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TÉCNICAS DE INSPECCIÓN Y MONITOREO
Unidad 1: CORROSIÓN Y TÉCNICAS GENERALES DE
EVALUACIÓN
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 4
1. INSPECCIÓN...................................................................................................... 5
2. CONCEPTOS BÁSICOS DE CORROSIÓN........................................................ 6
2.1 CELDA DE CORROSIÓN O ELECTROQUÍMICA......................................... 6
2.2 SERIE GALVÁNICA....................................................................................... 6
2.3 FORMAS DE CORROSIÓN .......................................................................... 7
2.4 INFLUENCIA DEL PH.................................................................................... 8
2.5 INFLUENCIA DE LOS COMPONENTES DEL AGUA ................................... 9
2.6 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA .......................................................... 9
2.7 FUERZA DE CONDUCCIÓN DE LA CORROSIÓN .................................... 10
2.8 LEYES ELÉCTRICAS.................................................................................. 11
2.9 CIRCUITO EN SERIE Y EN PARALELO..................................................... 13
2.10 CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA .................................. 15
3. TÉCNICAS DE MEDICIÓN DIRECTA INTRUSIVAS ........................................ 17
3.1 TÉCNICAS FÍSICAS.................................................................................... 17
3.2 TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS ............................................................... 23
3.2.1 Técnicas DC.......................................................................................... 23
3.2.2 Técnicas AC.......................................................................................... 25
4. TÉCNICAS DE MEDICIÓN NO INTRUSIVAS DIRECTAS................................ 26
4.1 TÉCNICAS FÍSICAS PARA PÉRDIDA DE METAL ..................................... 26
4.2 TÉCNICAS FÍSICAS PARA DETECCIÓN Y PROPAGACIÓN DE GRIETAS
........................................................................................................................... 27
5. TÉCNICAS DE MEDICIÓN INDIRECTA EN LÍNEA.......................................... 27
5.1 PRODUCTOS DE CORROSIÓN................................................................. 28
3
5.2 TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS ............................................................... 28
5.3 PARÁMETROS QUÍMICOS DEL AGUA...................................................... 28
5.4 DETECCIÓN DE FLUIDO............................................................................ 29
5.5 PARÁMETROS DE PROCESO................................................................... 29
5.6 MONITOREO DE DEPOSICIONES............................................................. 30
5.7 MONITOREO EXTERNO ............................................................................ 30
6. TÉCNICAS DE MEDICIÓN INDIRECTA FUERA DE LÍNEA............................. 32
6.1 PARÁMETROS QUÍMICOS DEL AGUA...................................................... 32
6.2 INHIBIDOR RESIDUAL ............................................................................... 34
6.3 ANÁLISIS QUÍMICO DE MUESTRAS DEL PROCESO .............................. 35
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 36
4
INTRODUCCIÓN
Las técnicas de inspección y monitoreo son una medida sumamente importante en
el control y seguimiento de cualquier sistema; en la industria uno de los factores
principales que requiere acciones de inspección se relaciona con la corrosión; la
inspección comprende todos los procedimientos asociados con la revisión de
todos los factores relativos a la estructura de inspección (historial de fallas,
datasheet, datos de operación, características de estructura, etc.).
En sí, la inspección hace parte del mantenimiento preventivo como identificación
de acciones correctivas enfocadas a evitar fallas.
Es importante reconocer que las técnicas de inspección y monitoreo son variables
en función de las características específicas de cada sistema a inspeccionar; para
ello, debe conocerse y/o establecerse un plan que contemple los criterios
aceptables, listas de verificación y formatos de revisión.
En general se puede resumir que entre otros, las técnicas de inspección y
monitoreo permiten identificar mecanismos de corrosión, medir la rapidez de la
deterioración de un componente, evaluar la eficiencia de los tratamientos
químicos, inhibidores, biocidas, evaluar el estado de pinturas y recubrimientos,
medir la erosión por sólidos y seleccionar materiales resistentes a los medios
mediante estudios de laboratorio.
Conocimientos previos requeridos
Conocimiento en electrónica básica, reacciones químicas, química general,
materiales, termodinámica, mecánica de fluidos, entre otros.
Competencias
Al finalizar la unidad, el estudiante estará en la capacidad de:
 Reconocer los parámetros influyentes en la corrosión y los efectos
causados por las diferentes variables
 Conocer los métodos de inspección y monitoreo de corrosión y sus
características.
 Identificar la influencia de las técnicas directas, indirectas, intrusivas, no
intrusivas, en línea y fuera de línea
5
1. INSPECCIÓN
La inspección se realiza con el fin de determinar las condiciones físicas de la
estructura en inspección y hallar el tipo, causas y velocidad de corrosión; siendo
un programa de inspección implementado para garantizar la integridad de los
equipos y la seguridad del sistema, evitar paradas, disminuir velocidad de
deterioro y prolongar la vida útil de los equipos. Dicho programa debe comprender
todas las actividades necesarias que permitan la identificación del deterioro de
equipos y garantizar las condiciones seguras de trabajo, mediante la identificación
de los tipos de daño producidos, ubicación, forma o técnicas para detección y
frecuencia de inspección (Otegui, 2008).
En otras palabras, la inspección indica si los equipos o sistemas en inspección
cumplen con las especificaciones de calidad, esta revisión comprende: la
interpretación de especificaciones, medición y comparación con la especificación,
evaluación de conformidad, clasificación de casos conformes e inconformes y
finalmente, el registro y notificación de los datos obtenidos (Pierre, 2012).
La siguiente figura muestra la importancia del monitoreo y la inspección, forman
parte integral de la gestión de la información para la toma de decisiones:
Figura 1. Integración de los programas de inspección y monitoreo de corrosión
para la gestión de la información
Fuente: (Pierre, 2012).
6
2. CONCEPTOS BÁSICOS DE CORROSIÓN
La corrosión de los metales es una de las principales problemáticas que se
presenta en el sector industrial, especialmente en el ámbito petroquímico, por
tanto, es importante reconocer los principios básicos que dan lugar a este
fenómeno, tales como reacciones químicas, influencia del medio, influencia del
pH, influencia de la temperatura, serie galvánica y demás factores que son
determinantes en este fenómeno.
2.1 CELDA DE CORROSIÓN O ELECTROQUÍMICA
Reacción que da lugar a la corrosión y se presenta cuando en un electrólito se
encuentran un ánodo y un cátodo en contacto metálico. Donde, el ánodo y el
cátodo pueden ser el mismo metal o dos metales diferentes.
Figura 2. Celda electroquímica
Fuente: (NACE, 2004b).
2.2 SERIE GALVÁNICA
Es una clasificación de los metales según su actividad química o reacción en un
medio específico, generalmente agua de mar; con ella, se puede determinar el tipo
de comportamiento químico (anódico o catódico) cuando se tienen dos metales
distintos en un mismo electrólito y conectados eléctricamente (Gómez de León,
2004).
La siguiente tabla muestra la serie galvánica de algunos metales en agua de mar:
7
Tabla 1. Serie galvánica en agua de mar
Platino
Oro
Grafito
Titanio
Plata
Acero inoxidable (pasivo) 18-8, 3%Mo
Inconel (pasivo) (76%Ni-16%Cr-7%Fe)
Níquel (pasivo)
Bronce
Cobre
Latón rojo
Bronce al aluminio
Latón amarillo
Inconel (activo) (76%Ni-16%Cr-7%Cr)
Níquel (activo)
Bronce al manganeso
Estaño
Plomo
Acero inoxidable 18-8, 3%Mo (activo)
Soldadura 50-50 plomo-estaño
Acero inoxidable 13%Cr
Fundición
Hierro forjado
Hierro dulce
Aleaciones de aluminio
Cadmio
Zinc
Magnesio y aleaciones de magnesio
Inactividad
creciente
(catódicos)
Actividad creciente
(anódicos)
Fuente: (Gómez de León, 2004).
2.3 FORMAS DE CORROSIÓN
La corrosión puede presentarse en distintas formas: tales como:
 Corrosión general: tipo de corrosión relativamente uniforme sobre una
superficie metálica.
 Corrosión por rendijas: se presenta cuando hay una pequeña separación
entre dos superficies que permiten el ingreso de agentes corrosivos, y
por ende, la corrosión de la estructura.
 Corrosión galvánica: ocurre por el contacto entre dos metales disímiles.
 Corrosión por picadura (pitting): este tipo de corrosión genera picaduras
sobre la superficie metálica.
8
 Corrosión intergranular: tipo de corrosión que se genera en los límites de
grano.
 Desaleación selectiva: ocurre en aleaciones, donde se elimina un
elemento de la aleación; un ejemplo, es la corrosión grafítica en las
fundiciones.
 Erosión/corrosión: se presenta por el movimiento del fluido que
desprende material y permite la formación de corrosión (NACE, 2004a).
Figura 3. Esquema del mecanismo de remolino turbulento para la subcavación,
aguas abajo, de picaduras, erosión-corrosión
Fuente: (Erosión-Corrosión, 2010).
 Agrietamiento ambiental: este tipo de daño ocurre por la influencia del
ambiente y las fuerzas de tensión a las que está sometido el material; se
puede presentar corrosión fatiga, daño por hidrógeno y agrietamiento
por corrosión bajo tensión (SCC).
2.4 INFLUENCIA DEL PH
Cuando el agua posee un pH bajo, presenta un elevado potencial de corrosión;
mientras que, si su pH es más alto, entonces se presenta formación de escamas
sobre el metal protegiéndolo de esta manera de la corrosión (Patton, 1995).
9
2.5 INFLUENCIA DE LOS COMPONENTES DEL AGUA
La corrosividad del agua también se ve influenciada por la conductividad, es decir,
el agua salada es más conductiva y más corrosiva respecto al agua destilada. La
presencia de gases disueltos, como el oxígeno, dióxido de carbono y sulfuro de
hidrógeno también aumenta notablemente la corrosividad de los metales.
2.6 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA
En medios acuosos y con gases corrosivos la temperatura influye en los procesos
corrosivos; en la gráfica 1 se observa el efecto del aumento de la temperatura en
la tasa de corrosión y el aumento de la presión de CO2.
La figura 2 muestra un ejemplo de celda de corrosión, donde la temperatura
influye en el comportamiento del metal de una línea de transmisión de gas de una
estación de compresión; el gas comprimido sale caliente y a causa del
desplazamiento pierde calor, en este caso el tubo caliente se comporta
anódicamente y la tubería más fría se comporta catódicamente, siendo el suelo el
electrolito y el tubo el circuito de conexión (NACE, 2004a).
Gráfica 1. Velocidad de la corrosión en función de la temperatura a diferentes
presiones parciales de CO2
Fuente: (De Waard, 1993).
10
Figura 4. Diferencia de temperatura a lo largo de una estructura metálica
Fuente: (NACE, 2004a).
2.7 FUERZA DE CONDUCCIÓN DE LA CORROSIÓN
La corrosión ocurre debido al flujo de una carga eléctrica en un electrolito desde
un metal cuyo comportamiento es anódico a otro metal de comportamiento
catódico. El voltaje es la medida que determina la diferencia entre el ánodo y el
cátodo cuando están sumergidos en un electrolito; las reacciones de corrosión
generan el potencial de electrodo, que es básicamente el movimiento de una
carga unitaria de un electrodo a otro a través del electrolito y se mide con una
celda de referencia estándar.
 Tasa de corrosión: la tasa o velocidad de corrosión es proporcional al
flujo de corriente y se relaciona con la densidad de corriente, la cual, se
usa para determinar el potencial destructivo que causa el flujo de
corriente.
 Polarización: la polarización disminuye el potencial entre ánodo y
cátodo de acuerdo a la Ley de Ohm, donde la corriente y la velocidad de
corrosión disminuye hasta lograr un equilibrio entre la polarización y
despolarización; dentro de los despolarizadores se encuentra el oxígeno
disuelto, la actividad microbiológica y el flujo de agua. La dirección de
polarización es opuesta al flujo de corriente y acerca el potencial del
ánodo al potencial catódico. Los factores que afectan la polarización son
el flujo de corriente, la resistividad del electrolito, el radio de ánodo y
cátodo, el efecto de la temperatura, el efecto de movimiento relativo
electrolito/electrodo y el efecto de concentración del electrolito.
11
 Potencia: se define como la energía que requiere un dispositivo
eléctrico y se expresa en vatios; entonces:
Donde:
P = Potencia, vatios
R = Resistencia, ohmios
E = Voltaje, voltios
I = Corriente, amperios (NACE, 2004a)
2.8 LEYES ELÉCTRICAS
Las leyes eléctricas que se tienen en cuenta en el estudio de la corrosión son:
 Ley de Ohm: relaciona el voltaje, la resistencia y la corriente en un
circuito y establece que 1 voltio crea 1 amperio de corriente en un circuito
cuya resistencia es de 1 ohm
Entonces:
Siendo:
E/V = Voltaje (Fuerza electromotriz), voltios
I = Corriente, amperios
R = Resistencia, ohmios
Según la fórmula se deduce que la resistencia es inversamente proporcional con
la intensidad.
 Ley de Faraday: relaciona la pérdida de peso que presenta un metal con
el tiempo y corriente de la celda de corrosión, así:
Donde:
W = Pérdida de peso de metal corroído (grs)
M = Peso atómico del metal
t = tiempo en el que fluye la corriente (segundos)
I = Flujo de corriente (Amperios)
n = número de electrones transferidos por átomo de metal
F = Constante de Faraday (96500 coulombios por equivalente)
12
O mediante la fórmula:
Donde:
W = pérdida de peso (kg o lb)
K = Equivalente electroquímico (Kg/A-año o lb/A-año)
I = Corriente (amperios)
t = tiempo (NACE, 2004a)
La siguiente tabla muestra los equivalentes electroquímicos
Tabla 2. Equivalentes electroquímicos
Fuente: (NACE International, 2004a).
 Leyes de Kirchhoff:
Ley de voltaje: la Ley de voltaje de Kirchhoff establece que la suma
de los voltajes de la fuente en un circuito cerrado tiene el mismo
valor que la suma de las caídas de voltaje de las resistencias; o
bien, que la suma algebraica de los voltajes es cero.
Ley de corriente: establece que la corriente que sale de un terminal
es igual a la corriente que entra; tal y como se ilustra en la siguiente
figura:
13
Figura 5. Ley de corriente de Kirchhoff
Fuente: (NACE, 2004a).
2.9 CIRCUITO EN SERIE Y EN PARALELO
Circuito en serie: la corriente en este tipo de circuito fluye a través de las cargas
y regresa a la fuente; siendo la corriente igual en todos los puntos, las caídas de
voltaje dependen de la resistencia, pero la suma total debe ser igual al voltaje de
la fuente y la resistencia total es la suma de todas las resistencias (NACE, 2004a).
14
Figura 6. Circuito en serie
Fuente: (NACE, 2004a).
Circuito en paralelo: en este tipo de circuitos la corriente se divide en ramas
separadas, las cuales, pueden presentar una resistencia diferente y por ende la
corriente circulante también será diferente. El voltaje que circula a través de cada
rama es igual al voltaje de la fuente, la corriente total es la suma de las corrientes
que circulan en todas las ramas, la resistencia total equivalente se determina por
la suma de los recíprocos de todas las resistencias, siendo la resistencia total
equivalente inferior a la resistencia más baja en el circuito.
Cuando la corriente puede fluir a través de distintos caminos, se conoce como
circuito en paralelo.
Un circuito en paralelo puede ser la unión de ánodos galvánicos a una estructura,
al igual que los ánodos en corriente impresa que aumentan la corriente con el
incremento en el número de ánodos y disminuyen la resistencia del electrolito
(NACE, 2004a).
15
Figura 7. Circuito en paralelo
Fuente: (NACE, 2004a).
2.10 CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA
Corriente directa: la corriente directa o continua pura es generada por una pila y
cuando se ve mediante un osciloscopio aparece en línea recta (NACE, 2004a).
Figura 8. Corriente directa pura
Fuente: (NACE International, 2004a).
Corriente alterna: este tipo de corriente invierte la dirección en una base cíclica
generalmente de 100 a 120 veces por segundo, un ciclo se completa en 50 o 60
segundos.
En la actualidad, el Hertz representa un ciclo y en corriente alterna de 50 a 60 Hz.
La corriente alterna puede convertirse a corriente continua, empleando un
rectificador como se observa en la figura 10 (NACE, 2004a).
16
Figura 9. Corriente alterna típica
Fuente: (NACE, 2004a).
Figura 10. Rectificación de AC
Fuente: (NACE, 2004a).
Transformadores: se emplean para aumentar, disminuir la tensión o para aislar el
voltaje. La siguiente figura muestra un transformador de rectificador usado en
protección catódica (NACE, 2004a).
17
Figura 11. Cableado típico de transformador en un rectificador
Fuente: (NACE, 2004a).
3. TÉCNICAS DE MEDICIÓN DIRECTA INTRUSIVAS
Las técnicas directas son técnicas que generan parámetros relacionados
directamente con las características de la corrosión, y se dice que son de tipo
intrusivo cuando dichas técnicas requieren acceder directamente a los ambientes
corrosivos para obtener la medición relacionada con la corrosión (Pierre, 2012).
A este tipo de técnicas pertenecen las técnicas físicas y electroquímicas, las
cuales se describen a continuación:
3.1 TÉCNICAS FÍSICAS
Este tipo de técnicas permite hallar la pérdida de metal en función de la geometría
de la probeta expuesta y la evaluación en el cambio de propiedades por la
corrosión, tales como: masa, resistencia eléctrica, flujo magnético, reflectividad,
momento de inercia y rigidez. Cada probeta de ensayo tiene características
particulares según la propiedad a evaluar, por ejemplo, algunas se usan para
18
evaluar fragilización, corrosión general y otras para picado; si la propiedad física
se mide por medios electrónicos el espécimen de prueba puede permanecer in-
situ y obtener medidas frecuentes (NACE, 2012).
 Cupones de corrosión: son muestras pequeñas de metal que se exponen
en ambientes determinados por un tiempo específico, con el fin de conocer
la agresividad del entorno. Con la pérdida de masa que representa el cupón,
se halla la tasa de corrosión; los cupones de pérdida de masa o corrosión se
consideran un método de monitoreo en línea, pero no es en tiempo real
(NACE, 2012).
El tamaño, composición metálica, condición de superficie y portacupones
pueden ser diferentes según los requisitos de diseño y características del
sistema. También es importante reconocer que los cupones suelen usarse
con otros métodos como probetas de hidrógeno, galvánicas, instrumentos de
polarización, análisis químico, mediciones no destructivas de espesor, entre
otras (NACE, 2005).
La NACE presenta el estándar RP 0775 para la preparación, instalación,
análisis e interpretación de cupones de corrosión en operaciones de campo
petroleras; en este estándar indica prácticas importantes para el uso de
cupones, como el uso de cupones nuevos, el estampado de número serial,
procedimientos de laboratorio, cálculos para la determinación de la velocidad
de corrosión y demás aspectos importantes.
Tipos de cupones: los cupones pueden ser:
 Cupones de corrosión: son de distintos tamaños y configuraciones
según las características de la línea.
 Circular (tipo lavadora): pueden ser de distintos tamaños, en función
del tamaño y tipo de bridas en las que se instala.
 Cupones tipo anillo: se usa en juntas de herramientas de tubos de
perforación (NACE, 2005).
19
Figura 12. Cupón de anillo de corrosión a) anillo de corrosión de acero b)
anillo de corrosión de acero encapsulado en plástico c) instalado
Fuente: (NACE, 2005).
 Cupones de corrosión modificados para estudio en celdas de
concentración de oxígeno.
Determinación de tasa de corrosión: la velocidad de corrosión mediante
cupones se calcula empleando la siguiente fórmula (NACE, 2005).
20
Siendo:
CR: Tasa de corrosión (lb/pie2
/año)
W: pérdida de masa (gramos)
A: área inicial de exposición (pulgadas2
)
T: tiempo de exposición (días)
Cálculo de la tasa máxima de picadura (PR): la tasa máxima de pitting se calcula
empleando la siguiente fórmula: (NACE, 2005)
Análisis de velocidad de corrosión general y pitting: empleando las fórmulas
anteriores y con base en la tabla 3 se determina el nivel de severidad de la
corrosión.
Tabla 3. Categorización cualitativa de tasas de corrosión de acero al carbón para
sistemas de producción de crudo
Fuente: (NACE, 2005).
 Resistencia eléctrica (ER): esta técnica brinda mediciones en tiempo real y
se basa en que la resistencia eléctrica de un metal es inversamente
proporcional con el área conductora, es decir, cuando el elemento metálico
se corroe y/o erosiona, la resistencia de este aumenta. Esta técnica asume
que la pérdida de metal genera una reducción uniforme de área. Se
21
caracteriza por permitir un monitoreo continuo, determinar condiciones
corrosivas importantes para realizar acciones correctivas, detectar erosión y
no requerir la extracción de cupones (NACE, 2012).
Las sondas de resistencia inductiva son clasificadas dentro de esta técnica,
que mide la disminución de espesor empleando los cambios en la resistencia
inductiva de la bobina, que está embebida en el sensor (Pierre, 2012).
 Inspección visual: esta técnica detecta discontinuidades a ojo desnudo y
generalmente con la ayuda de herramientas como lupas, cámaras,
medidores, baroscopios, cámaras fotográficas, videocámaras, entre otras.
Para la ejecución de esta técnica se requiere una iluminación mínima de
1000 lux y la calibración de los dispositivos en uso (Otegui, 2008).
La inspección visual por lo general requiere la suspensión o apagado del
sistema, aunque en sistemas de agua a temperaturas moderadas se usan
los boroscopios o cámaras de video, y en paradas cortas se pueden realizar
mediciones directas de las picaduras mediante el uso de micrómetros o
boroscopios calibrados. Esta técnica facilita la localización de daños por
corrosión, la medición de profundidad, la tasa de picaduras y especialmente
se usan los dispositivos de inspección antes mencionados en zonas
radioactivas. Es importante tener en cuenta que el uso de estos equipos solo
se debe realizar con fluidos de transparencia aceptable (NACE, 2012).
 Sonda galvánica: este tipo de probeta revisa constantemente las
características que presenta un fluido con relación a la corrosión; en la figura
13 se observa un esquema de este tipo de zona, el cual consta de dos
electrodos disímiles, generalmente latón y acero que se encuentran
conectados entre sí mediante un amperímetro de corriente directa; dichos
electrodos están montados y aislados sobre un tapón roscado de alta
presión. Los electrodos miden el flujo de corriente, la cual se asocia con la
corrosividad del fluido (Lyons, 1996).
22
Figura 13. Sonda galvánica
Fuente: (Lyons, 1996).
 Sonda de hidrógeno: esta sonda permite el estudio de la corrosión en flujos
no aireados; consiste en un tubo hueco de acero de pequeño espesor,
sellado en un extremo y con un manómetro en el otro, como se muestra en
la figura 14; en esta sonda ocurre corrosión en el cuerpo después de
montarse en un sistema. El análisis de la corrosión se puede obtener
estudiando el hidrógeno así: en un sistema se obtiene hidrógeno generado
en ambientes con sulfuro de hidrógeno y se propaga a través del tubo, y al
combinarse los átomos entre sí generan hidrógeno molecular, que al no
poder salir del tubo aumentan la presión en éste y proporcionan información
de la corrosión, dada la relación entre el aumento de la presión y la cantidad
de hidrógeno generado en el sistema (Lyons, 1996).
El monitoreo de hidrógeno también puede realizarse de manera no intrusiva,
si se fijan los sensores en la superficie exterior de tuberías y tanques (Pierre,
2012).
23
Figura 14. Sonda de hidrógeno
Fuente: (Lyons, 1996).
3.2 TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS
Estas técnicas se basan en la disolución de los iones metálicos y la medición de la
propensión a ser disueltos, midiendo potenciales y densidad de corriente de un
electrodo previamente introducido en el sistema. Con el potencial se puede
determinar la velocidad de corrosión y la susceptibilidad a las picaduras. Cuando
se determina la velocidad de corrosión se puede hallar la densidad de corriente
según la Ley de Faraday, las constantes empíricas del sistema según las
pendientes Tafel y demás factores. Esta técnica puede llegar a ser más rápida en
proporcionar información relacionada con los cambios en la velocidad de corrosión
respecto a otras técnicas (NACE, 2012).
Las técnicas electroquímicas pueden ser de corriente directa (DC) o de corriente
alterna (AC), y se describen a continuación:
3.2.1 Técnicas DC
 Resistencia de polarización lineal (LPR): permite determinar la
velocidad de corrosión de un electrodo mediante el cambio en el
potencial aplicado en el potencial del circuito y en la densidad de
corriente (NACE International, n.d.). Las sondas empleadas en la técnica
de polarización lineal contienen dos o tres electrodos como se observa
en la figura 15; en esta técnica se monitorea el potencial eléctrico en uno
de los electrodos cuando se aplica una corriente eléctrica con referencia
a otro electrodo, obteniendo la intensidad de la corrosión cuando la
aplicación de corriente logra cambiar el potencial, dada la
proporcionalidad entre corriente e intensidad de corrosión (Lyons, 1996).
24
Figura 15. Sondas de instrumentos de polarización lineal
Fuente: (Lyons, 1996).
 Amperímetro de resistencia cero (ZRA) entre electrodos de aleación
disímiles–galvánicos: esta técnica emplea un amperímetro de resistencia
cero para medir la corriente en un cortocircuito entre metales disímiles;
donde los electrodos son sumergidos en un medio conductor, se conectan
eléctricamente y se obtiene un comportamiento galvánico (anódico–
catódico); esta técnica evalúa las características de las reacciones cuando
una de ellas se estabiliza. Esta técnica se usa para monitoreo de la
despolarización del cátodo en un par galvánico o para detectar niveles bajos
de oxígeno (NACE International, n.d.). Esta técnica también puede aplicarse
en electrodos nominalmente idénticos con el fin de determinar cambios en el
ambiente o como indicador en la tasa de corrosión (Pierre, 2012).
 Amperímetro de resistencia cero (ZRA) entre electrodos de la misma
aleación: esta técnica se puede emplear para estudiar la biomasa, donde se
polariza catódicamente un electrodo, el cual estimula el crecimiento de
bacterias, se despolariza el electrodo y se mide la corriente mediante el
amperímetro y con el cambio en la corriente se determina la actividad del
biofilm. Esta técnica permite obtener mediciones en tiempo real (NACE,
2012).
 Polarización potenciodinámica/Galvanodinámica: esta técnica se emplea
para revisar las características electroquímicas mediante la relación entre la
corriente externa de polarización y los potenciales; los resultados pueden
expresarse gráficamente potencial versus densidad de corriente o diagrama
de Evans (NACE, 2012).
25
Figura 16. Curva completa de polarización combinada
Fuente: (NACE, 2004b).
 Ruido electroquímico: esta técnica mide las fluctuaciones de potencial o
corriente, dichas fluctuaciones suelen presentar una frecuencia menor a 1
Hz. La medición del ruido o corriente de los electrodos permiten determinar
la uniformidad de los electrodos metálicos, que suele variar a causa de la
corrosión por hendidura, por picadura y el agrietamiento por corrosión bajo
tensión (NACE, 2012).
La medición del ruido electroquímico puede realizarse en condiciones
potenciostáticas, galvanostáticas o de circuito abierto. La velocidad
adecuada para el estudio depende de la velocidad de los cambios en áreas
anódicas y catódicas cuando se presenta corrosión general, o velocidad de
crecimiento de pitting y área del electrodo cuando la corrosión es por
picadura (Vázquez, 2000).
3.2.2 Técnicas AC
 Espectroscopia de impedancia electroquímica: emplea corriente alterna y
consiste en medir la respuesta eléctrica en la interfaz metal-solución a
frecuencias entre 1mHz a 100KHz (Pierre, 2012). El análisis de la
información de frecuencia, resistencia a la polarización y la medida empírica
de la pendiente Tafel permite evaluar la velocidad de corrosión.
26
 Análisis de distorsión armónica: también se conoce como espectroscopia de
impedancia armónica; esta técnica consiste en aplicar un potencial
sinusoidal de baja frecuencia a un sistema de tres electrodos y tomar la
corriente resultante; entonces con el análisis de las frecuencias y los
armónicos se puede hallar la pendiente Tafel y la tasa de corrosión (NACE,
2012).
Esta técnica además de analizar las frecuencias primarias, también analiza las
oscilaciones armónicas de orden superior (Pierre, 2012).
4. TÉCNICAS DE MEDICIÓN NO INTRUSIVAS DIRECTAS
Este tipo de técnicas se caracteriza porque no requieren el acceso de los
dispositivos en los ductos o tanques. También porque permiten monitorear los
materiales reales de las plantas y no de especímenes intrusivos que pueden ser
de diferentes materiales y se puede adicionalmente monitorear defectos en
soldaduras, curvas de las tuberías, tees, y otros accesorios (NACE, 2012).
Estas técnicas comprenden las técnicas físicas para pérdida de metal y para
detección y propagación de grietas, las cuales se describen a continuación:
4.1 TÉCNICAS FÍSICAS PARA PÉRDIDA DE METAL
 Ultrasonido: permite determinar el espesor de una pieza metálica
expuesta a condiciones corrosivas, también puede detectar
discontinuidades de superficie y grietas. El ultrasonido puede ser de pulso-
eco, transmisión y el método de resonancia, siendo estos métodos
diferentes por el número de transductores que requieren (NACE, 2004a).
 Fuga magnética de flujo (MFL): esta técnica emplea imanes de tipo
permanente con bobinas de sensores para determinar la corrosión; consiste
en contener el flujo magnético en el metal a inspeccionar, dicho flujo al
encontrar una discontinuidad se escapa y es medido por los sensores para
determinar las características de la anomalía. La fuga magnética de flujo se
emplea en tanques, intercambiadores de calor y tuberías (NACE, 2012).
 Corriente electromagnética de Eddy: esta técnica se emplea en metales
no magnéticos como tubos intercambiadores de calor, permite detectar
grietas, discontinuidades, heterogeneidad, espesor de recubrimiento de tipo
no conductor en sustratos conductores (NACE, 2012).
 Electromagnético - Técnica de campo remoto (RTF): esta técnica se usa
para detectar corrosión y erosión de intercambiadores de calor y tubos de
caldera y corrosión en tuberías; consiste en medir cambios del campo
magnético que circula en un metal entre dos bobinas (excitadora y
detectora). Las inspecciones continuas proporcionan la información
27
necesaria para hallar la velocidad de corrosión y establecer la gravedad de
esta (NACE, 2012).
 Radiografía: emplea radiación penetrante obtenido por un tubo de rayos X
o fuente radioactiva, determina defectos superficiales o subsuperficiales
principalmente huecos, inclusiones y la profundidad de picaduras, la
detección de grietas se limita a conocer la orientación de esta (NACE,
2004b).
 Activación de superficie y radiometría gamma: determina pérdida de
metal empleando el cambio en la radiación gamma, causada por el
decaimiento del isótopo; se emplea para evaluar metales que presentan
erosión y corrosión, puede ser usada en línea en tiempo real (NACE, 2012).
También se le conoce como activación de capa delgada y radiografía
gamma, consiste en exponer el material a un haz de partículas cargadas de
alta energía para generar una capa superficial de tipo radiactiva. La
radiactividad posee una concentración baja de especies para no afectar las
propiedades metalúrgicas del material, de la misma manera que sus
efectos son bajos, diferente a la radiografía convencional (Pierre, 2012).
 Mapeo de campos eléctricos: se usa para determinar agrietamiento
interno, externo, corrosión general y por picado y erosión; consiste en medir
variaciones de voltaje de la corriente inducida aplicada al metal en
monitoreo (NACE, 2012).
4.2 TÉCNICAS FÍSICAS PARA DETECCIÓN Y PROPAGACIÓN DE GRIETAS
 Emisión acústica: esta técnica se emplea para realizar seguimiento al
crecimiento de grietas previas, en el que se revisa la energía acústica
emitida de las fallas. Puede emplearse en línea y para obtener mediciones
en tiempo real (NACE, 2012).
 Ultrasonido (detección de defectos): se emplea para hallar la pérdida de
metal, fallas y su propagación; permite detectar agrietamiento por fatiga,
craqueo transgranular, intergranular, corrosión bajo tensión, fluencia y
fragilización por hidrógeno (NACE, 2012).
 Ultrasonido (dimensionamiento de defectos): esta técnica emplea el
método de caída de amplitud para dimensionar longitud de los defectos. No
se considera una medición en tiempo real (NACE, 2012).
5. TÉCNICAS DE MEDICIÓN INDIRECTA EN LÍNEA
Las técnicas de medición indirecta en línea comprenden el análisis de los
productos de corrosión, las técnicas electroquímicas, parámetros químicos del
agua, características relacionadas con el fluido, parámetros de proceso, monitoreo
de deposiciones y monitoreo externo.
28
5.1 PRODUCTOS DE CORROSIÓN
Los productos de corrosión pueden estudiarse mediante la monitorización del
hidrógeno atómico, puesto que este se produce en el cátodo a causa de los
procesos corrosivos que se presentan en ambientes ácidos; este hidrógeno
penetra en el metal en función principalmente del caudal, velocidad, temperatura y
los contaminantes. Esta técnica puede usarse en línea para medición en tiempo
real y para detección de altas tasas de flujo de hidrógeno que causa
ampollamiento y craqueo inducido por hidrógeno. Las sondas empleadas en esta
técnica pueden ser de presión de hidrógeno, electroquímica y de célula de
combustible de hidrógeno (NACE, 2012).
5.2 TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS
El potencial de corrosión permite determinar el comportamiento de la corrosión
mediante la determinación del potencial de una superficie, obtenida con el empleo
de electrodos de referencia. Puede realizarse en línea y permite obtener una
medición en tiempo real (NACE, 2012).
5.3 PARÁMETROS QUÍMICOS DEL AGUA
Estos parámetros medidos en ambientes acuosos facilitan el estudio de la
corrosión; y son técnicas que pueden ser usadas en línea para medición en tiempo
real.
Estos parámetros son:
 pH: este parámetro muestra la actividad del hidrógeno en una solución,
donde valores inferiores a 7 representan soluciones ácidas, el 7 es el
valor neutro y valores superiores a 7 son básicas o alcalinas;
generalmente un pH ácido se relaciona con una elevada corrosividad
(Merino, 2012).
 La determinación del pH de un fluido de perforación se realiza
empleando el método coalorimétrico modificado (dispensador de
pHidrio) o electrométrico (Beckman o pHmetro analítico); el
dispensador de pHidrio consiste en tiras de papel indicadores de pH;
este método no proporciona mediciones precisas en fluidos con
elevadas concentraciones de sal. El pHmetro analítico se compone de
una semicelda del electrodo de vidrio y una semicelda de referencia; el
electrodo de vidrio está constituido por un electrodo de platino en una
solución ácida y el electrodo de referencia generalmente es de calomel
o de plata - cloruro de plata; las dos semiceldas están conectadas
29
mediante un voltímetro, que forma un medidor de pH (Lyons, 1996).
 Conductividad: esta se define como la capacidad que tiene el líquido
de transportar corriente; depende de los sólidos iónicos disueltos; en
general, el aumento de la conductividad incrementa la corrosión
(NACE, 2012).
 Oxígeno disuelto: el oxígeno disuelto se mide en partes por billón
(ppb) o partes por millón (ppm); la cantidad de oxígeno disuelto en un
líquido depende de factores como la temperatura, presión y molaridad
en la solución; donde, el aumento de la presión aumenta la solubilidad
del oxígeno y por el contrario, el aumento en la temperatura disminuye
esta solubilidad.
Los medidores de oxígeno comerciales pueden calibrarse según la
temperatura y concentración de sales para la obtención exacta de
medidas; estos medidores funcionan de manera similar al electrodo
medidor de pH, el cual provee un potencial según la concentración de
oxígeno (Lyons, 1996).
 Potencial de oxidación reducción: este potencial se toma mediante
un voltímetro que conecta los electrodos (electrodo de detección de
metal noble y electrodo de referencia) en un determinado electrolito
(NACE, 2012).
5.4 DETECCIÓN DE FLUIDO
En cuanto al flujo, se tienen dos aspectos importantes a considerar.
Régimen de flujo y velocidad de flujo
 Régimen de flujo: en flujos de una sola fase el régimen puede ser de tipo
laminar, de transición o turbulento, este último es definido por el número
Reynolds obtenido en función de la velocidad de flujo, diámetro de la
tubería, la viscosidad y densidad del fluido; y en flujos de más de una fase
o multifásicos debe identificarse el tipo de flujo (flujo de niebla, flujo anular,
flujo slug). La identificación de este flujo contribuye con la protección de
estructuras respecto a inundaciones o presencia de gases ácidos y en la
predicción de la velocidad de corrosión (NACE, 2012).
 Velocidad de flujo: la velocidad de flujo monofásico puede determinarse
según el caudal de masa y sus respectivas correcciones de presión y
temperatura; en cuanto al flujo multifásico, la velocidad se determina
estimando el deslizamiento entre fases. Esta técnica ofrece resultados en
tiempo real y puede realizarse en línea (NACE, 2012).
5.5 PARÁMETROS DE PROCESO
30
Los parámetros relacionados con la corrosividad del fluido, la hidrodinámica y
características de transferencia de masa del fluido pueden usarse en línea y
proveen resultados en tiempo real; estos parámetros son:
 Presión: este parámetro puede influir en la proporción de fases y en la
composición; las presiones parciales del CO2 y del H2S son un ejemplo
de su influencia, ya que estas presiones influyen en la presencia de
ácido carbónico y en la susceptibilidad a tensión por sulfuros.
 Temperatura: este factor afecta en la corrosividad, dado que bajas
temperaturas condensan agua y líquidos corrosivos y las elevadas
temperaturas aumentan las reacciones químicas y pueden alterar la
composición.
 Punto de rocío (dewpoint): puede definirse como temperatura en la
que un líquido inicia su condensación. La influencia del punto de rocío
puede determinarse empleando cupones de pérdida de masa,
mediante técnicas de resistencia eléctrica o métodos electroquímicos
para determinar las tasas de corrosión si las superficies se encuentran
constantemente húmedas (NACE, 2012).
5.6 MONITOREO DE DEPOSICIONES
Este tipo de monitoreo contempla el seguimiento a incrustaciones o acumulación
de depósitos orgánicos e inorgánicos; este ensuciamiento puede aumentar la
caída de presión en los equipos o retardar la transferencia de calor. La
determinación de incrustaciones se realiza empleando inspección visual y técnicas
de intrusión en línea, en la que se monitorea la transferencia de calor o se controla
la caída de presión (NACE, 2012).
5.7 MONITOREO EXTERNO
Este monitoreo puede realizarse mediante termografía, que consiste en determinar
la temperatura remota midiendo la energía radiada térmicamente; cuando se
detectan variaciones en la temperatura se atribuye a espesor del metal, corrosión,
puntos calientes a causa de fallo en el recubrimiento.
En los casos de monitoreo y estudio de corrosión a altas temperaturas los
métodos más comunes son los cupones, las probetas de resistencia eléctrica y las
inspecciones en las paradas de planta. Las técnicas de cupones y probetas de
resistencia eléctrica también se usan en laboratorio. En el caso de corrosión en
medios gaseosos como el caso de gases oxidantes (oxigeno, nitrógeno, azufre,
cloro) que generan productos solidos se pueden monitorear sus pesos. La rata de
corrosión por ejemplo se puede determinar de forma indirecta por:
 Espesor de las capas formadas
31
 Peso de la capa por unidad de área superficial
 Pérdida de espesor de metal
 Pérdida de peso del material por unidad de área
El análisis metalográfico ayuda a determinar los espesores de las capas; la
dependencia del espesor de la capa en el tiempo, permite determinar la cinética
de oxidación. Algunos métodos continuos para medir pérdidas de peso son:
volumétrico, manométrico y termo gravimétrico (TGA); algunos equipos
termogravimétricos usados comúnmente entre otros son el TGA 51H de Shimadzu
y STA 6000 de PerkinElmer.
Para el caso de estructuras enterradas como tuberías y tanques que poseen
sistemas de protección catódica y recubrimientos para proteger de la corrosión,
también deben ser monitoreados e inspeccionados estos sistemas para verificar
su correcto funcionamiento y su estado físico.
Para los sistemas de protección catódica en tuberías se cuenta con la guía NACE
TM 0497, en donde se encuentran las directrices para el monitoreo mediante
técnicas como: potencial estructura-electrolito, potencial de estructura polarizada-
electrolito, polarización catódica de estructuras.
Para verificar el estado de los recubrimientos de las tuberías enterradas se cuenta
con técnicas como: gradientes de potenciales NACE SP0207, ACAS
electromagnética, ACVG, Pearson y DCVG por NACE TM0109, desprendimiento
catódico por NACE TM0115, conductancia eléctrica por NACE TM0102, entre
otras.
Las pinturas y recubrimientos también pueden inspeccionarse en laboratorios por
técnicas como:
 ASTM D 661 Standard Test Method for Evaluating Degree of Cracking of
Exterior Paints.
 ASTM D 662 Standard Test Method for Evaluating Degree of Erosion of
Exterior Paints.
 ASTM D 714 Standard Test Method for Evaluating Degree of Blistering of
Paints.
 ASTM D 1653 Standard Test Method for Water Vapor Transmission of
Organic Coating Films.
 ASTM D 1654 Standard Test Method for Evaluation of Coated Subject to
Corrosive Environments.
 ASTM D 1735 Standard Practice for Testing Water Resistance of Coatings
Using Water Fog Apparatus.
 ASTM B 117 Standard Practice for Operating salt spray (fog) Testing
Apparatus.
 ASTM D 522 Standard Test Method for Mandrel Bend test of Attached
Organic Coatings.
32
 ASTM D 609 Standard Practice for Reparation of Cold-Rolled Steel Panels
for Testing Paint, Varnish, Conversion Coating and Related Coating
Products.
 ASTM D 610 Standard Test Method for Evaluating Degree of Rusting on
Steel Surfaces.
 ASTM D 660 Standard Test Method for Evaluating Degree of Checking of
Exterior Paints.
 NACE TM 0183 Evaluation of Internal Plastic Coatings for Corrosion Control
of Tubular Goods in an Aqueous Flowing Environment.
6. TÉCNICAS DE MEDICIÓN INDIRECTA FUERA DE LÍNEA
6.1 PARÁMETROS QUÍMICOS DEL AGUA
La medición de estos factores no se realiza en línea ni para medición en tiempo
real; una norma recomendada para el análisis de aguas es API RP 45; algunos
parámetros comprenden:
 Alcalinidad: se refiere a la capacidad que tiene el agua en la neutralización
del ácido; en agua natural se relaciona con la presencia de hidróxido (OH-)
carbonatos y bicarbonatos (NACE, 2012).
 Análisis de iones metálicos: este análisis permite determinar el metal
disuelto en las soluciones y se puede emplear para detectar corrosión debido
a la disolución de estos productos (NACE, 2012).
 Concentración de sólidos disueltos: los sólidos disueltos totales (TDS)
corresponden a la suma de minerales disueltos en el agua y se halla por
evaporación de una muestra de agua de peso conocido. Es importante
denotar que la concentración de sólidos se relaciona con la conductividad y
las reacciones de los fluidos (NACE, 2012).
 Análisis de gas: se realiza en laboratorio y en algunos casos en campo con
el fin de determinar gases ácidos que pueden ser corrosivos (NACE
International, n.d.). Este análisis puede realizarse empleando medidores de
gas y de iones específicos, los cuales contienen electrodos de iones
específicos que generan un potencial según la actividad del ion específico, en
solución, para determinar concentración de: dióxido de carbono, sulfuro de
hidrógeno, amoníaco, cloruro, calcio, potasio o sodio (Lyons, 1996).
 Oxidante residual: productos como el halógeno residual pueden oxidar los
inhibidores que protegen contra la corrosión o incrustación. Los haluros como
ácido fluorhídrico (HF), ácido clorhídrico (HCl), ácido bromhídrico (HBr) y
yoduro de hidrógeno (HI) son sales provenientes de ácidos halogenados que
se establecen dentro de las causas de SCC y se relacionan con la corrosión
galvánica. La presencia de haluros puede medirse por electrodos de iones
específicos y por colorimetría, y los halógenos se determinan por potencial
33
redox o colorimetría (NACE, 2012).
 Análisis microbiológico: este tipo de análisis se suele realizar tomando una
muestra y realizando el cultivo bacteriano por disoluciones sucesivas, un
tiempo generalmente de 14 a 28 días para analizar su crecimiento y la
concentración original de bacterias. Para la determinación de población y
actividad bacteriana también pueden llevarse a cabo técnicas como:
fotometría de trifosfato de adenosina (ATP), microscopía de fluorescencia y
medición de la hidrogenasa; y para medición de bacterias sulfatorreductoras
se puede emplear radiorespirometría, microscopía de fluorescencia de
anticuerpos o medición del fosfatosulfato de adenosina (APS) (NACE, 2012).
Debido a la influencia de los microrganismos a contribuir en los procesos
corrosivos del sistema, se debe monitorear la actividad de los microorganismos
mediante técnicas como las nombradas anteriormente, técnicas de filtración para
determinar algas y protozoos, bacterias y hongos; conteo poblacional de bacterias
(aeróbicas y anaerobicas, exámenes de superficie metálica, evaluación actual del
tratamiento con microbiocidas y/o según la norma API RP 38 (Lyons, 1996).
Algunas otras normas aplicadas en la evaluación de microorganismos son: ASTM
D4412, NACE TM0194.
En la siguiente tabla se muestra la interpretación del conteo de bacterias según los
resultados obtenidos:
Tabla 4. Conteo de bacterias
34
Fuente: (Lyons, 1996).
La presencia microbiana es importante en la corrosividad de los suelos en donde
se localizan estructuras metálicas enterradas como tuberías y tanques.
En la siguiente tabla se presenta algunos de los parámetros considerados en el
análisis de la corrosividad de los suelos entre ellos las bacterias SRB la
resistividad del suelo, los cloruros, la humedad y el pH.
Tabla 5. Índices de corrosividad de suelos según los criterios de Trabanelli
modificados
Soil
parameters
Partial
index
Soil
parameters
Partial
index
Resistivity
(ohm.cm)
Chloride
(mg/kg)
>12000 0 <100 0
12000 to 5000 -1 100 to 1000 -1
5000 to 2000 -2 >1000 -4
<2000 -4
Sulfate (mg/kg)
SRB (MPN/g) absentee 0
<2x10 +2 <0,5 -2
2x10 to 103
0 >0,5 -4
>103
to 6x 104
-2
>6 x 104
-4 Sulfate (mg/kg)
<200 0
pH 200 to 300 -1
>5 0 >300 -2
<5 -1
Humidity (%)
<20 0
>20 -1
Fuente: (Pope & Otros, 2002).
6.2 INHIBIDOR RESIDUAL
Mediante las técnicas físicas como cupones, probetas eléctricas y técnicas
electroquímicas se seleccionan en laboratorio los inhibidores de corrosión de
acuerdo con su aplicación en las plantas y tuberías. En campo se usan las mismas
técnicas para monitorear su funcionamiento y eficiencia.
En la NACE SP0106 se encuentra el tema del control de corrosión interior
mediante la aplicación de los inhibidores y a su vez las técnicas para la evaluación
de su efectividad.
35
La selección de los inhibidores y su concentración adecuada dependiendo del
medio y las condiciones operacionales generalmente se realiza en laboratorios,
iniciando la evaluación en condiciones estáticas, luego en discos y cilindros
rotatorios, hasta llegar a las condiciones más exigentes en autoclaves dinámicas a
altas presiones y temperaturas, en celdas de chorro y en circuitos o loops
hidrodinámicos multifásicos.
En la norma ASTM G170 se puede encontrar la metodología para evaluar la
eficiencia de inhibidores mediante pruebas de laboratorio en: circuitos de flujo,
celda de cilindro rotatorio (RCE), celda rotatoria (RC) y celda de chorro (JI). De
forma más detallada la ASTM G184 trata de las celdas rotativas (RC), la ASTM
G185 de la celda de cilindro rotatorio (RCE) y la publicación NACE 1D196 de las
pruebas de inhibidores en ruedas giratorias. Adicionalmente, la norma NACE
TM0169/ASTM G31, es una guía para el desarrollo de pruebas de corrosión de
metales en laboratorio y presenta algunos de los factores a tener en cuenta en las
pruebas como equipos e instrumentos, muestras, especímenes de pruebas,
condiciones P, T, velocidad de fluidos, preparación y limpieza y cálculos.
La medición del residual del inhibidor proporciona información sobre las
concentraciones iniciales de este. Las técnicas relacionadas con el inhibidor
residual no se emplean para mediciones en línea ni en tiempo real.
 Película de inhibidor de corrosión residual: los inhibidores de corrosión
se adhieren a las superficies para proteger los equipos contra la corrosión.
Las mediciones del inhibidor residual se emplean para garantizar el
suministro adecuado del inhibidor al sistema. No línea, no tiempo real
(NACE, 2012).
 Inhibidor residual de corrosión del reactivo: son productos de tipo
químico que se emplean para neutralizar los efectos dañinos que causan los
corroyentes potenciales (NACE, 2012).
6.3 ANÁLISIS QUÍMICO DE MUESTRAS DEL PROCESO
Se toman muestras cuando se presenta baja o alta corrosión con el fin de
determinar qué componentes aumentan la velocidad de corrosión, para modificar o
corregir los factores más influyentes en el aumento de la corrosión. En muestras
de petróleo suele analizarse el nitrógeno y los ácidos orgánicos y en muestras de
gas natural se determinan sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono, agua, sulfuro
de carbonilo, disulfuro de carbono, mercaptanos y oxígeno. En el caso de petróleo
los análisis se conocen con los nombres de ASSAY y SARA. Este tipo de técnicas
no se realiza en línea ni en la obtención de mediciones en tiempo real.
 Contenido de azufre: la determinación del contenido de azufre se
realiza con base a la norma ASTM D 4924.
36
 Número TAN: se refiere al número de ácido total o número de
neutralización, en el que se determina el ácido proveniente de ácidos
orgánicos; este número puede determinarse con base a las normas
ASTM D66411 o ASTM D 97412.
 Contenido de nitrógeno: el contenido de nitrógeno se determina
según la norma ASTM D 3228.16; el contenido de nitrógeno está
relacionado con la tasa de corrosión.
 Contenido de sales de petróleo: dado que las sales pueden generar
corrosión en los equipos, las refinerías limitan el contenido de sal entre
2.5 a 12 mg/l; esto puede determinarse empleando la norma ASTM D
3230.17 (NACE, 2012).
Para las cromatografías de gases se tienen como guía las normas ISO 6974,
6975, ASTM D 1945.
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Corrosion Inhibitors Using Rotating Cage.
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Corrosion Inhibitors Using the Rotating Cylinder Electrode.
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 Vázquez, V. A. (2000). Ciencia e ingeniería de la superficie de los
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_______________________________________________________________
VERSIÓN: 1.0 FECHA EDICIÓN: 10/17
CRÉDITOS UPTC EQUIPO DE PRODUCCIÓN
Autor / compilador: PhD. Jaime Villareal Celis
Equipo de Producción:
Comité de Gestión y Calidad
Facultad de Ingeniería
Especialización en Gestión de
Integridad y Corrosión
Departamento de Innovación
Académica

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  • 1. 1
  • 2. 2 TÉCNICAS DE INSPECCIÓN Y MONITOREO Unidad 1: CORROSIÓN Y TÉCNICAS GENERALES DE EVALUACIÓN CONTENIDO Pág. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 4 1. INSPECCIÓN...................................................................................................... 5 2. CONCEPTOS BÁSICOS DE CORROSIÓN........................................................ 6 2.1 CELDA DE CORROSIÓN O ELECTROQUÍMICA......................................... 6 2.2 SERIE GALVÁNICA....................................................................................... 6 2.3 FORMAS DE CORROSIÓN .......................................................................... 7 2.4 INFLUENCIA DEL PH.................................................................................... 8 2.5 INFLUENCIA DE LOS COMPONENTES DEL AGUA ................................... 9 2.6 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA .......................................................... 9 2.7 FUERZA DE CONDUCCIÓN DE LA CORROSIÓN .................................... 10 2.8 LEYES ELÉCTRICAS.................................................................................. 11 2.9 CIRCUITO EN SERIE Y EN PARALELO..................................................... 13 2.10 CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA .................................. 15 3. TÉCNICAS DE MEDICIÓN DIRECTA INTRUSIVAS ........................................ 17 3.1 TÉCNICAS FÍSICAS.................................................................................... 17 3.2 TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS ............................................................... 23 3.2.1 Técnicas DC.......................................................................................... 23 3.2.2 Técnicas AC.......................................................................................... 25 4. TÉCNICAS DE MEDICIÓN NO INTRUSIVAS DIRECTAS................................ 26 4.1 TÉCNICAS FÍSICAS PARA PÉRDIDA DE METAL ..................................... 26 4.2 TÉCNICAS FÍSICAS PARA DETECCIÓN Y PROPAGACIÓN DE GRIETAS ........................................................................................................................... 27 5. TÉCNICAS DE MEDICIÓN INDIRECTA EN LÍNEA.......................................... 27 5.1 PRODUCTOS DE CORROSIÓN................................................................. 28
  • 3. 3 5.2 TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS ............................................................... 28 5.3 PARÁMETROS QUÍMICOS DEL AGUA...................................................... 28 5.4 DETECCIÓN DE FLUIDO............................................................................ 29 5.5 PARÁMETROS DE PROCESO................................................................... 29 5.6 MONITOREO DE DEPOSICIONES............................................................. 30 5.7 MONITOREO EXTERNO ............................................................................ 30 6. TÉCNICAS DE MEDICIÓN INDIRECTA FUERA DE LÍNEA............................. 32 6.1 PARÁMETROS QUÍMICOS DEL AGUA...................................................... 32 6.2 INHIBIDOR RESIDUAL ............................................................................... 34 6.3 ANÁLISIS QUÍMICO DE MUESTRAS DEL PROCESO .............................. 35 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 36
  • 4. 4 INTRODUCCIÓN Las técnicas de inspección y monitoreo son una medida sumamente importante en el control y seguimiento de cualquier sistema; en la industria uno de los factores principales que requiere acciones de inspección se relaciona con la corrosión; la inspección comprende todos los procedimientos asociados con la revisión de todos los factores relativos a la estructura de inspección (historial de fallas, datasheet, datos de operación, características de estructura, etc.). En sí, la inspección hace parte del mantenimiento preventivo como identificación de acciones correctivas enfocadas a evitar fallas. Es importante reconocer que las técnicas de inspección y monitoreo son variables en función de las características específicas de cada sistema a inspeccionar; para ello, debe conocerse y/o establecerse un plan que contemple los criterios aceptables, listas de verificación y formatos de revisión. En general se puede resumir que entre otros, las técnicas de inspección y monitoreo permiten identificar mecanismos de corrosión, medir la rapidez de la deterioración de un componente, evaluar la eficiencia de los tratamientos químicos, inhibidores, biocidas, evaluar el estado de pinturas y recubrimientos, medir la erosión por sólidos y seleccionar materiales resistentes a los medios mediante estudios de laboratorio. Conocimientos previos requeridos Conocimiento en electrónica básica, reacciones químicas, química general, materiales, termodinámica, mecánica de fluidos, entre otros. Competencias Al finalizar la unidad, el estudiante estará en la capacidad de:  Reconocer los parámetros influyentes en la corrosión y los efectos causados por las diferentes variables  Conocer los métodos de inspección y monitoreo de corrosión y sus características.  Identificar la influencia de las técnicas directas, indirectas, intrusivas, no intrusivas, en línea y fuera de línea
  • 5. 5 1. INSPECCIÓN La inspección se realiza con el fin de determinar las condiciones físicas de la estructura en inspección y hallar el tipo, causas y velocidad de corrosión; siendo un programa de inspección implementado para garantizar la integridad de los equipos y la seguridad del sistema, evitar paradas, disminuir velocidad de deterioro y prolongar la vida útil de los equipos. Dicho programa debe comprender todas las actividades necesarias que permitan la identificación del deterioro de equipos y garantizar las condiciones seguras de trabajo, mediante la identificación de los tipos de daño producidos, ubicación, forma o técnicas para detección y frecuencia de inspección (Otegui, 2008). En otras palabras, la inspección indica si los equipos o sistemas en inspección cumplen con las especificaciones de calidad, esta revisión comprende: la interpretación de especificaciones, medición y comparación con la especificación, evaluación de conformidad, clasificación de casos conformes e inconformes y finalmente, el registro y notificación de los datos obtenidos (Pierre, 2012). La siguiente figura muestra la importancia del monitoreo y la inspección, forman parte integral de la gestión de la información para la toma de decisiones: Figura 1. Integración de los programas de inspección y monitoreo de corrosión para la gestión de la información Fuente: (Pierre, 2012).
  • 6. 6 2. CONCEPTOS BÁSICOS DE CORROSIÓN La corrosión de los metales es una de las principales problemáticas que se presenta en el sector industrial, especialmente en el ámbito petroquímico, por tanto, es importante reconocer los principios básicos que dan lugar a este fenómeno, tales como reacciones químicas, influencia del medio, influencia del pH, influencia de la temperatura, serie galvánica y demás factores que son determinantes en este fenómeno. 2.1 CELDA DE CORROSIÓN O ELECTROQUÍMICA Reacción que da lugar a la corrosión y se presenta cuando en un electrólito se encuentran un ánodo y un cátodo en contacto metálico. Donde, el ánodo y el cátodo pueden ser el mismo metal o dos metales diferentes. Figura 2. Celda electroquímica Fuente: (NACE, 2004b). 2.2 SERIE GALVÁNICA Es una clasificación de los metales según su actividad química o reacción en un medio específico, generalmente agua de mar; con ella, se puede determinar el tipo de comportamiento químico (anódico o catódico) cuando se tienen dos metales distintos en un mismo electrólito y conectados eléctricamente (Gómez de León, 2004). La siguiente tabla muestra la serie galvánica de algunos metales en agua de mar:
  • 7. 7 Tabla 1. Serie galvánica en agua de mar Platino Oro Grafito Titanio Plata Acero inoxidable (pasivo) 18-8, 3%Mo Inconel (pasivo) (76%Ni-16%Cr-7%Fe) Níquel (pasivo) Bronce Cobre Latón rojo Bronce al aluminio Latón amarillo Inconel (activo) (76%Ni-16%Cr-7%Cr) Níquel (activo) Bronce al manganeso Estaño Plomo Acero inoxidable 18-8, 3%Mo (activo) Soldadura 50-50 plomo-estaño Acero inoxidable 13%Cr Fundición Hierro forjado Hierro dulce Aleaciones de aluminio Cadmio Zinc Magnesio y aleaciones de magnesio Inactividad creciente (catódicos) Actividad creciente (anódicos) Fuente: (Gómez de León, 2004). 2.3 FORMAS DE CORROSIÓN La corrosión puede presentarse en distintas formas: tales como:  Corrosión general: tipo de corrosión relativamente uniforme sobre una superficie metálica.  Corrosión por rendijas: se presenta cuando hay una pequeña separación entre dos superficies que permiten el ingreso de agentes corrosivos, y por ende, la corrosión de la estructura.  Corrosión galvánica: ocurre por el contacto entre dos metales disímiles.  Corrosión por picadura (pitting): este tipo de corrosión genera picaduras sobre la superficie metálica.
  • 8. 8  Corrosión intergranular: tipo de corrosión que se genera en los límites de grano.  Desaleación selectiva: ocurre en aleaciones, donde se elimina un elemento de la aleación; un ejemplo, es la corrosión grafítica en las fundiciones.  Erosión/corrosión: se presenta por el movimiento del fluido que desprende material y permite la formación de corrosión (NACE, 2004a). Figura 3. Esquema del mecanismo de remolino turbulento para la subcavación, aguas abajo, de picaduras, erosión-corrosión Fuente: (Erosión-Corrosión, 2010).  Agrietamiento ambiental: este tipo de daño ocurre por la influencia del ambiente y las fuerzas de tensión a las que está sometido el material; se puede presentar corrosión fatiga, daño por hidrógeno y agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC). 2.4 INFLUENCIA DEL PH Cuando el agua posee un pH bajo, presenta un elevado potencial de corrosión; mientras que, si su pH es más alto, entonces se presenta formación de escamas sobre el metal protegiéndolo de esta manera de la corrosión (Patton, 1995).
  • 9. 9 2.5 INFLUENCIA DE LOS COMPONENTES DEL AGUA La corrosividad del agua también se ve influenciada por la conductividad, es decir, el agua salada es más conductiva y más corrosiva respecto al agua destilada. La presencia de gases disueltos, como el oxígeno, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno también aumenta notablemente la corrosividad de los metales. 2.6 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA En medios acuosos y con gases corrosivos la temperatura influye en los procesos corrosivos; en la gráfica 1 se observa el efecto del aumento de la temperatura en la tasa de corrosión y el aumento de la presión de CO2. La figura 2 muestra un ejemplo de celda de corrosión, donde la temperatura influye en el comportamiento del metal de una línea de transmisión de gas de una estación de compresión; el gas comprimido sale caliente y a causa del desplazamiento pierde calor, en este caso el tubo caliente se comporta anódicamente y la tubería más fría se comporta catódicamente, siendo el suelo el electrolito y el tubo el circuito de conexión (NACE, 2004a). Gráfica 1. Velocidad de la corrosión en función de la temperatura a diferentes presiones parciales de CO2 Fuente: (De Waard, 1993).
  • 10. 10 Figura 4. Diferencia de temperatura a lo largo de una estructura metálica Fuente: (NACE, 2004a). 2.7 FUERZA DE CONDUCCIÓN DE LA CORROSIÓN La corrosión ocurre debido al flujo de una carga eléctrica en un electrolito desde un metal cuyo comportamiento es anódico a otro metal de comportamiento catódico. El voltaje es la medida que determina la diferencia entre el ánodo y el cátodo cuando están sumergidos en un electrolito; las reacciones de corrosión generan el potencial de electrodo, que es básicamente el movimiento de una carga unitaria de un electrodo a otro a través del electrolito y se mide con una celda de referencia estándar.  Tasa de corrosión: la tasa o velocidad de corrosión es proporcional al flujo de corriente y se relaciona con la densidad de corriente, la cual, se usa para determinar el potencial destructivo que causa el flujo de corriente.  Polarización: la polarización disminuye el potencial entre ánodo y cátodo de acuerdo a la Ley de Ohm, donde la corriente y la velocidad de corrosión disminuye hasta lograr un equilibrio entre la polarización y despolarización; dentro de los despolarizadores se encuentra el oxígeno disuelto, la actividad microbiológica y el flujo de agua. La dirección de polarización es opuesta al flujo de corriente y acerca el potencial del ánodo al potencial catódico. Los factores que afectan la polarización son el flujo de corriente, la resistividad del electrolito, el radio de ánodo y cátodo, el efecto de la temperatura, el efecto de movimiento relativo electrolito/electrodo y el efecto de concentración del electrolito.
  • 11. 11  Potencia: se define como la energía que requiere un dispositivo eléctrico y se expresa en vatios; entonces: Donde: P = Potencia, vatios R = Resistencia, ohmios E = Voltaje, voltios I = Corriente, amperios (NACE, 2004a) 2.8 LEYES ELÉCTRICAS Las leyes eléctricas que se tienen en cuenta en el estudio de la corrosión son:  Ley de Ohm: relaciona el voltaje, la resistencia y la corriente en un circuito y establece que 1 voltio crea 1 amperio de corriente en un circuito cuya resistencia es de 1 ohm Entonces: Siendo: E/V = Voltaje (Fuerza electromotriz), voltios I = Corriente, amperios R = Resistencia, ohmios Según la fórmula se deduce que la resistencia es inversamente proporcional con la intensidad.  Ley de Faraday: relaciona la pérdida de peso que presenta un metal con el tiempo y corriente de la celda de corrosión, así: Donde: W = Pérdida de peso de metal corroído (grs) M = Peso atómico del metal t = tiempo en el que fluye la corriente (segundos) I = Flujo de corriente (Amperios) n = número de electrones transferidos por átomo de metal F = Constante de Faraday (96500 coulombios por equivalente)
  • 12. 12 O mediante la fórmula: Donde: W = pérdida de peso (kg o lb) K = Equivalente electroquímico (Kg/A-año o lb/A-año) I = Corriente (amperios) t = tiempo (NACE, 2004a) La siguiente tabla muestra los equivalentes electroquímicos Tabla 2. Equivalentes electroquímicos Fuente: (NACE International, 2004a).  Leyes de Kirchhoff: Ley de voltaje: la Ley de voltaje de Kirchhoff establece que la suma de los voltajes de la fuente en un circuito cerrado tiene el mismo valor que la suma de las caídas de voltaje de las resistencias; o bien, que la suma algebraica de los voltajes es cero. Ley de corriente: establece que la corriente que sale de un terminal es igual a la corriente que entra; tal y como se ilustra en la siguiente figura:
  • 13. 13 Figura 5. Ley de corriente de Kirchhoff Fuente: (NACE, 2004a). 2.9 CIRCUITO EN SERIE Y EN PARALELO Circuito en serie: la corriente en este tipo de circuito fluye a través de las cargas y regresa a la fuente; siendo la corriente igual en todos los puntos, las caídas de voltaje dependen de la resistencia, pero la suma total debe ser igual al voltaje de la fuente y la resistencia total es la suma de todas las resistencias (NACE, 2004a).
  • 14. 14 Figura 6. Circuito en serie Fuente: (NACE, 2004a). Circuito en paralelo: en este tipo de circuitos la corriente se divide en ramas separadas, las cuales, pueden presentar una resistencia diferente y por ende la corriente circulante también será diferente. El voltaje que circula a través de cada rama es igual al voltaje de la fuente, la corriente total es la suma de las corrientes que circulan en todas las ramas, la resistencia total equivalente se determina por la suma de los recíprocos de todas las resistencias, siendo la resistencia total equivalente inferior a la resistencia más baja en el circuito. Cuando la corriente puede fluir a través de distintos caminos, se conoce como circuito en paralelo. Un circuito en paralelo puede ser la unión de ánodos galvánicos a una estructura, al igual que los ánodos en corriente impresa que aumentan la corriente con el incremento en el número de ánodos y disminuyen la resistencia del electrolito (NACE, 2004a).
  • 15. 15 Figura 7. Circuito en paralelo Fuente: (NACE, 2004a). 2.10 CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA Corriente directa: la corriente directa o continua pura es generada por una pila y cuando se ve mediante un osciloscopio aparece en línea recta (NACE, 2004a). Figura 8. Corriente directa pura Fuente: (NACE International, 2004a). Corriente alterna: este tipo de corriente invierte la dirección en una base cíclica generalmente de 100 a 120 veces por segundo, un ciclo se completa en 50 o 60 segundos. En la actualidad, el Hertz representa un ciclo y en corriente alterna de 50 a 60 Hz. La corriente alterna puede convertirse a corriente continua, empleando un rectificador como se observa en la figura 10 (NACE, 2004a).
  • 16. 16 Figura 9. Corriente alterna típica Fuente: (NACE, 2004a). Figura 10. Rectificación de AC Fuente: (NACE, 2004a). Transformadores: se emplean para aumentar, disminuir la tensión o para aislar el voltaje. La siguiente figura muestra un transformador de rectificador usado en protección catódica (NACE, 2004a).
  • 17. 17 Figura 11. Cableado típico de transformador en un rectificador Fuente: (NACE, 2004a). 3. TÉCNICAS DE MEDICIÓN DIRECTA INTRUSIVAS Las técnicas directas son técnicas que generan parámetros relacionados directamente con las características de la corrosión, y se dice que son de tipo intrusivo cuando dichas técnicas requieren acceder directamente a los ambientes corrosivos para obtener la medición relacionada con la corrosión (Pierre, 2012). A este tipo de técnicas pertenecen las técnicas físicas y electroquímicas, las cuales se describen a continuación: 3.1 TÉCNICAS FÍSICAS Este tipo de técnicas permite hallar la pérdida de metal en función de la geometría de la probeta expuesta y la evaluación en el cambio de propiedades por la corrosión, tales como: masa, resistencia eléctrica, flujo magnético, reflectividad, momento de inercia y rigidez. Cada probeta de ensayo tiene características particulares según la propiedad a evaluar, por ejemplo, algunas se usan para
  • 18. 18 evaluar fragilización, corrosión general y otras para picado; si la propiedad física se mide por medios electrónicos el espécimen de prueba puede permanecer in- situ y obtener medidas frecuentes (NACE, 2012).  Cupones de corrosión: son muestras pequeñas de metal que se exponen en ambientes determinados por un tiempo específico, con el fin de conocer la agresividad del entorno. Con la pérdida de masa que representa el cupón, se halla la tasa de corrosión; los cupones de pérdida de masa o corrosión se consideran un método de monitoreo en línea, pero no es en tiempo real (NACE, 2012). El tamaño, composición metálica, condición de superficie y portacupones pueden ser diferentes según los requisitos de diseño y características del sistema. También es importante reconocer que los cupones suelen usarse con otros métodos como probetas de hidrógeno, galvánicas, instrumentos de polarización, análisis químico, mediciones no destructivas de espesor, entre otras (NACE, 2005). La NACE presenta el estándar RP 0775 para la preparación, instalación, análisis e interpretación de cupones de corrosión en operaciones de campo petroleras; en este estándar indica prácticas importantes para el uso de cupones, como el uso de cupones nuevos, el estampado de número serial, procedimientos de laboratorio, cálculos para la determinación de la velocidad de corrosión y demás aspectos importantes. Tipos de cupones: los cupones pueden ser:  Cupones de corrosión: son de distintos tamaños y configuraciones según las características de la línea.  Circular (tipo lavadora): pueden ser de distintos tamaños, en función del tamaño y tipo de bridas en las que se instala.  Cupones tipo anillo: se usa en juntas de herramientas de tubos de perforación (NACE, 2005).
  • 19. 19 Figura 12. Cupón de anillo de corrosión a) anillo de corrosión de acero b) anillo de corrosión de acero encapsulado en plástico c) instalado Fuente: (NACE, 2005).  Cupones de corrosión modificados para estudio en celdas de concentración de oxígeno. Determinación de tasa de corrosión: la velocidad de corrosión mediante cupones se calcula empleando la siguiente fórmula (NACE, 2005).
  • 20. 20 Siendo: CR: Tasa de corrosión (lb/pie2 /año) W: pérdida de masa (gramos) A: área inicial de exposición (pulgadas2 ) T: tiempo de exposición (días) Cálculo de la tasa máxima de picadura (PR): la tasa máxima de pitting se calcula empleando la siguiente fórmula: (NACE, 2005) Análisis de velocidad de corrosión general y pitting: empleando las fórmulas anteriores y con base en la tabla 3 se determina el nivel de severidad de la corrosión. Tabla 3. Categorización cualitativa de tasas de corrosión de acero al carbón para sistemas de producción de crudo Fuente: (NACE, 2005).  Resistencia eléctrica (ER): esta técnica brinda mediciones en tiempo real y se basa en que la resistencia eléctrica de un metal es inversamente proporcional con el área conductora, es decir, cuando el elemento metálico se corroe y/o erosiona, la resistencia de este aumenta. Esta técnica asume que la pérdida de metal genera una reducción uniforme de área. Se
  • 21. 21 caracteriza por permitir un monitoreo continuo, determinar condiciones corrosivas importantes para realizar acciones correctivas, detectar erosión y no requerir la extracción de cupones (NACE, 2012). Las sondas de resistencia inductiva son clasificadas dentro de esta técnica, que mide la disminución de espesor empleando los cambios en la resistencia inductiva de la bobina, que está embebida en el sensor (Pierre, 2012).  Inspección visual: esta técnica detecta discontinuidades a ojo desnudo y generalmente con la ayuda de herramientas como lupas, cámaras, medidores, baroscopios, cámaras fotográficas, videocámaras, entre otras. Para la ejecución de esta técnica se requiere una iluminación mínima de 1000 lux y la calibración de los dispositivos en uso (Otegui, 2008). La inspección visual por lo general requiere la suspensión o apagado del sistema, aunque en sistemas de agua a temperaturas moderadas se usan los boroscopios o cámaras de video, y en paradas cortas se pueden realizar mediciones directas de las picaduras mediante el uso de micrómetros o boroscopios calibrados. Esta técnica facilita la localización de daños por corrosión, la medición de profundidad, la tasa de picaduras y especialmente se usan los dispositivos de inspección antes mencionados en zonas radioactivas. Es importante tener en cuenta que el uso de estos equipos solo se debe realizar con fluidos de transparencia aceptable (NACE, 2012).  Sonda galvánica: este tipo de probeta revisa constantemente las características que presenta un fluido con relación a la corrosión; en la figura 13 se observa un esquema de este tipo de zona, el cual consta de dos electrodos disímiles, generalmente latón y acero que se encuentran conectados entre sí mediante un amperímetro de corriente directa; dichos electrodos están montados y aislados sobre un tapón roscado de alta presión. Los electrodos miden el flujo de corriente, la cual se asocia con la corrosividad del fluido (Lyons, 1996).
  • 22. 22 Figura 13. Sonda galvánica Fuente: (Lyons, 1996).  Sonda de hidrógeno: esta sonda permite el estudio de la corrosión en flujos no aireados; consiste en un tubo hueco de acero de pequeño espesor, sellado en un extremo y con un manómetro en el otro, como se muestra en la figura 14; en esta sonda ocurre corrosión en el cuerpo después de montarse en un sistema. El análisis de la corrosión se puede obtener estudiando el hidrógeno así: en un sistema se obtiene hidrógeno generado en ambientes con sulfuro de hidrógeno y se propaga a través del tubo, y al combinarse los átomos entre sí generan hidrógeno molecular, que al no poder salir del tubo aumentan la presión en éste y proporcionan información de la corrosión, dada la relación entre el aumento de la presión y la cantidad de hidrógeno generado en el sistema (Lyons, 1996). El monitoreo de hidrógeno también puede realizarse de manera no intrusiva, si se fijan los sensores en la superficie exterior de tuberías y tanques (Pierre, 2012).
  • 23. 23 Figura 14. Sonda de hidrógeno Fuente: (Lyons, 1996). 3.2 TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS Estas técnicas se basan en la disolución de los iones metálicos y la medición de la propensión a ser disueltos, midiendo potenciales y densidad de corriente de un electrodo previamente introducido en el sistema. Con el potencial se puede determinar la velocidad de corrosión y la susceptibilidad a las picaduras. Cuando se determina la velocidad de corrosión se puede hallar la densidad de corriente según la Ley de Faraday, las constantes empíricas del sistema según las pendientes Tafel y demás factores. Esta técnica puede llegar a ser más rápida en proporcionar información relacionada con los cambios en la velocidad de corrosión respecto a otras técnicas (NACE, 2012). Las técnicas electroquímicas pueden ser de corriente directa (DC) o de corriente alterna (AC), y se describen a continuación: 3.2.1 Técnicas DC  Resistencia de polarización lineal (LPR): permite determinar la velocidad de corrosión de un electrodo mediante el cambio en el potencial aplicado en el potencial del circuito y en la densidad de corriente (NACE International, n.d.). Las sondas empleadas en la técnica de polarización lineal contienen dos o tres electrodos como se observa en la figura 15; en esta técnica se monitorea el potencial eléctrico en uno de los electrodos cuando se aplica una corriente eléctrica con referencia a otro electrodo, obteniendo la intensidad de la corrosión cuando la aplicación de corriente logra cambiar el potencial, dada la proporcionalidad entre corriente e intensidad de corrosión (Lyons, 1996).
  • 24. 24 Figura 15. Sondas de instrumentos de polarización lineal Fuente: (Lyons, 1996).  Amperímetro de resistencia cero (ZRA) entre electrodos de aleación disímiles–galvánicos: esta técnica emplea un amperímetro de resistencia cero para medir la corriente en un cortocircuito entre metales disímiles; donde los electrodos son sumergidos en un medio conductor, se conectan eléctricamente y se obtiene un comportamiento galvánico (anódico– catódico); esta técnica evalúa las características de las reacciones cuando una de ellas se estabiliza. Esta técnica se usa para monitoreo de la despolarización del cátodo en un par galvánico o para detectar niveles bajos de oxígeno (NACE International, n.d.). Esta técnica también puede aplicarse en electrodos nominalmente idénticos con el fin de determinar cambios en el ambiente o como indicador en la tasa de corrosión (Pierre, 2012).  Amperímetro de resistencia cero (ZRA) entre electrodos de la misma aleación: esta técnica se puede emplear para estudiar la biomasa, donde se polariza catódicamente un electrodo, el cual estimula el crecimiento de bacterias, se despolariza el electrodo y se mide la corriente mediante el amperímetro y con el cambio en la corriente se determina la actividad del biofilm. Esta técnica permite obtener mediciones en tiempo real (NACE, 2012).  Polarización potenciodinámica/Galvanodinámica: esta técnica se emplea para revisar las características electroquímicas mediante la relación entre la corriente externa de polarización y los potenciales; los resultados pueden expresarse gráficamente potencial versus densidad de corriente o diagrama de Evans (NACE, 2012).
  • 25. 25 Figura 16. Curva completa de polarización combinada Fuente: (NACE, 2004b).  Ruido electroquímico: esta técnica mide las fluctuaciones de potencial o corriente, dichas fluctuaciones suelen presentar una frecuencia menor a 1 Hz. La medición del ruido o corriente de los electrodos permiten determinar la uniformidad de los electrodos metálicos, que suele variar a causa de la corrosión por hendidura, por picadura y el agrietamiento por corrosión bajo tensión (NACE, 2012). La medición del ruido electroquímico puede realizarse en condiciones potenciostáticas, galvanostáticas o de circuito abierto. La velocidad adecuada para el estudio depende de la velocidad de los cambios en áreas anódicas y catódicas cuando se presenta corrosión general, o velocidad de crecimiento de pitting y área del electrodo cuando la corrosión es por picadura (Vázquez, 2000). 3.2.2 Técnicas AC  Espectroscopia de impedancia electroquímica: emplea corriente alterna y consiste en medir la respuesta eléctrica en la interfaz metal-solución a frecuencias entre 1mHz a 100KHz (Pierre, 2012). El análisis de la información de frecuencia, resistencia a la polarización y la medida empírica de la pendiente Tafel permite evaluar la velocidad de corrosión.
  • 26. 26  Análisis de distorsión armónica: también se conoce como espectroscopia de impedancia armónica; esta técnica consiste en aplicar un potencial sinusoidal de baja frecuencia a un sistema de tres electrodos y tomar la corriente resultante; entonces con el análisis de las frecuencias y los armónicos se puede hallar la pendiente Tafel y la tasa de corrosión (NACE, 2012). Esta técnica además de analizar las frecuencias primarias, también analiza las oscilaciones armónicas de orden superior (Pierre, 2012). 4. TÉCNICAS DE MEDICIÓN NO INTRUSIVAS DIRECTAS Este tipo de técnicas se caracteriza porque no requieren el acceso de los dispositivos en los ductos o tanques. También porque permiten monitorear los materiales reales de las plantas y no de especímenes intrusivos que pueden ser de diferentes materiales y se puede adicionalmente monitorear defectos en soldaduras, curvas de las tuberías, tees, y otros accesorios (NACE, 2012). Estas técnicas comprenden las técnicas físicas para pérdida de metal y para detección y propagación de grietas, las cuales se describen a continuación: 4.1 TÉCNICAS FÍSICAS PARA PÉRDIDA DE METAL  Ultrasonido: permite determinar el espesor de una pieza metálica expuesta a condiciones corrosivas, también puede detectar discontinuidades de superficie y grietas. El ultrasonido puede ser de pulso- eco, transmisión y el método de resonancia, siendo estos métodos diferentes por el número de transductores que requieren (NACE, 2004a).  Fuga magnética de flujo (MFL): esta técnica emplea imanes de tipo permanente con bobinas de sensores para determinar la corrosión; consiste en contener el flujo magnético en el metal a inspeccionar, dicho flujo al encontrar una discontinuidad se escapa y es medido por los sensores para determinar las características de la anomalía. La fuga magnética de flujo se emplea en tanques, intercambiadores de calor y tuberías (NACE, 2012).  Corriente electromagnética de Eddy: esta técnica se emplea en metales no magnéticos como tubos intercambiadores de calor, permite detectar grietas, discontinuidades, heterogeneidad, espesor de recubrimiento de tipo no conductor en sustratos conductores (NACE, 2012).  Electromagnético - Técnica de campo remoto (RTF): esta técnica se usa para detectar corrosión y erosión de intercambiadores de calor y tubos de caldera y corrosión en tuberías; consiste en medir cambios del campo magnético que circula en un metal entre dos bobinas (excitadora y detectora). Las inspecciones continuas proporcionan la información
  • 27. 27 necesaria para hallar la velocidad de corrosión y establecer la gravedad de esta (NACE, 2012).  Radiografía: emplea radiación penetrante obtenido por un tubo de rayos X o fuente radioactiva, determina defectos superficiales o subsuperficiales principalmente huecos, inclusiones y la profundidad de picaduras, la detección de grietas se limita a conocer la orientación de esta (NACE, 2004b).  Activación de superficie y radiometría gamma: determina pérdida de metal empleando el cambio en la radiación gamma, causada por el decaimiento del isótopo; se emplea para evaluar metales que presentan erosión y corrosión, puede ser usada en línea en tiempo real (NACE, 2012). También se le conoce como activación de capa delgada y radiografía gamma, consiste en exponer el material a un haz de partículas cargadas de alta energía para generar una capa superficial de tipo radiactiva. La radiactividad posee una concentración baja de especies para no afectar las propiedades metalúrgicas del material, de la misma manera que sus efectos son bajos, diferente a la radiografía convencional (Pierre, 2012).  Mapeo de campos eléctricos: se usa para determinar agrietamiento interno, externo, corrosión general y por picado y erosión; consiste en medir variaciones de voltaje de la corriente inducida aplicada al metal en monitoreo (NACE, 2012). 4.2 TÉCNICAS FÍSICAS PARA DETECCIÓN Y PROPAGACIÓN DE GRIETAS  Emisión acústica: esta técnica se emplea para realizar seguimiento al crecimiento de grietas previas, en el que se revisa la energía acústica emitida de las fallas. Puede emplearse en línea y para obtener mediciones en tiempo real (NACE, 2012).  Ultrasonido (detección de defectos): se emplea para hallar la pérdida de metal, fallas y su propagación; permite detectar agrietamiento por fatiga, craqueo transgranular, intergranular, corrosión bajo tensión, fluencia y fragilización por hidrógeno (NACE, 2012).  Ultrasonido (dimensionamiento de defectos): esta técnica emplea el método de caída de amplitud para dimensionar longitud de los defectos. No se considera una medición en tiempo real (NACE, 2012). 5. TÉCNICAS DE MEDICIÓN INDIRECTA EN LÍNEA Las técnicas de medición indirecta en línea comprenden el análisis de los productos de corrosión, las técnicas electroquímicas, parámetros químicos del agua, características relacionadas con el fluido, parámetros de proceso, monitoreo de deposiciones y monitoreo externo.
  • 28. 28 5.1 PRODUCTOS DE CORROSIÓN Los productos de corrosión pueden estudiarse mediante la monitorización del hidrógeno atómico, puesto que este se produce en el cátodo a causa de los procesos corrosivos que se presentan en ambientes ácidos; este hidrógeno penetra en el metal en función principalmente del caudal, velocidad, temperatura y los contaminantes. Esta técnica puede usarse en línea para medición en tiempo real y para detección de altas tasas de flujo de hidrógeno que causa ampollamiento y craqueo inducido por hidrógeno. Las sondas empleadas en esta técnica pueden ser de presión de hidrógeno, electroquímica y de célula de combustible de hidrógeno (NACE, 2012). 5.2 TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS El potencial de corrosión permite determinar el comportamiento de la corrosión mediante la determinación del potencial de una superficie, obtenida con el empleo de electrodos de referencia. Puede realizarse en línea y permite obtener una medición en tiempo real (NACE, 2012). 5.3 PARÁMETROS QUÍMICOS DEL AGUA Estos parámetros medidos en ambientes acuosos facilitan el estudio de la corrosión; y son técnicas que pueden ser usadas en línea para medición en tiempo real. Estos parámetros son:  pH: este parámetro muestra la actividad del hidrógeno en una solución, donde valores inferiores a 7 representan soluciones ácidas, el 7 es el valor neutro y valores superiores a 7 son básicas o alcalinas; generalmente un pH ácido se relaciona con una elevada corrosividad (Merino, 2012).  La determinación del pH de un fluido de perforación se realiza empleando el método coalorimétrico modificado (dispensador de pHidrio) o electrométrico (Beckman o pHmetro analítico); el dispensador de pHidrio consiste en tiras de papel indicadores de pH; este método no proporciona mediciones precisas en fluidos con elevadas concentraciones de sal. El pHmetro analítico se compone de una semicelda del electrodo de vidrio y una semicelda de referencia; el electrodo de vidrio está constituido por un electrodo de platino en una solución ácida y el electrodo de referencia generalmente es de calomel o de plata - cloruro de plata; las dos semiceldas están conectadas
  • 29. 29 mediante un voltímetro, que forma un medidor de pH (Lyons, 1996).  Conductividad: esta se define como la capacidad que tiene el líquido de transportar corriente; depende de los sólidos iónicos disueltos; en general, el aumento de la conductividad incrementa la corrosión (NACE, 2012).  Oxígeno disuelto: el oxígeno disuelto se mide en partes por billón (ppb) o partes por millón (ppm); la cantidad de oxígeno disuelto en un líquido depende de factores como la temperatura, presión y molaridad en la solución; donde, el aumento de la presión aumenta la solubilidad del oxígeno y por el contrario, el aumento en la temperatura disminuye esta solubilidad. Los medidores de oxígeno comerciales pueden calibrarse según la temperatura y concentración de sales para la obtención exacta de medidas; estos medidores funcionan de manera similar al electrodo medidor de pH, el cual provee un potencial según la concentración de oxígeno (Lyons, 1996).  Potencial de oxidación reducción: este potencial se toma mediante un voltímetro que conecta los electrodos (electrodo de detección de metal noble y electrodo de referencia) en un determinado electrolito (NACE, 2012). 5.4 DETECCIÓN DE FLUIDO En cuanto al flujo, se tienen dos aspectos importantes a considerar. Régimen de flujo y velocidad de flujo  Régimen de flujo: en flujos de una sola fase el régimen puede ser de tipo laminar, de transición o turbulento, este último es definido por el número Reynolds obtenido en función de la velocidad de flujo, diámetro de la tubería, la viscosidad y densidad del fluido; y en flujos de más de una fase o multifásicos debe identificarse el tipo de flujo (flujo de niebla, flujo anular, flujo slug). La identificación de este flujo contribuye con la protección de estructuras respecto a inundaciones o presencia de gases ácidos y en la predicción de la velocidad de corrosión (NACE, 2012).  Velocidad de flujo: la velocidad de flujo monofásico puede determinarse según el caudal de masa y sus respectivas correcciones de presión y temperatura; en cuanto al flujo multifásico, la velocidad se determina estimando el deslizamiento entre fases. Esta técnica ofrece resultados en tiempo real y puede realizarse en línea (NACE, 2012). 5.5 PARÁMETROS DE PROCESO
  • 30. 30 Los parámetros relacionados con la corrosividad del fluido, la hidrodinámica y características de transferencia de masa del fluido pueden usarse en línea y proveen resultados en tiempo real; estos parámetros son:  Presión: este parámetro puede influir en la proporción de fases y en la composición; las presiones parciales del CO2 y del H2S son un ejemplo de su influencia, ya que estas presiones influyen en la presencia de ácido carbónico y en la susceptibilidad a tensión por sulfuros.  Temperatura: este factor afecta en la corrosividad, dado que bajas temperaturas condensan agua y líquidos corrosivos y las elevadas temperaturas aumentan las reacciones químicas y pueden alterar la composición.  Punto de rocío (dewpoint): puede definirse como temperatura en la que un líquido inicia su condensación. La influencia del punto de rocío puede determinarse empleando cupones de pérdida de masa, mediante técnicas de resistencia eléctrica o métodos electroquímicos para determinar las tasas de corrosión si las superficies se encuentran constantemente húmedas (NACE, 2012). 5.6 MONITOREO DE DEPOSICIONES Este tipo de monitoreo contempla el seguimiento a incrustaciones o acumulación de depósitos orgánicos e inorgánicos; este ensuciamiento puede aumentar la caída de presión en los equipos o retardar la transferencia de calor. La determinación de incrustaciones se realiza empleando inspección visual y técnicas de intrusión en línea, en la que se monitorea la transferencia de calor o se controla la caída de presión (NACE, 2012). 5.7 MONITOREO EXTERNO Este monitoreo puede realizarse mediante termografía, que consiste en determinar la temperatura remota midiendo la energía radiada térmicamente; cuando se detectan variaciones en la temperatura se atribuye a espesor del metal, corrosión, puntos calientes a causa de fallo en el recubrimiento. En los casos de monitoreo y estudio de corrosión a altas temperaturas los métodos más comunes son los cupones, las probetas de resistencia eléctrica y las inspecciones en las paradas de planta. Las técnicas de cupones y probetas de resistencia eléctrica también se usan en laboratorio. En el caso de corrosión en medios gaseosos como el caso de gases oxidantes (oxigeno, nitrógeno, azufre, cloro) que generan productos solidos se pueden monitorear sus pesos. La rata de corrosión por ejemplo se puede determinar de forma indirecta por:  Espesor de las capas formadas
  • 31. 31  Peso de la capa por unidad de área superficial  Pérdida de espesor de metal  Pérdida de peso del material por unidad de área El análisis metalográfico ayuda a determinar los espesores de las capas; la dependencia del espesor de la capa en el tiempo, permite determinar la cinética de oxidación. Algunos métodos continuos para medir pérdidas de peso son: volumétrico, manométrico y termo gravimétrico (TGA); algunos equipos termogravimétricos usados comúnmente entre otros son el TGA 51H de Shimadzu y STA 6000 de PerkinElmer. Para el caso de estructuras enterradas como tuberías y tanques que poseen sistemas de protección catódica y recubrimientos para proteger de la corrosión, también deben ser monitoreados e inspeccionados estos sistemas para verificar su correcto funcionamiento y su estado físico. Para los sistemas de protección catódica en tuberías se cuenta con la guía NACE TM 0497, en donde se encuentran las directrices para el monitoreo mediante técnicas como: potencial estructura-electrolito, potencial de estructura polarizada- electrolito, polarización catódica de estructuras. Para verificar el estado de los recubrimientos de las tuberías enterradas se cuenta con técnicas como: gradientes de potenciales NACE SP0207, ACAS electromagnética, ACVG, Pearson y DCVG por NACE TM0109, desprendimiento catódico por NACE TM0115, conductancia eléctrica por NACE TM0102, entre otras. Las pinturas y recubrimientos también pueden inspeccionarse en laboratorios por técnicas como:  ASTM D 661 Standard Test Method for Evaluating Degree of Cracking of Exterior Paints.  ASTM D 662 Standard Test Method for Evaluating Degree of Erosion of Exterior Paints.  ASTM D 714 Standard Test Method for Evaluating Degree of Blistering of Paints.  ASTM D 1653 Standard Test Method for Water Vapor Transmission of Organic Coating Films.  ASTM D 1654 Standard Test Method for Evaluation of Coated Subject to Corrosive Environments.  ASTM D 1735 Standard Practice for Testing Water Resistance of Coatings Using Water Fog Apparatus.  ASTM B 117 Standard Practice for Operating salt spray (fog) Testing Apparatus.  ASTM D 522 Standard Test Method for Mandrel Bend test of Attached Organic Coatings.
  • 32. 32  ASTM D 609 Standard Practice for Reparation of Cold-Rolled Steel Panels for Testing Paint, Varnish, Conversion Coating and Related Coating Products.  ASTM D 610 Standard Test Method for Evaluating Degree of Rusting on Steel Surfaces.  ASTM D 660 Standard Test Method for Evaluating Degree of Checking of Exterior Paints.  NACE TM 0183 Evaluation of Internal Plastic Coatings for Corrosion Control of Tubular Goods in an Aqueous Flowing Environment. 6. TÉCNICAS DE MEDICIÓN INDIRECTA FUERA DE LÍNEA 6.1 PARÁMETROS QUÍMICOS DEL AGUA La medición de estos factores no se realiza en línea ni para medición en tiempo real; una norma recomendada para el análisis de aguas es API RP 45; algunos parámetros comprenden:  Alcalinidad: se refiere a la capacidad que tiene el agua en la neutralización del ácido; en agua natural se relaciona con la presencia de hidróxido (OH-) carbonatos y bicarbonatos (NACE, 2012).  Análisis de iones metálicos: este análisis permite determinar el metal disuelto en las soluciones y se puede emplear para detectar corrosión debido a la disolución de estos productos (NACE, 2012).  Concentración de sólidos disueltos: los sólidos disueltos totales (TDS) corresponden a la suma de minerales disueltos en el agua y se halla por evaporación de una muestra de agua de peso conocido. Es importante denotar que la concentración de sólidos se relaciona con la conductividad y las reacciones de los fluidos (NACE, 2012).  Análisis de gas: se realiza en laboratorio y en algunos casos en campo con el fin de determinar gases ácidos que pueden ser corrosivos (NACE International, n.d.). Este análisis puede realizarse empleando medidores de gas y de iones específicos, los cuales contienen electrodos de iones específicos que generan un potencial según la actividad del ion específico, en solución, para determinar concentración de: dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, amoníaco, cloruro, calcio, potasio o sodio (Lyons, 1996).  Oxidante residual: productos como el halógeno residual pueden oxidar los inhibidores que protegen contra la corrosión o incrustación. Los haluros como ácido fluorhídrico (HF), ácido clorhídrico (HCl), ácido bromhídrico (HBr) y yoduro de hidrógeno (HI) son sales provenientes de ácidos halogenados que se establecen dentro de las causas de SCC y se relacionan con la corrosión galvánica. La presencia de haluros puede medirse por electrodos de iones específicos y por colorimetría, y los halógenos se determinan por potencial
  • 33. 33 redox o colorimetría (NACE, 2012).  Análisis microbiológico: este tipo de análisis se suele realizar tomando una muestra y realizando el cultivo bacteriano por disoluciones sucesivas, un tiempo generalmente de 14 a 28 días para analizar su crecimiento y la concentración original de bacterias. Para la determinación de población y actividad bacteriana también pueden llevarse a cabo técnicas como: fotometría de trifosfato de adenosina (ATP), microscopía de fluorescencia y medición de la hidrogenasa; y para medición de bacterias sulfatorreductoras se puede emplear radiorespirometría, microscopía de fluorescencia de anticuerpos o medición del fosfatosulfato de adenosina (APS) (NACE, 2012). Debido a la influencia de los microrganismos a contribuir en los procesos corrosivos del sistema, se debe monitorear la actividad de los microorganismos mediante técnicas como las nombradas anteriormente, técnicas de filtración para determinar algas y protozoos, bacterias y hongos; conteo poblacional de bacterias (aeróbicas y anaerobicas, exámenes de superficie metálica, evaluación actual del tratamiento con microbiocidas y/o según la norma API RP 38 (Lyons, 1996). Algunas otras normas aplicadas en la evaluación de microorganismos son: ASTM D4412, NACE TM0194. En la siguiente tabla se muestra la interpretación del conteo de bacterias según los resultados obtenidos: Tabla 4. Conteo de bacterias
  • 34. 34 Fuente: (Lyons, 1996). La presencia microbiana es importante en la corrosividad de los suelos en donde se localizan estructuras metálicas enterradas como tuberías y tanques. En la siguiente tabla se presenta algunos de los parámetros considerados en el análisis de la corrosividad de los suelos entre ellos las bacterias SRB la resistividad del suelo, los cloruros, la humedad y el pH. Tabla 5. Índices de corrosividad de suelos según los criterios de Trabanelli modificados Soil parameters Partial index Soil parameters Partial index Resistivity (ohm.cm) Chloride (mg/kg) >12000 0 <100 0 12000 to 5000 -1 100 to 1000 -1 5000 to 2000 -2 >1000 -4 <2000 -4 Sulfate (mg/kg) SRB (MPN/g) absentee 0 <2x10 +2 <0,5 -2 2x10 to 103 0 >0,5 -4 >103 to 6x 104 -2 >6 x 104 -4 Sulfate (mg/kg) <200 0 pH 200 to 300 -1 >5 0 >300 -2 <5 -1 Humidity (%) <20 0 >20 -1 Fuente: (Pope & Otros, 2002). 6.2 INHIBIDOR RESIDUAL Mediante las técnicas físicas como cupones, probetas eléctricas y técnicas electroquímicas se seleccionan en laboratorio los inhibidores de corrosión de acuerdo con su aplicación en las plantas y tuberías. En campo se usan las mismas técnicas para monitorear su funcionamiento y eficiencia. En la NACE SP0106 se encuentra el tema del control de corrosión interior mediante la aplicación de los inhibidores y a su vez las técnicas para la evaluación de su efectividad.
  • 35. 35 La selección de los inhibidores y su concentración adecuada dependiendo del medio y las condiciones operacionales generalmente se realiza en laboratorios, iniciando la evaluación en condiciones estáticas, luego en discos y cilindros rotatorios, hasta llegar a las condiciones más exigentes en autoclaves dinámicas a altas presiones y temperaturas, en celdas de chorro y en circuitos o loops hidrodinámicos multifásicos. En la norma ASTM G170 se puede encontrar la metodología para evaluar la eficiencia de inhibidores mediante pruebas de laboratorio en: circuitos de flujo, celda de cilindro rotatorio (RCE), celda rotatoria (RC) y celda de chorro (JI). De forma más detallada la ASTM G184 trata de las celdas rotativas (RC), la ASTM G185 de la celda de cilindro rotatorio (RCE) y la publicación NACE 1D196 de las pruebas de inhibidores en ruedas giratorias. Adicionalmente, la norma NACE TM0169/ASTM G31, es una guía para el desarrollo de pruebas de corrosión de metales en laboratorio y presenta algunos de los factores a tener en cuenta en las pruebas como equipos e instrumentos, muestras, especímenes de pruebas, condiciones P, T, velocidad de fluidos, preparación y limpieza y cálculos. La medición del residual del inhibidor proporciona información sobre las concentraciones iniciales de este. Las técnicas relacionadas con el inhibidor residual no se emplean para mediciones en línea ni en tiempo real.  Película de inhibidor de corrosión residual: los inhibidores de corrosión se adhieren a las superficies para proteger los equipos contra la corrosión. Las mediciones del inhibidor residual se emplean para garantizar el suministro adecuado del inhibidor al sistema. No línea, no tiempo real (NACE, 2012).  Inhibidor residual de corrosión del reactivo: son productos de tipo químico que se emplean para neutralizar los efectos dañinos que causan los corroyentes potenciales (NACE, 2012). 6.3 ANÁLISIS QUÍMICO DE MUESTRAS DEL PROCESO Se toman muestras cuando se presenta baja o alta corrosión con el fin de determinar qué componentes aumentan la velocidad de corrosión, para modificar o corregir los factores más influyentes en el aumento de la corrosión. En muestras de petróleo suele analizarse el nitrógeno y los ácidos orgánicos y en muestras de gas natural se determinan sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono, agua, sulfuro de carbonilo, disulfuro de carbono, mercaptanos y oxígeno. En el caso de petróleo los análisis se conocen con los nombres de ASSAY y SARA. Este tipo de técnicas no se realiza en línea ni en la obtención de mediciones en tiempo real.  Contenido de azufre: la determinación del contenido de azufre se realiza con base a la norma ASTM D 4924.
  • 36. 36  Número TAN: se refiere al número de ácido total o número de neutralización, en el que se determina el ácido proveniente de ácidos orgánicos; este número puede determinarse con base a las normas ASTM D66411 o ASTM D 97412.  Contenido de nitrógeno: el contenido de nitrógeno se determina según la norma ASTM D 3228.16; el contenido de nitrógeno está relacionado con la tasa de corrosión.  Contenido de sales de petróleo: dado que las sales pueden generar corrosión en los equipos, las refinerías limitan el contenido de sal entre 2.5 a 12 mg/l; esto puede determinarse empleando la norma ASTM D 3230.17 (NACE, 2012). Para las cromatografías de gases se tienen como guía las normas ISO 6974, 6975, ASTM D 1945. BIBLIOGRAFÍA  Askeland, D. (1998). Ciencia e ingenieria de los materiales. Tercera Ed. México: Thomson Editores S. A.  ASM International Handbook Committee. (2003). ASM Handbook. Mechanical Testing and Evaluation. (Vol. 8). H. Kuhn and D. Medlin.  ASTM G170. (2012). Evaluating and Qualifying Oilfield and Refinery Corrosion Inhibitors in the Laboratory. ASTM.  ASTM G184. (2016). Evaluating and Qualifying Oil Field and Refinery Corrosion Inhibitors Using Rotating Cage.  ASTM G185. (2016). Evaluating and Qualifying Oil Field and Refinery Corrosion Inhibitors Using the Rotating Cylinder Electrode.  Barroso, S., & Ibáñez, J. (2014). Introducción al conocimiento de materiales. Madrid: UNED.  Callister, W. (2007). Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales I. Barcelona: Reverté.  Carranza V., M. (2015). Fundamentos de Biología. Costarica: Heredia.  Chang, R., & College, W. (2002). Química. Séptima Ed. Mexico: McGraw- Hill.  Correa, R., Fernández, T., Rodríguez, I., & Alcántara, D. (2014). Comportamiento microestructural de una aleación TI-6 AL-4V empleada en pulpa lixiviada. Ingeniería Mecánica, 17(1). Obtenido de http://scielo.sld.cu/...  De Waard, C. &. (1993). Prediction of CO2 Corrosion of Carbon Steel. NACE International, Paper N° 9.
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