulfuro de
    hidrógeno para formar ácido clorhídrico y
    azufre. El cloro como ion hipocloroso, reacciona con los iones
    amonio para formar varias mezclas de
    cloraminas.

    Reacciones con compuestos
    orgánicos.

    El cloro reacciona con muchos compuestos
    orgánicos para formar derivados clorinados. Algunas
    reacciones pueden ser extremadamente violentas, especialmente
    aquellas con hidrocarburos,
    alcoholes y
    éteres.

    • PROPIEDADES FISICAS

    PUNTO DE EBULLICION

    El punto de ebullición del cloro líquido a
    760 mm Hg es de 239.05º K (-34.050
    C.

    DENSIDAD CRITICA

    La densidad
    crítica, o peso por unidad de volumen de cloro
    a temperatura y presión críticas es de 0.573
    g/cm3.

    PRESION CRITICA

    La presión crítica o la presión de
    vapor del cloro líquido a temperatura crítica es de
    76.1 atm.

    TEMPERATURA CRITICA

    Es la temperatura a la cual el cloro existe
    únicamente como gas no importando que tan elevada sea la
    presión es de 143.75º C.

    VOLUMEN CRITICO

    Es el volumen de una unidad de masa en condiciones
    críticas de presión y temperatura es de 0.001745
    lt/gr ( 0.02795 ft3/lb).

    DENSIDAD DE CLORO GAS

    La masa por unidad de volumen de cloro, en condiciones
    específicas de presión y temperatura; es de 3.214
    g/lt en condiciones estándar (0o C y 1
    atm).

    PUNTO DE CONGELAMIENTO

    El punto de congelamiento o el punto de fusión del
    cloro es de 172.12º K o -100.98º
    C.

    CALOR LATENTE DE EVAPORACION

    Es el calor
    requerido para evaporar una unidad peso de cloro líquido.
    A 760 mm Hg de presión absoluta y al punto de
    ebullición (-34.05º C) es de 4878
    calorías por mol o 123.82 Btu por libra.

    GRAVEDAD ESPECIFICA

    Cloro gaseoso seco. La relación de la densidad del
    cloro seco en condiciones estándar, a la densidad del
    aire seco en las
    mismas condiciones , la gravedad específica es
    2.482.

    Cloro líquido. La relación de la densidad
    del cloro líquido a 0o C y 36.1 atm a la
    densidad del agua, la gravedad específica es
    1.468.

    RELACION DE VOLUMEN LIQUIDO-GAS

    El peso de un volumen de cloro líquido es igual
    al peso de 457.6 volúmenes de cloro gaseoso en condiciones
    estándar.

    SOLUBILIDAD DE CLORO EN AGUA

    Es el peso de gas que puede ser disuelto en una cantidad
    de agua a una temperatura dada, cuando la presión de vapor
    del cloro y el agua son iguales a una atmósfera
    absoluta.

    CALOR ESPECIFICO DEL CLORO

    El calor requerido para elevar la temperatura en un
    grado a una unidad de peso de cloro.

    Los valores de
    calor específico del cloro gaseoso a presión
    constante y a volumen constante, a 14º C
    son:

    CP : 0.1150 CAL G/G/o C

    CV : 0.0849 CAL G/G/o C

    Y la relación de estos valores es de
    1.355

    PRESION DE VAPOR DEL CLORO

    Es la presión del cloro gas sobre el cloro
    líquido cuando están en equilibrio.

    RELACION VOLUMEN-TEMPERATURA

    El volumen del cloro líquido se incrementa
    rápidamente a medida que se eleva la
    temperatura.

    • PROPIEDADES MAGNETICAS Y
      ELECTRICAS

    El cloro líquido se considera como un no
    conductor de la electricidad, su
    resistencia específica es mayor de 1016 ohms-cm
    a 70º C.

    La constante diélectrica del cloro líquido
    es de 2.15 a 60º C para longitudes de onda
    mayores de 10,000 cm.

    La constante diélectrica del gas se considera del
    mismo orden de magnitud que la del líquido.

    • ENTROPIA

    La entropía del gas a 239.05º
    K es de 51.44 calorías por grado por mol.

    USOS DEL CLORO

    Debido a sus singulares propiedades físicas y
    químicas , el cloro juega un papel
    importante en nuestra vida cotidiana, ya que es la materia prima
    para la elaboración de otros productos que hacen posible
    las comodidades de la vida moderna.

    De los usos más importantes del cloro se
    mencionan los siguientes:

    • Blanqueo de pulpa de papel
    • Preparación de hipocloritos
    • Potabilización del agua
    • Metanos clorados
    • Cloruros metálicos.

    CAPITULO II

    CONTROL Y EVALUACION DE LA
    CORROSION DE CLORODUCTOS

    2.1.-
    METODOS DE CONTROL DE LA CORROSION

    La tendencia de los metales a corroerse es un
    fenómeno que debe reconocerse como inevitable. La tarea
    del Ingeniero en Corrosión es controlar sus efectos
    destructores con un mínimo de costo.

    Los métodos más comunes para el control de
    la corrosión son el uso de materiales resistentes a la
    corrosión, la protección por recubrimientos
    anticorrosivos y aislamientos térmicos, el
    sobrediseño, y el uso de inhibidores.

    2.1.1.-
    USO DE MATERIALES RESISTENTES A LA CORROSION

    Debido principalmente a su costo y cualidades
    estructurales, el hierro y el acero son los más
    ampliamente usados en las construcciones industriales.
    Desafortunadamente, estos materiales tienden a corroerse o
    retornar a su forma de óxidos más
    rápidamente que otros tipos de metales.

    Por lo anterior, el Ingeniero en Corrosión o de
    diseño, recurre a metales más inertes o a las
    aleaciones para retardar el proceso de
    corrosión.

    Además de las aleaciones, se dispone actualmente
    de muchos materiales plásticos resistentes a la
    corrosión. Materiales termoplásticos como el
    cloruro de polivinilo (PVC) y el polietileno son usados en
    tuberías y ductos de vapores. Los compuestos
    epóxicos y poliéster reforzados con fibra de vidrio
    son empleados en tuberías de proceso con limitaciones a
    altas temperaturas.

    • MATERIALES PARA SISTEMAS DE CLORO
      HUMEDO.

    Un buen diseño de ingeniería es lo más importante para
    lograr el apropiado manejo del cloro gas-húmedo y de las
    soluciones
    acuosas de cloro. El cloro gas-húmedo corroe a la
    mayoría de los materiales comunes de construcción. Esto se debe a la poderosa
    acción oxidante del ácido hipocloroso y de la
    acción disolvente del ácido clorhídrico
    formados por hidrólisis. Las condiciones de servicio para
    cloro húmedo generalmente presentan temperaturas
    máximas de 88º C y presiones
    máximas de 10.5 Kg/Cm2 .

    Casi todos los aceros, incluyendo los aceros
    inoxidables, no son apropiados para usarse en sistemas de cloro
    gas-húmedo. Sin embargo, los aceros de
    níquel-molibdeno pueden ser utilizados a temperaturas
    más bajas. Del mismo modo, el 3% de molibdeno en Durichlor
    aumenta la resistencia a un punto en el cual es satisfactorio
    para el servicio de
    cloro húmedo hasta los 38º C.

    A presiones atmosféricas, el cloro
    gas-húmedo, puede ser manejado en recipientes de vidrio,
    cerámicas químicas, hidrocarburos
    fluorinados, porcelana, Saran, polipropileno, y furanos
    reforzados con fibra de vidrio, o poliésteres.

    Sin embargo, estos materiales están sujetos a
    limitantes de presión y no deberán ser usados si
    las presiones de operación son muy altas. Para condiciones
    de baja presión, el Hastelloy C, el platino, el tantalio,
    el titanio, o una combinación de un revestimiento
    resistente y un metal común, pueden ser utilizados. El
    titanio y el tantalio presentan una mayor resistencia a la
    corrosión en temperaturas hasta de 149º
    C.

    El titanio muestra una velocidad de corrosión de
    cero milésimas de pulgada por año en cloro
    húmedo.

    Otros materiales que son resistentes al cloro
    húmedo son: el caucho duro,el Haveg, el plomo, el cloruro
    de polivinilo (para ser usado a temperaturas menores de
    66º C), y la plata.

    Los siguientes materiales no son generalmente aceptados
    para usarse con el cloro húmedo: el aluminio, las
    aleaciones de aluminio-bronce, los plásticos de
    poliisobutileno, el níquel, el Inconel, el Monel, el
    cobre, y las aleaciones de cobre.

    Los materiales de fabricación de tuberías
    incluyen procesos manuales de fibra
    de vidrio reforzada con poliéster o viniléster,
    Haveg, tubería de acero revestida de Saran, tubería
    de acero revestida de caucho, Karbate, o fibra de vidrio. Para
    tuberías pequeñas puede utilizarse el cloruro de
    polivinilo no plastificado o PVDC. La tubería revestida de
    polipropileno es utilizable hasta los 66º C;
    Saran es utilizable hasta los 24º C.

    Dentro de los límites, el titanio puede ser usado
    con el cloro húmedo pero no debe ser utilizado con el
    cloro seco bajo ninguna circunstancia, ya que éste al
    contacto arde espontáneamente. El tantalio es inerte al
    cloro húmedo y al cloro seco a temperaturas hasta de
    300º F ( 149ºC).

    • MATERIALES PARA SISTEMAS DE CLORO
      SECO

    En general las tuberías de acero al carbón
    o aleaciones de acero son las más recomendables para el
    manejo de cloro seco. Los aceros inoxidables de los tipos 300
    tienen propiedades útiles para servicios de
    baja temperatura pero pueden fallar debido a corrosión por
    fractura de tensión, particularmente en presencia de
    humedad, al ambiente o a elevadas temperaturas.

    El cloro seco es relativamente no-corrosivo para el
    acero al carbón, hierro colado y otros materiales comunes
    de construcción a temperaturas moderadas. Aunque el
    titanio resulta adecuado para el cloro húmedo, éste
    reacciona violentamente con el cloro seco y nunca deberá
    ser usado.

    El cloro húmedo es muy corrosivo para todos los
    metales comunes y deberá tenerse mucho cuidado al
    asegurarse que la humedad contenida en el cloro gaseoso seco sea
    mantenida por debajo del punto de rocío en todo
    momento.

    La velocidad de corrosión del hierro y el acero
    se incrementa con el aumento de la temperatura, sin embargo, los
    productos de corrosión se adhieren y tienen una tendencia
    a proteger el acero hasta que se alcanza una temperatura de
    251º C. A esta temperatura, la velocidad de
    corrosión se incrementa hasta un punto en el cual ocurre
    la ignición del acero. Por lo tanto, todo el cloro
    manejado en equipos de acero debe mantenerse completamente por
    debajo de esta temperatura.

    Para temperaturas de -30 a 120º C y a
    presiones desde vacío total hasta 0.42 Kg/cm2
    como máximo, la tubería que se emplea para cloro
    comprimido y seco es la ASTM A-53 Grado B Céd.
    Estándar S.C.

    2.1.2.- RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS Y
    AISLAMIENTOS

    TERMICOS PARA CLORODUCTOS

    PROTECCION POR BARRERAS:
    RECUBRIMIENTOS

    El medio de control de la corrosión en virtud de
    su versatilidad y eficiencia que ha
    logrado la mayor aceptación, es la aplicación de
    pinturas o recubrimientos protectores, los cuáles
    actúan como barreras que impiden el acceso a los agentes
    de corrosión. Estas barreras tienen a su cargo la
    protección de la mayor parte de las superficies de metal,
    madera o
    concreto en
    casi todas las plantas.

    ¿ QUE ES LO QUE HACE UN RECUBRIMIENTO
    ?

    Un recubrimiento controla principalmente la
    corrosión, sirviendo de barrera frente al medio ambiente
    corrosivo. Sin embargo, esto no es tan sencillo como parece,
    teniendo en cuenta el mecanismo de la corrosión, puede
    verse que un recubrimiento eficaz debe llenar ciertos requisitos.
    Entre los cuales podemos mencionar los siguientes:

    1. RESISTIR AL AMBIENTE EXTERIOR
    2. EXCLUIR LOS IONES
    3. EXCLUIR LA HUMEDAD
    4. EXCLUIR EL OXIGENO
    5. ADHERIRSE A LA SUPERFICIE

    SISTEMAS DE RECUBRIMIENTOS

    Los recubrimientos en general poseen una permeabilidad
    natural en menor o mayor grado que permite el paso de suficiente
    cantidad de agua y oxígeno que ocasionan corrosión
    ininterrumpida de la superficie; por tal motivo y para efectos de
    protección anticorrosiva deben aplicarse a un espesor tal
    que la película seca nunca sea inferior a las seis
    milésimas de pulgada.

    A los tres tipos de recubrimiento denominados
    respectivamente primario, enlace o intermedio y acabado se les
    conoce con el nombre de Sistema de recubrimiento.

    Un sistema de recubrimiento propiamente dicho
    está constituido por las siguientes partes:

    • Método de preparación de
      superficie
    • Pretratamiento de la superficie
    • Primarios
    • Intermedios o enlaces
    • Acabados finales

    PRIMARIOS

    Los primarios son recubrimientos que se aplican como
    primera mano sobre la superficie a ser recubierta.

    INTERMEDIOS O ENLACES

    El término recubrimiento intermedio se refiere a
    aquellos materiales que son aplicados entre el primario y el
    recubrimiento de acabado.

    ACABADOS O CAPAS FINALES

    Estos productos representan la capa exterior en contacto
    con el medio ambiente y se formulan para proveer
    protección a las capas internas de
    recubrimiento.

    Algunos sistemas de recubrimientos para cloroductos
    pueden representarse como sigue:

    SISTEMA

    TEMP.

    PRIMARIO

    INTERMEDIO

    ACABADO

    ESPESOR TOTAL

    S/S6

    HASTA 650 C

    P1/P2

    A1

    A3

    0.013"

    S8

    66 A 99 0C

    P4

    ____

    A3

    0.015"

    Donde:

    P1= primario de zinc 100% inorgánico, autocurante
    base solvente

    P2= primario epóxico catalizado

    P4= primario rico en zinc

    Sólidos en volumen 84+-
    3%

    A1= acabado epóxico con poliamidas de altos
    sólidos

    A3= acabado poliuretano

    A4 = acabado con resinas de cumarona y aceite de linaza
    (A)

    Acababado con silicones para alta temperatura
    (B)

    1. para PEMEX= De 80º C A
      260o C
    2. para PEMEX= De 260o C a 560o
      C.

    SELECCIÓN DEL MATERIAL Y ESPESOR ADECUADO PARA
    EL

    AISLAMIENTO TERMICO EN TUBERIAS Y
    EQUIPO.

    En el manejo eficiente de la energía, la
    instalación de aislamiento térmico puede llegar a
    producir un mayor ahorro de
    energía que cualquier otra medida que se tome, y esta
    medida está al alcance de todas las industrias que
    manejan energía tanto en procesos criogénicos, de
    refrigeración, de calentamiento o a altas
    temperaturas.

    • MATERIALES AISLANTES

    Un material aislante térmico es aquel que
    presenta resistencia al paso de calor a tráves de
    él por lo que reduce la transferencia de energía
    entre el medio ambiente y las corrientes manejadas en el
    proceso.

    Las características principales que deben tener
    los aislamientos son las siguientes:

    1. El material aislante debe ser inerte ante los
      materiales químicos que se manejan en el proceso y a los
      que, por condiciones ambientales, pueden estar
      expuestos.
    2. Debe tener garantía en cuanto a sus
      características de fabricación para conservar sus
      propiedades térmicas en diferentes lotes de
      producción.
    3. Debe resistir los esfuerzos mecánicos a los
      que estará expuesto durante su vida
      útil.
    4. La instalación del aislamiento en los
      accesorios tales como válvulas y bridas, debe ser lo
      más sencillo posible.
    5. Debe tener un coeficiente de transferencia de calor
      bajo. Entre más bajo sea este valor, el material
      presentará una mayor resistencia al paso del calor a
      través de él.
    • SELECCIÓN DE MATERIALES

    Los materiales aislantes son clasificados de acuerdo a
    los rangos de temperatura en los que pueden ser usados. Cuando la
    temperatura de operación alcanza ciertos límites
    superiores, los materiales se vuelven estructuralmente inestables
    o no son competitivos debido a que tienen una conductividad
    térmica relativamente alta.

    En los rangos de baja temperatura casi todos los
    materiales son estructuralmente estables y reunen las
    características técnicas para poder ser
    instalados, pero la selección en base a los costos elimina
    a todos aquellos materiales con altos valores de conductividad
    térmica.

    La selección del aislamiento adecuado se hace en
    base a diferentes factores, considerados, generalmente, en el
    siguiente orden:

    1.- Formas disponibles, tales como: placas
    rígidas o flexibles; tubería

    preformada y si cumplen las especificaciones de
    diseño

    2.- Precio

    3.- Disponibilidad

    4.- Conductividad térmica

    5.- Permeabilidad a la humedad

    RANGO DE BAJAS TEMPERATURAS –840 C
    (-1200 F) a 1000 C ( 2120
    F)

    En el rango de temperaturas de –840 C
    (1200 F) a 200 C (680 F) se usa
    bastante el aislamiento con espumas de poliuretano o poliestireno
    y con fibra de vidrio.

    El principal problema que se tiene con el aislamiento de
    equipo y tubería a esta temperatura, es la humedad del
    medio ambiente.

    RANGO DE TEMPERATURAS DE 200 C
    (680 F) a 1000 C (2120
    F)

    Se usa una gran variedad de aislamientos tanto
    orgánicos como inorgánicos, como:

    1.- Corcho comprimido y granulado

    2.- Fibra de vidrio aglomerada con resinas
    orgánicas

    3.- Poliestireno celular expandido

    4.- Espumas de poliuretano

    5.- Fibras de madera con
    aglomerantes adecuados

    6.- Perlita y vermiquilta expandida.

    Existen básicamente las siguientes clases de
    aislamientos para tuberías que transportan
    cloro.

    CLASE 100.- Para equipos y tuberías
    calientes

    CLASE 200.- Para equipos y tuberías
    frías.

    Dentro de los aislamientos de la clase 100 tenemos
    :

     

    CLASE 100

    RANGO TEMP. (0
    C)

    CLASE

    ESPESOR EN PULGADAS PARA
    A*

    MATERIALES

    SUPERIOR A 105

    101

    1 ½

    VITROFORM, RW 4300 TIPO 4 CEMENTO
    AISLANTE MONOLITICO

    RW 4125, RF 7600

    RF 4200

    106-150

    101F

    2

    151-200

    102

    2 ½

    201-230

    103

    3 1/2

     

    CLASE 200

    RANGO TEMP. (0
    C)

    CLASE

    ESPESOR EN PULGADAS PARA
    A*

    MATERIALES

    -5 A 20

    201

    2 Y 2 1/2

    POLIURETANO KOLD FAS

    FOAM SEAL

    MONULAR MASTIC

    -20 A -6

    202

    3

    A*= Para tuberías de diámetro
    nominal de 10", 12", y 14".

    2.1.3.- SOBREDISEÑO

    El sobrediseño de estructuras se refiere al uso
    de miembros estructurales más pesados o placas más
    gruesas, anticipándose a las pérdidas de material
    por los efectos de la corrosión; esto es especificar
    placas de espesores muy gruesos por hábito o por costumbre
    en lugar de placas más ligeras, protegiéndolas
    contra los efectos de la corrosión.

    La principal desventaja del sobrediseño es que no
    se puede predecir con exactitud ni la vida de servicio, ni el
    costo de reemplazo del material corroído.

    Por ejemplo: Supongamos que una estructura
    metálica sin ninguna protección tendrá una
    vida de x años, y el costo de reemplazo será Y
    pesos, pero si X resulta menor que lo anticipado, y si Y es
    mayor, el costo de la estructura puede ser varias veces
    más de lo esperado.

    2.1.4.-
    USO DE INHIBIDORES DE CORROSION

    El uso de diversas sustancias o inhibidores como
    aditivos a los ambientes corrosivos, para reducir la
    corrosión de los metales en el ambiente, es un medio
    importante de combate de la corrosión. En general, resulta
    más atractivo en sistemas cerrados de
    recirculación, cuando el costo del inhibidor sea
    bajo.

    Como ejemplos típicos de los inhibidores
    utilizados para minimizar la corrosión del hierro y el
    acero en soluciones
    acuosas, se tienen los cromatos, los fosfatos y los silicatos.
    Los materiales de sulfuros orgánicos y amidas resultan con
    frecuencia eficaces para minimizar la corrosión del hierro
    y del acero en solución ácida.

    El uso de inhibidores no se limita al control de la
    corrosión del hierro y el acero, sino que, con frecuencia,
    son eficientes con el acero inoxidable y otros materiales de
    aleación.

    La eficiencia de un inhibidor dado aumenta gradualmente
    con el incremento de la concentración; pero los que se
    consideran convenientes desde el punto de vista práctico y
    el económico se usan en cantidades de menos de 0.1% en
    peso.

    En algunos casos, la cantidad de inhibidor que se
    encuentra presente es crítica, ya que una deficiencia
    puede dar como resultado un ataque localizado o de picaduras, con
    la consecuencia de que los resultados son todavía
    más destructivos que si no se encontrara presente el
    inhibidor.

    Por lo que, la consideración para utilizar
    inhibidores debe incluír la revisión de la
    experiencia en sistemas similares o la investigación de necesidades y limitaciones
    en nuevos sistemas.

    En el caso de los cloroductos no se utiliza
    ningún tipo de inhibidor que promueva una película
    de protección; ya que el control de la corrosión en
    cloro húmedo que es el más corrosivo con los
    materiales comunes, se puede realizar mediante el empleo de
    tuberías revestidas de fibra de vidrio, el cual por sus
    excelentes propiedades tales como: alta resistencia a la
    tensión, completamente incombustible,
    biológicamente inerte, excelente resistencia al
    intemperismo y a gran cantidad de agentes químicos, entre
    otras, proporcionan una medida eficaz de control de la
    corrosión.

    2.2.-
    EVALUACION DE LA CORROSION

    La evaluación de la corrosión sirve como
    un medio en el cual se generan recomendaciones técnicas
    para que en caso de encontrar algún equipo o
    tubería en condiciones que represente un riesgo para la
    continuidad del proceso o para el personal, se
    pueda corregir oportunamente mediante la aplicación de
    métodos de control, reparaciones o reemplazos o cualquier
    acción preventiva. Lo anterior siempre apoyado por los
    requerimientos de los códigos y los estándares de
    diseño y construcción.

    Algunas de las técnicas de evaluación
    aplicadas en un cloroducto son: Inspección visual,
    pruebas no
    destructivas, análisis químico de los productos
    removidos.

    ¿ QUE ES UNA INSPECCION?

    La inspección es un programa de
    examinación crítica del equipo e instalaciones para
    averiguar su condición actual y para determinar si es
    conveniente continuar con el servicio. La inspección
    también puede predecir la vida remanente del equipo. Para
    asegurar su objetivo y seguridad, la inspección
    deberá incluir el registro
    cuidadoso y el seguimiento de recomendaciones.

      INSPECCIONES PERIODICAS

    Los sistemas de tuberías de cloro deben ser
    inspeccionados regularmente. Las inspecciones ayudarán a
    encontrar los problemas antes de que ocurran las fallas. Existen
    múltiples maneras para inspeccionar estos sistemas. Los
    métodos útiles incluyen inspecciones visuales,
    inspecciones ultrasónicas de espesor e inspecciones
    radiográficas no destructivas. Una inspección
    visual es con mucho la inspección más importante
    que puede hacerse. Los otros métodos pueden ser usados
    como complemento. Los resultados de todas las inspecciones deben
    ser documentados.

    2.2.1.- TECNICAS DE
    INSPECCION SUPERFICIAL

    Mediante éstas sólo se comprueba la
    integridad superficial de un material. Por tal razón su
    aplicación es conveniente cuando es necesario detectar
    discontinuidades que están en la superficie, abiertas a
    ésta o a profundidades menores de 3 mm. Este tipo de
    inspección se realiza por medio de cualquiera de los
    siguientes ensayos no
    destructivos:

    • INSPECCION VISUAL ( VT)
    • LIQUIDOS PENETRANTES (PT)
    • PARTICULAS MAGNETICAS (MT)
    • ELECTROMAGNETISMO (ET)

    INSPECCION VISUAL (VT)

    Esta es una técnica que requiere de una gran
    cantidad de información acerca de las
    características de la pieza a ser examinada, para una
    acertada interpretación de las posibles indicaciones.
    Está ampliamente demostrado que cuando se aplica
    correctamente como inspección preventiva, detecta
    problemas que pudieran ser mayores en los pasos subsecuentes de
    producción o durante el servicio de la pieza. Aún
    cuando para ciertas aplicaciones no es recomendable, es factible
    detectar muchos problemas en casos determinados, mediante la
    inspección realizada por una persona bien
    entrenada.

    Algunas herramientas
    empleadas para la inspección visual son:

    1. Lentes de aumento o lupas
    2. Endoscopios (Boroscopios)

    Una inspección visual debe incluir un
    exámen minucioso de todas las bridas, válvulas y
    otros accesorios y aditamentos de los sistemas de
    tuberías. Las áreas de interés
    particular deben incluir tales accesorios como soportes de
    tuberías y áreas con pintura o
    aislamiento dañado. Donde se encuentra un aislamiento
    dañado se autoriza otra inspección. Como nota
    especial deben tomarse en cuenta las áreas de soldadura,
    como áreas que se corroen más
    rápidamente.

    El costo de la inspección visual es el más
    bajo de todos los ensayos no destructivos, siempre y cuando sea
    realizada correctamente.

    LIQUIDOS PENETRANTES (PT)

    La inspección por líquidos penetrantes es
    empleada para detectar e indicar discontinuidades que afloran a
    la superficie de los materiales examinados.

    En términos generales, esta prueba consiste en
    aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la
    superficie a examinar, el cual penetra en las discontinuidades
    del material debido al fenómeno de capilaridad.
    Después de cierto tiempo, se
    remueve el exceso de penetrante y se aplica un revelador, el cual
    generalmente es un polvo blanco, que absorbe el líquido
    que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa de
    revelador se delinea el contorno de ésta.

    El método puede detectar discontinuidades
    superficiales, siempre y cuando se tenga una parte abierta a la
    superficie en la cual el líquido ha sido
    aplicado.

    El objetivo del método de líquidos
    penetrantes es detectar grietas, porosidades, traslapes, costuras
    y otras discontinuidades superficiales rápida y
    económicamente con un alto grado de
    confiabilidad.

    Este método puede aplicarse a materiales
    metálicos; por ejemplo: fundiciones de acero, aluminio y
    sus aleaciones, en materiales no metálicos como vidrio,
    cerámica, plásticos, etc.; además de piezas
    de forma complicada que no pueden ser inspeccionadas por otro
    método o cuando las piezas a inspeccionar se localizan en
    lugares donde no existe energía
    eléctrica.

    El éxito
    de la inspección depende de la limpieza de la superficie,
    de las piezas, de la ausencia de contaminación, de las
    condiciones de la superficie y del cuidado de los operadores para
    asegurar que se efectúe la técnica de manera
    adecuada y se realice la interpretación correcta de las
    indicaciones.

    PARTICULAS MAGNETICAS (MT)

    Las partículas magnéticas detectan
    discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales
    ferromagnéticos.

    Es un sistema más rápido que los PT y
    consiste en aplicar una sustancia ferromagnética en polvo
    (partículas magnéticas) sobre un material que ha
    sido magnetizado. Las zonas donde existe una discontinuidad en el
    material provocan distorsiones del campo
    magnético o de los polos magnéticos. Esas
    distorsiones atraen a las partículas magnéticas y
    de este modo se crean las indicaciones virtuales de las
    discontinuidades, que posteriormente podrán
    interpretarse.

    ELECTROMAGNETISMO (ET)

    Electromagnetismo, también conocido como
    corrientes de Eddy, es principalmente aplicable a materiales no
    ferromagnéticos y se basa en el fenómeno de
    inducción
    electromagnética.

    Funciona a partir de un generador de corriente
    alterna, que se conecta a una bobina de prueba para crear un
    campo magnético primario. El campo magnético
    primario induce una corriente eléctrica en el material
    sujeto a inspección y esto provoca un campo
    magnético secundario, proporcional al primario, pero de
    signo contrario. En el momento en que la corriente de la bobina
    se vuelva cero, el campo magnético secundario
    inducirá una nueva corriente eléctrica en la
    bobina. Este efecto se repetirá cuántas veces la
    corriente cambie de fase (al pasar de positivo a negativo y
    viceversa).

    Las variaciones de la conductividad eléctrica
    causan modificaciones en la corriente inducida del material
    sujeto a inspección; lo que ocasionará que
    varíe su campo magnético inducido, hecho que
    será detectado por la variación del voltaje total
    que fluye en la bobina.

    Existen otro tipo de técnicas para la
    inspección de la corrosión llamadas técnicas
    de inspección volumétrica, las cuales están
    comprendidas también dentro de las pruebas no
    destructivas.

    2.2.2.- TECNICAS DE INSPECCION
    VOLUMETRICA

    Son aquellas con las que se comprueba la integridad de
    un material en su espesor y se detectan discontinuidades internas
    que no son visibles en la superficie de la pieza. Este tipo de
    inspección se realiza por medio de cualquiera de los
    siguientes ensayos:

    • RADIOGRAFIA INDUSTRIAL (RT)
    • ULTRASONIDO INDUSTRIAL (UT)

    RADIOGRAFIA INDUSTRIAL (RT)

    La radiografía industrial es un método
    físico de inspección. Se basa en la
    interacción entre la materia y la radiación
    electromagnética. Cuando un cuerpo es expuesto a la
    energía de los rayos X o gamma,
    éste los absorbe de forma proporcional a su densidad,
    espesor y configuración. La radiación que logra
    atravesar el material examinado se registra en una placa sensible
    a dicha energía. Posteriormente la placa se revela y
    así se obtiene la imagen del
    área inspeccionada, en la que las indicaciones de una
    discontinuidad aparecerán en un tono de gris o negro
    distinto al de las porciones de material homogéneo y
    saludable porque al no haber material que atravesar o tener
    éste otra composición; será distinta la
    cantidad de energía ionizante que atraviese esa parte de
    la pieza y se imprima en la placa fotosensible.

    La radiografía industrial es un excelente medio
    de registro de
    inspección y su uso se extiende a diversos
    materiales.

    Además la radiografía industrial
    también descubre los errores de fabricación y ayuda
    a establecer las acciones
    correctivas.

    ULTRASONIDO INDUSTRIAL (UT)

    La examinación por Ultrasonido Industrial (UT) se
    define como un procedimiento de
    inspección no destructiva de tipo mecánico, basado
    en la impedancia acústica; que se obtiene al conocer el
    producto de la velocidad máxima de propagación de
    una onda sonora específica entre la densidad de un
    material.

    Uno de los instrumentos más utilizados para este
    propósito es el "DMS" (KRAUTKRAMER) que es un instrumento
    de medición de espesores por ultrasonido
    (prueba no destructiva).

    El "DMS" es un medidor portátil de espesores y
    registrador de datos construido
    a base de microprocesadores. Usando palpadores de uno o dos
    cristales, el "DMS" puede medir espesores de paredes remanentes
    en un amplio rango de componentes, incluyendo tubo flux,
    tuberías, recipientes a presión y otras partes
    sujetas a pérdidas de espesores debido a corrosión
    o erosión.

    Con el método de medición de un cristal,
    las mediciones pueden hacerse a través de recubrimientos,
    tales como pinturas y excluye el espesor de dicho recubrimiento
    en la medición.

    Las mediciones de espesores y las imágenes
    correspondientes al barrido tipo "A" (ecos que emite el haz
    ultrasónico), pueden ser almacenadas en la memoria del
    circuito de datos alfanuméricos de alta
    capacidad.

    Una interfase serial bidireccionada permite transferir
    los datos a una impresora o
    computadora,
    incluyendo las imágenes
    del barrido tipo "A" y una programación remota del "DMS" por una
    computadora
    personal.

    El principio de operación de un medidor de
    espesores por ultrasonido, es que el instrumento mide el tiempo
    de recorrido de un pulso ultrasónico a través de la
    pieza prueba y multiplica este tiempo por la velocidad del
    sonido en el
    material.

    La siguiente gráfica muestra un ejemplo de
    cómo se lleva el registro de medición de
    espesores en un cloroducto.

    2.2.3.-
    ANALISIS QUIMICO

    El análisis químico de la humedad en
    cloroductos, sobre todo en las tuberías que transportan
    cloro húmedo, es uno de los parámetros más
    importantes que se analizan diariamente en este tipo de
    tuberías. Dicho análisis se realiza por medio de
    instrumentos especiales llamados higrómetros. El contenido
    máximo de agua en el cloro seco es de 50 ppm, pero el
    mejor valor que se puede obtener es de 30 ppm para evitar que se
    generen problemas de corrosión en las tuberías que
    transportan este tipo de producto.

    Otro parámetro que se analiza, más que
    nada atendiendo al factor seguridad es el tricloruro de
    nitrógeno, ya que éste al acumularse en los lugares
    bajos de circulación, tiende a reaccionar con el
    hidrógeno que pueda estar presente y provocar una severa
    explosión; razón por la cual debe ser removido
    constantemente ya sea por medio de arrastre con vapor u otros
    medios de
    remoción.

    2.3.-
    PROGRAMAS DE
    MANTENIMIENTO
    DE CLORODUCTOS

    2.3.1.-
    MANTENIMIENTO
    DEL EQUIPO

    El mantenimiento de los tanques y equipos para cloro
    deberá realizarse bajo la dirección de personal
    calificado. Todas las precauciones referentes a la
    instrucción de seguridad, equipo de protección,
    salud y riesgos de
    incendio deberán ser analizadas y comprendidas. Los
    trabajadores no deberán intentar reparar las
    tuberías que transportan cloro u otros equipos que
    estén en período de servicio. Cuando un sistema de
    cloro va a ser limpiado o reparado, los tanques, las
    tuberías y los equipos se deberán purgar siempre
    con aire seco o con un gas no reactivo.

    La descontaminación es especialmente importante
    donde se realizan operaciones de
    corte o soldadura ya que el hierro y el acero arden en el cloro
    cerca de los 4830 F (2510 C).

    2.3.2.-
    LIMPIEZA DE TUBERIAS Y OTROS EQUIPOS

    Si la humedad penetra en un sistema de cloro que
    contenga componentes metálicos, tales como conexiones
    existentes o fracturadas en un contenedor de cloro o donde se
    lleva a cabo un programa de
    mantenimiento, el cloruro férrico, presente alrededor en
    pequeñas cantidades, absorberá humedad y este
    conducirá a la corrosión, formándose un
    líquido viscoso de color
    marrón. Si no es removido, este líquido viscoso
    continuará con la corrosión del metal y puede
    taponar rápidamente las líneas y equipos tales como
    vaporizadores . Este cloruro férrico hidratado es
    corrosivo para muchos metales incluyendo el Hastelloy
    C.

    El vapor y el agua caliente disuelven rápidamente
    el cloruro férrico. Sin embargo, las líneas y
    equipos limpiados de esta manera deben ser secados cuidadosamente
    antes de que sean puestas nuevamente en servicio. El vapor no
    deberá ser utilizado en equipos plásticos a menos
    que se conozca que el material plástico
    específico puede resistir la temperatura.

    Cualquier instrumentación en línea
    deberá ser protegida durante el proceso de
    limpieza.

    2.3.3.-
    MANTENIMIENTO DE UN SISTEMA DE CLORO

    El mantenimiento correcto de un sistema de cloro
    requiere de una constante vigilancia, porque un descuido o
    negligencia puede poner en peligro al personal, causando
    daño al equipo o la
    contaminación del proceso. A continuación se
    mencionan algunos consejos a tomar en cuenta.

    • Checar todas las tuberías, equipos y
      contenedores diariamente, y reparar las fugas inmediatamente.
      Si alguna fuga no puede ser controlada, tomar las medidas
      apropiadas de seguridad.
    • Reparar una fuga puede requerir de soldadura. Antes
      de cualquier soldadura, purgar todas las líneas y
      equipos completamente, y checar la minuciosidad de la purga
      (por dentro y alrededor de la tubería) con un
      explosímetro. El acero al carbón arde en el
      cloro a 4830 F. De esta manera, sin purgar, puede
      dar comienzo a un incendio. Purgar con aire seco y continuar
      con un flujo pequeño de aire durante la soldadura.
      Nunca soldar en un carro-tanque o cisterna.
    • Un residuo amarillo verdoso o marrón,
      principalmente cloruro férrico, es un producto de la
      humedad en los cloroductos de acero. Si se permite su
      acumulación, este restringirá el flujo y puede
      con el tiempo obstruir la tubería. Para remover este
      residuo, limpiar la línea con grandes cantidades de
      agua hasta que el PH del agua de salida sea el mismo que el
      del agua de entrada.
    • Las tuberías de cobre utilizadas en servicios
      de cloro pueden volverse quebradizas gradualmente. Checar la
      flexibilidad de los conectores y reemplazarlos si
      éstos empiezan a perder flexibilidad o mostrar signos
      de severas ondulaciones.

    2.3.4.- MANTENIMIENTO
    PREVENTIVO

    Como parte de un buen programa global de mantenimiento
    preventivo, se deberá tomar en consideración el
    aseguramiento de que los siguientes puntos serán checados
    periódicamente, y corregidos como sea
    necesario:

    1. Condición de codos y rebordes
    2. Embalaje de válvulas de escape
    3. Válvulas de operación
    4. Condición del recubrimiento
    5. Condición de la pintura
    6. Condición de los soportes

    La consideración deberá hacerse para
    volver a pintar en intervalos de tiempo regulares determinados
    por las condiciones de cada lugar. Esto maximizará la vida
    de la tubería minimizando las fugas por la
    reducción de la corrosión externa.

    La inspección visual realizada a los componentes
    de un circuito de tuberías que transportan cloro
    constituye un apoyo fundamental para checar si dichas
    tuberías se encuentran en buen estado, la condición
    del recubrimiento anticorrosivo, y si éstas no presentan
    daños localizados en los puntos de apoyo. Con el resultado
    de la medición de espesores a los componentes del circuito
    de tuberías se puede tener una visión general de la
    integridad mecánica del circuito, así como
    estimar la vida remanente de los mismos.

    De acuerdo a los resultados de estas inspecciones se
    procede a realizar el mantenimiento necesario para el circuito de
    tuberías que transportan cloro. Dicho mantenimiento se
    realiza cada 2 años.

       

    CAPITULO III

    REQUERIMIENTOS MINIMOS DE
    SEGURIDAD

    3.1.- EFECTOS
    FISIOLOGICOS DEL CLORO

    El cloro se considera como un irritante del sistema
    respiratorio, de las membranas mucosas y de la piel; en bajas
    concentraciones es fácil detectarlo en el aire aún
    antes de notar su color amarillo verdoso
    característico.

    El cloro líquido causa fuertes quemaduras al
    contacto con la piel y en los
    ojos. Los efectos son más severos a medida que es
    más alta la concentración y mayor el tiempo de
    exposición. Los síntomas de la
    exposición a altas concentraciones consisten en
    náusea, y vómitos seguidos
    de una notoria dificultad para respirar. El cloro no produce
    efectos acumulativos conocidos y las molestias que ocasiona se
    deben directa o indirectamente a su acción irritante
    local.

    3.2.-
    SEGURIDAD Y CAPACITACION DEL EMPLEADO

    La seguridad en el manejo de cloro, depende en gran
    medida, de la eficacia del
    empleado capacitado, de las instrucciones correctas de seguridad
    y del uso del equipo adecuado. Es responsabilidad del jefe capacitar a sus empleados
    y documentarlos apropiadamente como es requerido por el
    reglamento. Es responsabilidad de los empleados realizar
    correctamente los procedimientos de
    operación con toda seguridad y usar debidamente el equipo
    de seguridad proporcionado.

    La capacitación del empleado debe
    incluir:

    1. Instrucciones y cursos
      periódicos de perfeccionamiento en la operación
      y el manejo de contenedores de cloro.
    2. Instrucciones de las propiedades y efectos
      fisiólogicos del cloro. El manual de
      recomendaciones de seguridad de materiales para cloro es
      proporcionado por los proveedores.
    3. Instrucciones para reportar a la autoridad
      competente todas las fallas de los equipos y las fugas de
      cloro.
    4. Instrucciones periódicas con respecto
      a:
    • Ubicación, propósito y uso del equipo
      de emergencia de cloro, el equipo de contraincendio, alarmas de
      fuego y equipos de cierre tales como válvulas e
      interruptores.
    • Ubicación, propósito y uso del equipo
      de protección personal.
    • Ubicación, propósito y uso de duchas de
      seguridad y lavaojos.
    • Ubicación, propósito y uso del equipo
      especializado de primeros
      auxilios.
    • Equipo de protección personal.

    3.3.-
    DISPONIBILIDAD Y USO DEL EQUIPO DE PROTECCION

    PERSONAL

    DISPONIBILIDAD Y USO

    La exposición al cloro puede ocurrir cada vez que
    el cloro es manejado o utilizado. El equipo de protección
    personal para emergencias puede ser empleado fuera de
    áreas de posible contaminación. Si el cloro es
    manejado en muchas localizaciones separadas, el equipo de
    protección personal puede ser utilizado cerca de
    éstos puntos de uso.

    EQUIPO RESPIRATORIO

    Todo el personal que entre en áreas donde el
    cloro es manejado o almacenado debe llevar o disponer
    inmediatamente de una mascarilla de respiración. El equipo respiratorio debe
    ser seleccionado basándose en la evaluación de
    riesgos y grados
    de exposición potencial. Por ejemplo, cuando los
    carro-tanques, contenedores o cilindros son conectados o
    desconectados para instalar tuberías, puede ocurrir
    pequeñas fugas de cloro. Debe determinarse la necesidad de
    la protección respiratoria durante tales operaciones.

    Los respiradores de cartuchos químicos o las
    mascarillas antigás ofrecen una adecuada protección
    temporal proporcionando el oxígeno requerido para tales
    condiciones. La necesidad de proteger los ojos del cloro debe
    partir de la evaluación del equipo de respiración apropiado.

    OTROS EQUIPOS DE PROTECCION PERSONAL

    El equipo especializado de protección personal no
    es requerido para las operaciones rutinarias de la planta. Sin
    embargo, las labores en la planta pueden requerir el uso de
    protecciones para la cabeza y los ojos así como
    también pantalones largos, camisas, y zapatos de
    seguridad.

    3.4.-
    CONTROL DE EXPOSICION
    PERSONAL

    El olor característico del cloro se presenta a
    concentraciones por debajo del nivel de exposición
    permisible (PEL). Debido a que el olor del cloro en si mismo es
    un inadecuado indicador de concentración, es esencial que
    sean determinadas algunas medidas cuantitativas de
    exposición. Esto es necesario para asegurar que la salud
    de los trabajadores no resulte perjudicada y para determinar una
    conformidad con algunas de las regulaciones aplicadas.

    El PEL determinado por la OSHA es de 1 ppm, expresada
    como un "máximo" nivel de exposición.

    3.5.-
    PRIMEROS
    AUXILIOS Y MEDIDAS DE EMERGENCIA

    MEDIDAS DE PRIMEROS AUXILIOS

    Las siguientes medidas de primeros auxilios son
    recomendadas para personas que fueron expuestas al
    cloro:

    • Sacar al paciente del área gaseosa. Mantener
      al paciente de preferencia en un cuarto tibio (alrededor de los
      700 F). Cubrir con frazadas si es necesario.
      Mantener al paciente tibio y tranquilo. El reposo es
      fundamental.
    • Colocar al paciente de espaldas con la cabeza y la
      espalda elevada.
    • Llamar al servicio médico
      inmediatamente.
    • Las salpicaduras de cloro líquido y agua
      clorada destruyen la ropa, y si la prenda está
      próxima a la piel provocará irritación y
      quemaduras ácidas. En tales casos hay que quitar la ropa
      y mantener al paciente tibio con frazadas.
    • La mezcla de dióxido de carbono y
      oxígeno, no debe exceder el 7% de dióxido de
      carbono que
      puede ser suministrado. Esta mezcla, puede ser administrada
      intermitentemente por períodos de dos minutos seguido de
      períodos de dos minutos de descanso, con un
      período total que no exceda los tres minutos. Las
      instrucciones del proveedor del gas deben seguirse
      cuidadosamente. Si la mezcla de dióxido de carbono y
      oxígeno no está disponible, puede usarse el
      oxígeno solamente.
    • Puede proporcionarse leche en
      casos poco severos como un alivio para la irritación de
      la garganta.
    • Si la respiración aparentemente cesa, iniciar
      inmediatamente el método de resucitación por
      respiración artificial. No exceder los l8 movimientos
      por minuto.
    • Proporcionar los primeros auxilios prescritos para
      emergencias mientras llega el médico de la
      empresa.

    EMERGENCIAS

    • En caso de incendio, retirar inmediatamente los
      contenedores de cloro del área de fuego, si esto es
      posible.
    • Cuando la fuga de cloro sea detectada, todas las
      personas deberán permanecer a barlovento de la fuga y a
      un nivel más elevado.
    • Solamente el personal especializado equipado con
      caretas antigás podrán intentar reparar los
      daños producidos en los equipos. Todas las personas que
      no están equipadas debidamente con caretas
      antigás deberán ser retiradas del área
      contaminada.
    • Tan pronto como la presencia de cloro en el aire sea
      evidente, la condición deberá ser corregida. Las
      fugas de cloro pueden empeorar de manera rápida si no
      son corregidas inmediatamente.
    • Cerrar inmediatamente las válvulas del
      contenedor de cloro cuando ocurra una fuga en la tubería
      de proceso.
    • Nunca aplicar agua en una fuga de cloro. La
      aplicación de agua hace que el cloro sea más
      corrosivo.
    • Si las fugas se desarrollan en un contenedor dentro
      de un área congestionada, todos los esfuerzos
      deberán realizarse con el fin de transferir el equipo
      dañado a campo abierto donde menos personas serán
      expuestas al escape del cloro.
    • Las fugas de cloro pueden ser localizadas sosteniendo
      una botella abierta de amoníaco acuoso cerca del
      área sospechosa, de preferencia a un nivel ligeramente
      bajo. La formación de un denso vapor blanco
      indicará el punto de la fuga.

     CONCLUSIONES

    El control de la corrosión en tuberías que
    transportan cloro, debe realizarse de manera cuidadosa y eficaz,
    atendiendo a los avances de la tecnología; ya que
    actualmente existen métodos de evaluación y control
    que emplean equipos avanzados que utilizan lo más actual
    en cuanto a microprocesadores
    para lograr mejores resultados que conllevan a la solución
    de muchos de los problemas que se presentan en los procesos de
    operación, debido a los efectos destructivos de la
    corrosión.

    El empleo de las técnicas de inspección
    aunado al buen diseño, construcción,
    operación, y mantenimiento de las tuberías de
    proceso es, sin duda, el mejor conjunto de alternativas para
    minimizar los efectos de la corrosión, ya que ésta
    no puede ser evitada del todo debido a que todos los materiales
    se corroen en mayor o menor grado por causas inherentes al propio
    material y a factores ambientales que siempre estarán
    presentes.

    Los métodos de evaluación y control
    aquí expuestos son, en gran medida, los más
    indicados para controlar la corrosión en un cloroducto;
    sin hacer a un lado la importancia que tiene establecer los
    requisitos mínimos de seguridad para el manejo de este
    tipo de sistemas para lograr con ello el éxito total en
    las actividades encaminadas a alargar la vida de servicio y la
    seguridad de cualquier instalación que maneje un producto
    tan importante como lo es el cloro y sus múltiples
    derivados.

      

    BIBLIOGRAFIA

    1. "Selection Of Appropiate Materials Of
      Construction
      In The Chlor- Alkali Plant"
      Senior Materials Enginner
      Materials Of Construction & Corrosion.

    2. Robert W. Herbert
    3. Chlorine Institute Publications and Drawings
      "The Chlorine Manual"
      Pamphlet 1, Sixth Edition- January 1997.
    4. Chlorine Institute Pamphlets
      "Piping Systems for Dry Chlorine"
      Pamphlet 6, 10 th ed., 1970.
    5. John A. Timm
      "Química General"
      Mc-Graw-Hill, 1988 1ra. Edición en español, traducido de la 4ta.
      Edición en inglés de General
      Chemistry.
    6. Dickerson, Gray, Darensbourg
      "Principios de
      Química"
      Editorial Reverté, S.A. , 1992 (ed. En
      español).
    7. C.L. Mantell, PH. D.
      "Ingeniería Electroquímica"
      Editorial Reverté, S.A., 1980 (ed. En
      español).
    8. A. Garritz; J.A. Chamizo
      "Química"
      Edit. Addison-Wesley Iberoamericana S.A., 1994.

        

    9. "Commodity data-chlorine"
      Issued January, 1971.
    10. "MP Materiales Perfomance"
      An Official Nace Publication
      Volume 29, Number 7, July 1990.

    10. Helmut Thielsch
    "Defectos y roturas en recipientes a presión y
    tuberías"
    Ediciones Urme, 1981.

    11. "Metals Handbook", Corrosion Volume 13 ASM
    International
    Ninth Edition.

    12. Alfonso R. García Cueto
    "Introducción a los ensayos no
    destructivos"
    Especialmente preparada para las jornadas didácticas de
    Ingenieria en corrosion.
    3ra. Edición; México, D.F., 1992.

    1. Ira. N. Levine
      " Fisicoquímica"
      Tomo II.
      Edit. Mc Graw Hill.

    Para ser agregado en -Tecnologias-, considero que deben
    de crear una subcategoría de -Instrumentación- para
    este y otros trabajos que ya estan colocados,
    Cuasas y efectos de la corrosión en los cloroductos y
    mantenimiento a instrumentos

     

     

    Autor:

    Ing. Julio Alejandro Pech de la Rosa
    Ing. Electrónico en instrumentación

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