CORROSION BASICA.pdf

UNIVERSIDAD
JUÁREZ
AUTÓNOMA
DE
TABASCO

DIVISIÓN
ACADÉMICA
DE
CIENCIAS
BÁSICAS

DR.
DURVEL
DE
LA
CRUZ
ROMERO

PROFESOR-‐INVESTIGADOR
DE
LA
DACB-‐UJAT

CORROSIÓN
BÁSICA:
PREVENCIÓN
Y
CONTROL

PRESENTACIÓN

Este
material
ha
sido
diseñado
para
proporcionar
a

los
estudiantes
de
la
Lic.
en
Química
una
aplicación

de
los
fundamentos
básicos
en
la
corrosión,

mecanismos,
métodos
de
prevención
y
control,
así

como
el

monitoreo
e
inspección
como
elementos

clave
para
el
desarrollo
en
las
inspección
y

mantenimiento
de
ductos
que
manejan
ﬂuidos
que

pueden
causar
corrosión
o
están
expuestos
a

ambientes
corrosivos.

CONTENIDO:
CORROSIÓN
BÁSICA-‐PREVENCIÓN
Y
CONTROL

MODULO I. Introducción a la CorrosiónIntroducción a la Corrosión

MODULO II. Factores que Afectan la Velocidad de CorrosiónFactores que Afectan la
Velocidad de Corrosión

MODULO III. Mecanismos de Corrosión

MODULO IV. Métodos de Prevención y ControlMétodos de Prevención y Control

MODULO V. Técnicas de Monitoreo e InspecciónTécnicas de Monitoreo e Inspección

CONTENIDO:
CORROSIÓN
Y
CONTROL

MODULO I. Principios Básicos de la CorrosiónPrincipios Básicos de la Corrosión

Introducción

Definición de Corrosión (NACE)

Bases de Electroquímica y Termodinámica

Ejemplos Comunes de Corrosión

Formas de Corrosión

INTRODUCCIÓN
A
LA
CORROSIÓN

Mantenimiento

Excesivo/Reparación/Re

emplazo

Pérdida
de

Producción/Pérdida
deió

/Pé
did

d

Tiempo
por
Paros

Contaminación
y
Pérdida

de
Producto

d

E

INTRODUCCIÓN
A
LA
CORROSIÓN

Pérdida
de
Eﬁciencia
–

Sobredimensiones
y
Costos

por
Exceso
de
Energía

Accidentes

INTRODUCCIÓN
A
LA
CORROSIÓN

Incremento
de

Costos
de
Capital

–
Sobrediseño

C C Ó
INTRODUCCIÓN
A
LA
CORROSIÓN.
METALURGIA
EN
REVERSA

MINAS-EXTRACCIÓN DE
MINERALES DE HIERRO
(ÓXIDOS)
FUNDICIÓN Y
PURIFICACIÓN
ALEACIÓN
CONFORMADO

A
EENERIGÍA
VELESDE
NIV
(CONFORMADO)
INTRODUCCIÓN
A
LA
CORROSIÓN.
METALURGIA
EN
REVERSA

3 ENERGÍA MECÁNICA
2
ENERGÍA TÉRMICA
(ALEACIÓN)
1 MÍNIMA ENERGÍA
(ÓXIDO)
ÓXIDOS DE
HIERRO

ENERGÍA (( ))
ENERGÍA (e(e--))
INTRODUCCIÓN
A
LA
CORROSIÓN.
METALURGIA
EN
REVERSA

VELOCIDAD DE CORROSIÓN
SUMINISTRO DE ENERGÍA (ee--)) LIBERA ENERGÍA
FeO Fe Fe FeO
LA ENERGÍA QUE LIBERA
DURANTE EL PROCESO DE
CORROSIÓN ES MEDIBLE
POTENCIAL NATURAL Y
SE MIDE EN VOLTIOS
ES PROPORCIONAL AL DESGASTE DEL MATERIAL

CONTENIDO:
CORROSIÓN
Y
CONTROL

MODULO I. Principios Básicos de la CorrosiónPrincipios Básicos de la Corrosión

Introducción

Definición de la Corrosión

Bases de Electroquímica y Termodinámica

Ejemplos Comunes de Corrosión

Formas de Corrosión

CONDUCTOR
ELÉCTRONICO
CÁTODO ANODO
CONDUCTOR

IÓNICO

CELDA DE CORROSIÓN

í i
Unión metálica que permite el flujo de
electrones entre el ánodo al cátodo.

Electrodo de una celda electroquímica donde
ocurre la oxidación o reacción de corrosión o
anódica.

Electrodo de una celda electroquímica donde
ocurre la reducción o reacción catódica.
Electrolito conductor que contiene los
compuestos químicos disueltos, que se
disocian para formar iones.

SUPERFICIE

MATERIAL
ÁNODO CÁTODO ÁNODO CÁTODO ÁNODO CÁTODO ÁNODO
ee-- ee-- ee-- ee-- ee-- ee--
ZONAS ANÓDICAS Y CATÓDICAS
EN EL MISMO MATERIAL

La corrosión es un fenómeno
electroquímico

Un entendimiento de varios términos es muy
importante.

ÁÁtomos
Un átomo consiste en un
núcleo y electrones en órbita
alrededor de este núcleo. ElEl
núcleo está formado por
partículas con carga positiva
llamadas protones y partículas
neutras llamadas neutrones.

En
cualquier
átomo,
el
número
de
protones
es
igual
al
número
de

electrones.
Por
lo
tanto,
un
átomo
no
Xene
carga
eléctrica
neta.

lé t i
Iones

La pérdida o ganancia de electrones puede cargar un
átomo. Los átomos con carga eléctrica se llaman iones y
la carga de un átomo se conoce como el estado de
valencia. Un ion formado mediante ganancia de
electrones se llama anión y tiene carga negativa, ya que
la cantidad de electrones es mayor que la de protones. La
pérdida de electrones resulta en un ion con carga positiva
llamado catión.

Viajan por el electrolito.

Electrones
Los electrones son
partículas
negativa.
con carga

V
iajan por el metal.

h

i
l

á

d

Electrolito

Un

electrolito

es

un

líquido

que

conXene

iones.

Un

electrolito
puede
conducir
electricidad
mediante
el
flujo
de

iones.

Los

aniones

fluyen

hacia

el

ánodo

y

los

caXones

fluyen
hacia
el
cátodo.
Un
electrolito
puede
ser
altamente

conducXvo

debido

a

su

alto

contenido

de

iones

(agua

de

mar)

o

solo

medianamente

conducXvo

debido

a

su

bajo

contenido
de
iones
(agua
pura).

Voltaje

El voltaje (joule/coulomb), o potencial, es una fuerza
electromotriz o una diferencia de potencial expresada
en voltios. El voltaje es la energía que hace que las
cargas se muevan. Esta fuerza se mide en Voltios (V),
miliVoltios (mV).

Corriente

La corriente es la velocidad de flujo de cargas medida en
amperes. Generalmente la corriente se abrevia como
amps, miliamps o microamps. En corrosión se utilizan las
tres unidades.

La resistencia
La resistividad
Resistenciai

resistencia es la oposición que encuentra una carga al
moverse a través de un material. El ohm es la unidad que se
usa comúnmente en las mediciones de resistencia.

ResisXvidad

resistividad es la resistencia de un conductor de una
unidad de longitud y una unidad de área transversal. El
ísímbolo utilizado para resistividad es ρ.
La unidad que se usa comúnmente para medir la
resistividad de un electrolito es ohm-centímetro.

FF FF FF FF
Fe
Fe Fe
Fe
--
--
ELECTROLITO
ACERO
OO-‐-‐
OO-‐-‐

Fe Fe Fe Fe HH++ HH++ HH++ HH++
Fe ÁNODO

Fe Fe Fe
Fe++

Fe
IÓN
HIERRO

OH-
OH-
OH-
HH++
Fe

Fe
Fe

Fe
Fe

Fe
Fe

Fe OO-‐-‐

HH++ HH++
OO-‐-‐

HH++ HH++
Fe

Fe
Fe Fe
CÁTODO
Fe Fe
Fe

Fe HH++
OO-‐-‐

HH++ HH++
OH-
HH++

FF FF FF FF
OO-‐-‐

HH++ HH++ OO-‐-‐

Fe Fe Fe Fe
OH-
HH++ HH++
Fe

Fe

Fe

Fe
Fe

Fe

Fe

Fe
Fe

Fe

Fe

Fe
Fe

Fe

Fe
Fe++
OH-

HH++
Fe(OH)2

OO-‐-‐

OH-
HH++

OO-‐-‐

Fe

Fe
Fe

Fe
Fe

Fe
Fe

Fe
--
--
HH++
HH++
HH++

HH++
HH++

HH++
OO-‐-‐

HH++ HH++
H+ HH++

OH-

¿¿
¿DÓNDE
PODEMOS
ENCONTRAR
CORROSIÓN?

MATERIALES EXPUESTOS A
ATMÓSFERAS URBANAS

MATERIALES EXPUESTOS A
AMBIENTES MARINOS

FONDO DE TANQUES
ENTERRADOS
MATERIALES
ENTERRADOS

CORROSION
EN
LA
INDUSTRIA
DE
ALIMENTOS

FORMAS DE CORROSIÓN

LOCALIZADA

MORFOLOGÍA GENERAL
O
UNIFORME

GRIETA

DAÑO
LOCALIZADO

Pérdida

de

material

en

un

área

puntual

de

la

estructura.

PICADURA
(Daño
Localizado)

Perdida

de

metal

localizada

que

se

caracteriza

por

tener
un
Diámetro
de
daño
en
el
orden
del
espesor

de
pared
o
menos
y
una
Profundidad
que
es
menor
al

Espesor
de
Pared.

E

P

D

PICADURA
(Daño
Localizado)

DAÑO
LOCALIZADO

DIFÍCIL
DE
DETECTAR

DAÑO
GENERAL
O
UNIFORME

Pérdida
de
material
en
toda
el
área
expuesta
de

la
estructura.

DAÑO
GENERAL
O
UNIFORME

PÉRDIDA
DE

MATERIAL

TIPO

DE
CORROSIÓN

ES
PELIGROSA??

¿CUÁL
TIPO
DE
CORROSIÓN
ES
MÁSMÁS
PELIGROSA

LOCALIZADA

GRIETA

Hendidura
o
abertura
alargada,
sin
importar
la
profundidad,

en
la
pared
del
componente
o
en
soldaduras.

VISIBLE
A
SIMPLE
VISTA
VISIBLE
EN
MICRO
ESTRUCTURA

CONTENIDO:
CORROSIÓN
Y
CONTROL



MODULO III. Mecanismos de Corrosión



Universidad Juárez Autónoma de Tabasco
Convenio de Colaboración Académica

ÓÓ
PORCENTAJES DE DAÑOS POR
CORROSIÓN SEGÚN ZONA DE EXPOSICIÓN

Forma de corrosión que ocurre
con el contacto de la estructura
metálica
presente
con
en
la
la
humedad
atmosfera.
Ambientes marinos y ambientes
contaminados industrialmente
son más severos. Ambientes
rurales secos causan muy poca
corrosión.

de unmetal alal cuplarse
con otrometal más
metal alal cuplarse otro metal
metal más
Depende de diferencia depotencial entre
relación de composición delmedio..
Disolución de un metal cuplarse con otro más
noble.. Depende de lala diferencia de potencial entre los
metales, relación de áreaárea yy lala composición del medio

SERIE

GALVÁNICA

EN

AGUA

DE

MAR


Difeerenciadeeelevacióón

Diferencia
de
altura
causa
que
el
agua
ﬂuya

por un
por un
un conductor,
conductor expuestos
conductor, expuestos
conductor, ocurreataque preferencial
mientras que
mientras que corrosión del
corrosión delotro metal
otro metal
baja o sese detiene
completamente..
di i
di i
Los metales deben ser expuestos a
un mismo electrolito.
Cuando dos metales no similares son conectados
directamente por un conductor expuestos aa unun medio
eléctricamente conductor, ocurre ataque preferencial sobre
el metal anódico,anódico, mientras que lala corrosión del otro m
detiene completamente

Condiciones:
Deben estar presentes materiales no similares
electroquímicamente.

Estos metales deben estar en contacto eléctrico.

metales deben ser expuestos a un mismo electrolito.

Corrosión

de
conducción

principal
acero

por
conexión

de
una

derivación

derivación

de

de

cobre

cobre..

(b)

(b)

Disolución

Disolución

del

del

zinc

zinc

de

de

una

una

tubería

tubería

de

que

ha
conectada

aa

una

conducción

principal
acero..

(a)
Corrosión
de
unauna
conducción
principal
dede
acero
por
lala
conexió
¿Cuál Material se corroerá primero?una

galvanizado
que
ha
sidosido
conectada

una
conducción
principal
dede
a

Tornillo de acero
inoxidable y
platina de acero
aleado con
cadmio

ió d l fl id
Erosión: desgaste mecánico acelerado que destruye la superficie del
material como resultado del movimiento relativo o flujo que causa el
impacto de sólidos suspendidos, líquidos, vapor o cualquier
combinación de estos que pueda estar presente en el fluido circulante.
Corrosión-Erosión: daño acelerado producido por la acción
combinada de la corrosión que involucra la formación de películas de
productos de corrosión (Principalmente Magnetita) sobre la superficie
del material (proceso químico o electroquímico) en función de la
naturaleza del fluido y que son continuamente removidas por efecto de
la erosión (proceso físico-dinámico).

V(DESGASTE)

=

V(CORR)

+

V(EROSIÓN)

CORROSIÓN-‐EROSIÓNEROSIÓN

Es un
un tipoespecial deataque por
estancadas..
tipo especial de ataque por picaduras,
encontrándose en pequeñas cavidades con
soluciones estancadas

La biocorrosión de las superficies
metálicas (MIC) se debe
indirectamente a procesos
biológicos (metabólicos) como
consecuencia del desarrollo de
microorganismos que generan
compuestos capaces de
reaccionar directamente con el
metal a través de procesos
electroquímicos.

Los principales
protagonistas de este
proceso son aquellos
microorganismos
adheridos o sésiles
sobre las superficies a
través de formaciones
denominadas
biopelículas.

CORROSIÓN
POR
CO2

El CO2 es un gas ácido que se
disuelve en ambientes acuosos
para producir una reducción del
pH en el sistema, aumentando la
agresividad del medio. Por tanto
el pH varía con las cantidades de
CO2 disuelto. Las cantidades de
CO2 se incrementan con el
aumento de la fracción molar de
CO2 (XCO2) en fase gaseosa y
con el aumento de la presión
parcial de CO2

CORROSIÓN
POR
CO2

Etapa
I

El

CO2

se

disuelve

en

presencia

de

agua

ara

formar

acidod
carbónico,
el
cual
se
disocia
en
dos
etapas:
la
formación
de
iones

bicarbonatos
y
la
subsiguiente
formación
de
iones
carbonatos,

CO2
+
H2O

→
H2CO3

H2CO3

→
H

+

HCO3-‐

HCO3-‐
→
CO3=

+

H+

Etapa
22

En

esta

etapa

ocurren

dos

reacciones

simultáneamente:

la

disolución
del
hierro
en
la
interfase
metal/electrolito,

Fe

→
Fe+2

+

2e-‐

y
la
combinación
de
los
electrones
producidos
durante
la
reacción

con
el

ión

bicarbonato
producido

en

la

ecuación,

también

en

la

interfase
metal/electrolito,

2HCO3-‐

+
2e
→

H2

+

2CO
=

Etapa
3

Fe+2

+
CO3=
→
FeCO3

“Diplomado en Inspección y Mantenimiento de Ductos”

CORROSIÓN

POR
CO2

HH22S
S + HO + e--
HS- + H
HS + H
O + e-- H++ S HS
+ S== + HS
Fe++ + 2e--
Fe++
++ + 2e+ 2H++ + S
CORROSIÓN
POR
H2S

La reacción que ocurre es lala
siguiente::

Fe + H2SS

+ H22O + e

+ H22O + e

Fe ++ + 2e
FeS + 2H

HS- + H+ H22OO

+ HS- ++ HH22OO
+ 2e-- + 2H + S== FeS + 2H

pa a o o écu as de
Ampollamiento por Hidrógeno (Hydrogen Blistering)

Las ampollas resultan de los átomos de hidrogeno formados
durante los procesos de corrosión con el sulfuro sobre la
superficie del acero, que logra difundir dentro del acero,
hasta encontrar una discontinuidad en el acero como una
inclusión o laminación. Los átomos de hidrógeno se
combinan para formar lécu as de hid óge o que quedan
retenidas en la discontinuidad aumentando la presión hasta
un punto donde ocurre la deformación local y forma la
ampolla (blister). El ampollamiento resulta del hidrógeno
generado por corrosión y no por el hidrógeno gas de la
corriente de proceso.

Hid ó (H d
CORROSIÓN
POR
H2S

Ampollamiento por Hidrógeno (Hydrogen
Blistering)

Agrietamiento
Cracking /HIC)
Inducido por Hidrógeno (Hydrogen Induced
Las ampollas por hidrógeno se pueden formar a diferentes
profundidades de la superficie del acero, en el centro de la placa o
cerca de una soldadura. En algunos casos, las ampollas vecinas o
adyacentes que están en profundidades ligeramente diferentes
(planos) pueden desarrollar grietas que las comunican. La
interconexión de las grietas entre las ampollas tienen un aspecto en
forma de escalera, y así HIC es algunas veces referida como
"agrietamiento paso a paso".

Agrietamiento
Cracking /HIC)
Inducido por Hidrógeno (Hydrogen Induced

Agrietamiento Inducido por Hidrógeno Orientado por Tensión
Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking (SOHIC)

SOHIC es similar a la de HIC, pero es una forma potencialmente más
dañina de grietas que aparece como matrices de grietas apiladas una
encima de otra. El resultado es un agrietamiento-transversal del espesor
que es perpendicular a la superficie y está impulsado por los altos
niveles de tensión (residual o aplicada). Suelen aparecer en la base de
metal adyacente a la zona afectada por el calor de soldadura donde
inician de HIC o defectos de grietas incluyendo agrietamiento por
tensión de sulfuro.

Agrietamiento Inducido por Hidrógeno Orientado por Tensión
Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking (SOHIC)

CO2/H2S

>
500
DOMINA
CORROSIÓN
POR
CO2

500

>
CO2/H2S
>
200
CORROSIÓN
MIXTA

CO2/H2S
<
200
DOMINA
CORROSIÓN
POR
H2S

AGUA /SALES
DISUELTAS
MICRO-VACANTE
SALES
CONCENTRADAS
MEDIO AMBIENTE HÚMEDO

BANDAS DE NEOPRENO (BARRERA)

INTERFASE (METAL-RECUBRIMIENTO)

SUSTRATO METÁLICO

INTERNA

EXTERNA
FLUIDO
DE
EXPOSICIÓN

MATERIAL
DEL
DUCTO

CONDICIONES
DE
OPERACIÓN

MEDIO
AMBIENTE

MATERIAL
DEL
DUCTO

CONDICIONES
DE
OPERACIÓN

ENTERRADOS
(SUELOS)
SUMERGIDOS
AGUA DULDE Y SALADA
AÉREOS
ATMÓSFERA

INTERFASE SUELO--AIRE INTERFASE AGUA--AIRE

AGU FLUIDOS CORROSIVOS
ÁCIDOS Y BASES
PETROLEO Y
DERIVADOS

PROCESO NATURAL
ESPERADO

EVALUADO Y CLASIFICADO

CONTROLADO A TIEMPO

IRREVERSIBLE

INSPECCIÓN Y MONITOREO
CONTINUO

CONDUCTOR
ELÉCTRONICO
CÁTODO ANODO
CONDUCTOR

IÓNICO

MÉTODOS DE PREVENCIÓN Y CONTROL

SELECCIÓN DE
MATERIALES
DISEÑO

PRIMERA
BARRERA

FORMAS O
GEOMETRÍA

ESPESORES POR
CORROSIÓN

SELECCIÓN DE MATERIALES METÁLICAS

SELECCIÓN DE MATERIALES NO METÁLICOS
FLUOROPLÁSTICOS Y
TERMOPLÁSTICOS

COMPUESTOS (FRP)


FORMAS O GEOMETRÍA

SIMULACIÓN


ESPESORES POR CORROSIÓN

CORROSIÓN ALLOWANCE

Espesor
por
condiciones
de
P
y
T

Espesor
por
Erosión

Espesor
por

Corrosión

PRE

EVALAUCIÓN

PRE-‐EVALAUCIÓN

ESTRATEGIAS
PARA
LA
GESTIÓN
DE
CORROSIÓN


SISTEMAS
DE
PREVENCIÓN
Y
CONTROL
DE
CORROSIÓN
(SPCC)

POR
CORROSIÓN
INTERNA

TRATAMIENTO
QUÍMICO

REVESTIMIENTOS

PROTECCIÓN
CATÓDICA

LIMPIEZA
MECÁNICA
Y/O
QUÍMICA

POR
CORROSIÓN
EXTERNA

RECUBRIMIENTOS

PROTECCIÓN
CATÓDICA

USO
DE
MATERIALES

ADECUADOS

i

i
di

i

id

Uno
de
los
métodos
mas
uXlizados
para

el
mantenimiento
prevenXvo
dirigido
a

minimizar

o

controlar

la

corrosión

interna
en
tuberías
y/o
recipientes,
es:

Tratar

al

ambiente

corrosivo

con

productos

químicos

que

alteren

o

modiﬁquen

la

celda

de

corrosión

electroquímica

eliminando

alguno

de

los

elementos

fundamentales:

ánodo

y/o

cátodo

y/o

conductor

óiónico.

CONDUCTOR

ELÉCTRONICO

CÁTODO
ANODO

CONDUCTOR

IÓNICO

Según
API
570:09
los
Puntos
de
inyección
están
localizados
donde
se

requiere

la

incorporación

o

adición

de

químicos

o

adiXvos
a

la

corriente

de

proceso.

Inhibidores

de

Corrosión,

Neutralizantes,

biocidas,
AnX-‐Incrustantes,
De-‐mulsiﬁcantes,
Secuestrantes,

CáusXcos
y
cualquier
otro
producto
formulado
.

Sistemas de inyección de inhibidores en ductos
existentes y/o nuevos

Se
deben
instalar
los
niples
de
inyección
de
acuerdo
con
las
condiciones

de
campo,
se
deben
instalar
en
el
origen
del
ducto
o
tramo,
para
el
caso

de
ductos
con
longitudes
mayores
al
alcance
de
protección
que
se
aplique

desde

l
origen
de

ﬂujo,

be
considerarse
una
re
nyección
para
protegerl

la
totalidad
del
ducto
o
tramo.

típico con Quill
Punto dede Inyección
con Quill--Líneas
de Líquido
AA

l

d

Los

Sistemas

de

Inyección

de

Químicos

varían

en

diseño

y

operación.

Tanque

Producto

de
Almacenamiento
del

Sistema
de
Inyección
(Bombas)

DisposiXvo
de
Medición

Controlador
de
Flujo

Conexión
a
Tubería

Tuberías
y
Conexiones

NACE
SP0106:06

Inhibidores
Anódicos

Inhibidores
Catódicos

Inhibidores
Mixtos

Inhibidores
de
Adsorción

Clasiﬁcación

de
los

Inhibidores

Inhibidores
Orgánicos

Inhibidores
Inorgánicos

Fase
de
Vapor,
en

Soluciones
Alcalinas,
para
Agua
de

Enfriamiento,
para
Agua
de

Calderas,

para
Agua
Potable,
para

AnXcongelantes,
para
Pinturas,

para
Productos
Petrolíferos,

para

Grasa
y
Aceites
Lubricantes,

para

Aceite
de
Corte,

para
Acero
de

Refuerzo

EFICIENCIA
DEL
INHIBIDOR

=

CRo

-‐

CRINH

CRo

X
100

CRinh = velocidad de corrosión en presencia del inhibidor.
CRo = velocidad de corrosión en ausencia del inhibidor.

Tiempo
Inyectando
(sin
paros)

EFICIENCIA
DE
INYECCIÓN
=
X
100

Tiempo
Esperado
de

Inyección
conXnua

Para
que
los
inhibidores
de
corrosión
sean
efecXvos,
se
requiere
q

ductos

transporte

y

distribución

de

ﬂuidos

mantengan

un

nivel

de

limpieza

interior

aceptable,
para
lo
cual
es
necesario
establecer
un
programa
de
limpieza
interior
en

forma
periódica.


RECUBRIMIENTOS PROTECTORES

En la mayoría de los programas de control de
corrosión, los recubrimientos constituyen la
estrategia principal. Sin embargo, no son perfectos

ALGUNOS TIPOS DE RECUBRIMIENTOS.
#

1
2
3
4
5
6
7
8
9
SISTEMA
GENÉRICO

Tricapa Polipropileno
Tricapa Polietileno
Epóxicos en Polvo Adheridos por Fusión
Epóxicos Líquidos de Altos Sólidos
Cintas de Poliolefinas
Cintas y Mangas Termocontráctiles
Ceras
Poliuretanos
Brea de Alquitrán de Hulla

Tuberías
Enterradas
o
Sumergidas

TIPOS DE AMBIENTE DE EXPOSICIÓN.
#

1

2
AMBIENTE
Y
CONDICIONES
DE
EXPOSICIÓN

Ambiente Seco (HR promedio anual menor a 60 %).

Ambiente Húmedo con Salinidad (HR
mayor
a
60
%,
con
brisa
marina,
así
como

los
que
se
localizan
a
una
distancia
de
10
kilómetros
Costa
Adentro.

3 Ambiente Húmedo con o sin Salinidad y Derivados de Azufre (El

que

4

5

6

7

8
predomina

en

los

Complejos

Petroquímicos,

Reﬁnerías

y

Zonas

hasta

10

kilómetros
a
su
alrededor,
con
condiciones
de
salinidad
y
gases
ácidos.

Ambientes Marinos

Interior de Tanques de Almacenamiento y Recipiente

Temperatura Moderada desde 60 a 260 oC

Temperatura Moderada desde 260 a 560 oC

Zona de Mareas y Oleajes

#

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11
SISTEMA
GENÉRICO

Inorgánico Rico en Zinc (actúa como ánodo de sacrificio)

Epóxicos Poliamida de dos Componentes

Epóxicos o Poliuretano Anticorrosivo 100% Sólidos

Epóxicos Catalizado de Altos Sólidos de Dos Componentes

Epóxicos 100% Sólidos de dos Componentes (Inmersión, Interior de Tanques de Agua)

Epóxicos Ricos en Zinc

Epóxicos Catalizado y de Poliuretano o Elastomérico de A. Sólidos

Epóxicos Catalizado Poliamida de Dos Componentes de Altos Sólidos

Poliuretano Acrílico Alifáti de Dos Componen es (R isten UV)t A íli Alifáti d D C

Epóxicos Catalizado Aducto-Amina de Dos Componentes de Altos Sólidos

Epóxicos o Acrílico Polioxano de dos Componentes A. Sólidos de Alta Resistencia

Tuberías Superficiales e Interiores de Tanques

j )
#

1

2

3

4

5

6

7
SISTEMA
GENÉRICO

A Base de Resina Acrílica Siliconizada con Pigmento de Aluminio (80 a 260 oC)

A Base de Resina de Silicón con Pigmento de Aluminio (260 a 560 oC)

Epóxicos 100% Sólidos de dos o tres Componentes (Marea y Oleaje)

Epóxicos Fenolico de Dos Componntes

Acabado Poliuretano o Epóxico Elastomérico Antiderrapande de dos Compentes

Acabado Polisiloxano de Dos Componentes (400 a 600 oC)

Acabado Polisiloxano de Dos Componentes (80 a 400 oC)

Tuberías Superficiales e Interiores de Tanques

i

i

Adhesión
y
Resistencia
al
Desprendimiento

Habilidad

de

un

recubrimiento

para

actuar

como

barrera

de

los

efectos

de

la

humedad.

Materiales

con

buenas

propiedades

adhesivas
son
menos

fectados
por
el
movim
ento

sue

,
como:

expansión

y

contracción

durante

períodos

secos

y

húmedos

o

de

congelamiento
y
descongelamiento.

Adhesión
y
Resistencia
al
Desprendimiento

Desprendimiento
del

recubrimiento
por
la
acción
de

los
movimientos
del
suelo

Adhesión
y
Resistencia
al
Desprendimiento

Materiales

con

excelentes

propiedades

adhesivas,

no

permiten

e
desarrollo

de

celdas

de

corrosión

en

la

interface

Recubrimiento-‐
Tubería.

Adhesión
y
Resistencia
al
Desprendimiento

Recubrimientos
con
buena
adhesión
generalmente
también

Xenen
buena
resistencia
al
Desprendimiento
Catódico.

Adhesión
y
Resistencia
al
Desprendimiento

Cintas
de
PolieXleno
Desprendido

iente

odeCorr

uerimient

Requ

INICIODE

DESPRENDIMIENTO

d

d
d

f
d

l
b

í

Adhesión
y
Resistencia
al
Desprendimiento

Recubrimientos
desprendidos
en
diferentes
zonas,
generan
áreas
de
la
tuberías

adicionales
que
requieren
protección
catódica
(permiten
el
paso
de
corriente).
El

impacto:

Permeabilidad
al
Agua

Todos

los

recubrimientos

son

permeables

y

Xenen

microporos

y

ﬁsuras

que

eventualmente
permiten
el
ingreso
del
agua
hacia
el
sustrato.

Control de Corrosión Externa de Ductos NACE International Publication 6A100

Permeabilidad
al
Agua

La
entrada
de
agua
dentro
del
recubrimiento
puede
resultar
en
el

desprendimiento
en
las
zonas
con
poca
o
deﬁciente
adhesión
del

sistema.


T

b

í

R

b

i

i

6 100
Permeabilidad
al
Agua

En

la

interface

Tubería-‐Recubrimiento

Desprendido

con

agua

y

otros

contaminantes

ocurrirá

corrosión,

sobre

todo

si

no

existe

protección

catódica

o

si

el

recubrimiento

Xene

propiedades

dieléctricas.


Permeabilidad
al
Agua

Daños
por
corrosión
localizada
en
la
zona
de
solape
de
cinta

Aislante
Eléctrico

Todos

los

recubrimientos

Xenen

variaciones

en

sus

propiedades
di-‐eléctricas
que
reducen
la
tendencia
del

electrolito

a

completar

el

circuito

eléctrico

entre

los

siXos

anódicos

y

catódicos

adyacentes

sobre

un

sustrato
metálico,
lo
que
se
traduce
en
una
miXgación

de
la
corrosión.

Apantalladores
de
PC/Desprendimiento

Recubrimientos

que

poseen

buen

desempeño

como

aislantes

eléctricos
o
propiedades
dieléctricas,
pueden
desprenderse
y
servir

de
barreras
(apantallamien
o)

la
corr

t

de
PC.(

t

ll

i

t

)

Protección
Catódica

Ipc

Recubrimiento
Di-‐Eléctrico

Esfuerzos

Ampolla
Recubrimiento

Ducto

Apantalladores
de
PC/Desprendimiento

Daños
Localizados
después

de
remoción
del

recubrimiento

Apantalladores
de
PC/Desprendimiento

Tensiones
residuales
y
Cambios
micro
estructurales,

Contacto

con

el

medio

(agua,

suelo,

Gases

Disueltos,

Bacterias)

en

el

espacio

entre
el
recubrimiento
y
la
soldadura
longitudinal

Apantallamiento

Apantalladores
de
PC/Desprendimiento

t

e

o

(
apa

ta

a

e

to

a
Ipc))

Apantalladores
de
PC/Desprendimiento

Estas
zonas
pueden
permiXr
la
entrada
de
agua
y
si
el
recubrimiento

es
de
Xpo
Cinta
de
PoliEXleno
(PE)
puede
ocurrir
apa

tallami

nto

PC
y
permiXr
corrosión
y
posterior
agrietamiento.

Apantallamiento

Corriente
de
Protección

Catódica
(Ipc

Ducto

Suelo

En
caso
de
desprenderse,
los
recubrimientos
deben
ser
capaces
de

permiXr
el
paso
de
corriente
de
protección
Catódica,
con
el
ﬁn
de

prevenir
la
corrosión.

Apantalladores
de
PC/Desprendimiento

FBE

COATINGS USED IN CONJUNCTION WITH CATHODIC PROTECTION - “FAIL SAFE”“FAIL SAFE”“FAIL SAFE” PIPELINE COATING
By Richard NorsworthyNorsworthy/Lone Star Corrosion Services

Apantalladores
de
PC/Desprendimiento

Al
remover
el
recubrimiento
desprendido
no
deben
encontrarse
daños
por
corrosión

cuando
existe
PC
adecuada

Abrasión
e
Impacto

Resistentes

a

daños

por

golpes

durante

el

manejo,

almacenamiento

e

instalación.

Existen

compañías

que

asumen

áreas

desnudas

para

recubrimiento

nuevos

de

5%.

ió

d

l

d
t

l

Temperatura/DucXlidad

Los

recubrimientos

deben

tener

suﬁciente

ducXlidad

como

para

resisXr

el

agrietamiento

en

el

rango

de

temperatura

esperado

de

operación
del
ducto,
instalación,
manejo,
etc.

p

p

Degradación

Algunos

recubrimientos

bajo

ciertas

circunstancias

modiﬁcan

sus

propiedades,
dependiendo
del
medio
que
los
rodea.

Degradación

Algunas

veces

pueden

ser

uXlizados

como

fuente

d

alimento

por

lgunos

microorganismos.

MANGA
DESPRENDIDA
DESPLAZADA

TECNOLOGÍA
TRICAPA

El
Sistema
de
Recubrimiento
con

Polipropileno
es
uXlizado
para

temperaturas
hasta
248°F
(120
C).
El
Recubrimiento
de
PolieXleno
es

adecuado
para
temperaturas
entre

-‐40°F
y
176°F
(-‐40°C
y
80°C).

REVESTIMIENTO INTERNO CON PEAD

REVESTIMIENTO INTERNO CON FBE

La
Principal
Ventaja
que
ofrece
el
FBE

sobre
otros
recubrimientos
es
que

permite

alcanzar

diferentes

niveles

de

espesor
en
una
sola
operación.

Reduce
Fricción
y
Turbulencia

incrementado
la
eﬁciencia
de
ﬂujo.

Pequeños
diámetros.

d

d
d

l

d

Que esperamos de un Sistema de Recubrimiento

EfecXvo
como
Aislante
Eléctrico

Resistente
a
la
Entrada
de
Humedad

Buena
Adhesión
sobre
la
Superﬁcie
del
Ducto

Aplicado
con
métodos
que
no
generen
efectos
adversos

a
las
propied

es
del

ucto

Aplicado
con
un
mínimo
de
defectos

NACE
SP0169-‐2007

Control
of
External
Corrosion
on
Underground
or
Submerged
Metallic
Piping
Systems

Que esperamos de un Sistema de Recubrimiento
Habilidad
para
ResisXr
Daños
durante
el
manejo,

almacenamiento
e
instalación

Resistencia
al
Desprendimiento

Resistencia
a
la
degradación
química

Fácil
de
Reparar

Que
mantenga
sus
propiedades
|sicas
en
el
Xempo

No
tóxico
al
Ambiente

NACE
SP0169-‐2007

Control
of
External
Corrosion
on
Underground
or
Submerged
Metallic
Piping
Systems

CORROSIÓN
EXTERNA:
TUBERÍAS
DE
LÍNEA
SUMERGIDAS
O
ENTERRADAS-‐

NUEVAS
INSTALACIONES
SIN
PC

RECUBRIMIENTO

PROTECTOR
EFECTIVO

++

PROTECCIÓN

CATÓDICA

+

DRENAJES
EN
ZONAS
DE
CORRIENTES

DE
INTERFERENCIA
O
PARÁSITAS

TEORÍA

CONDUCTOR
ELÉCTRONICO
ANODO
CÁTODO
CONDUCTOR

IÓNICO

.5
.6
.65
.6
.58

TEORÍA

Potenciales

Naturales

MiXgaciónn
de

La
Corrosión

-‐
5

-‐.58

-‐.6

-‐.65

-‐.7

-‐
6

-‐.6

-‐.6

-‐.65

-‐.7

-‐
65

-‐.65

-‐.65

-‐.65

-‐.7

-‐
6

-‐.6

-‐.6

-‐.65

-‐.7

-‐.7

-‐.7

-‐.7

-‐.7

-‐.7

-‐
58

-‐.58

-‐.6

-‐.65

-‐.7

QQ
LO QUE
LO QUE
Protección
Catódica

QUE PUEDO PROTEGER
CATÓDICAMENTE

SOLO LO QUE ESTÁ
EN CONTACTO CON
EL AGUA

ánodos

galvánico

ánodos

galvánico

corriente

impresa

corriente

impresa

TIPOS
DE
SISTEMAS
DE
PROTECCIÓN
CATÓDICA

Sistema
dede
ánodos
galvánico

Sistema
dede
corriente
impresa

SiSi
de

ánodos
l

á

i

l

á

i

l

á

i
(

d
iﬁ

i

)

h

d

b
i

X

l

á

i

Sistema
dedd

áánodos
galvánico

La
protección
catódica
galvánica
(o
de
sacriﬁcio)
hace

uso
prácXco
de
la
corrosión
de
metales
diversos.
Es

importante
recordar
que
debe
exisXr
una
diferencia

de

potencial,

o

potencial

impulsor

entre

un

ánodo

galvánico
y
la
estructura
a
proteger.

ánodos

galvánico

CATODICAMENTE POR
OTRO SIEMPRE CUANDO SEA
ACTIVO ENESE MEDIO
Sistema
dede
ánodos
galvánico

VELOCIDAD DE CORROSIÓN

MAGNESIO
ALUMINIO

ZINC
TODO MATERIAL PUEDE SER CROMO
PROTEGIDO CATODICAMENTE POR
SIEMPRE YY CUANDO SEA
MAS ACTIVO EN ESE MEDIO
HIERRO
ORO

QUE SE
ÁNODO GALVÁNICO

ENGAÑAR A LA NATURALEZA
SE CONECTA SE CORROA SOLDADO,
UN MATERIAL

A LA ESTRUCTURAESTRUCTURA
A PROTEGER
MAS RÁPIDO APERNADO

DE CUALQUIER
FORMA

ánodos

galvánico

ánodos

galvánico

Sistema
dede
ánodos
galvánico

EL
METAL
NO
DEBE
DESARROLLAR
PELÍCULAS
PASIVANTES
U

OBSTRUCTORAS.

ÁÁNODOS
DE
CINC

PASIVADOS

ánodos

galvánico

A.h/Kg.

Sistema
dede
ánodos
galvánico

PROPIEDAD
QUE
DEBE
REUNIR
UN
MATERIAL
PARA
SER

UTILIZADO
COMO
ANODO
DE
SACRIFICIO

EL
METAL
DEBE
TENER
UN
ELEVADO
RENDIMIENTO
ELÉCTRICO
ENEN
A.h/Kg.

ánodos

galvánico

EN

SU

SU

PROCESO
DISOLUCIÓN

ANÓDICA,
CORROSIÓN

DEBERÁ
UNIFORME..

Sistema
dede
ánodos
galvánico

PROCESO
DEDE
DISOLUCIÓN
ANÓDICA,
LALA
CORROSIÓN
DEBERÁ
SERSER
UNIFORME

ánodos

galvánico

gg

Sistema
dede
ánodos
galvánico

ánodos

galvánico

ánodos

galvánico

Sistema
dede
ánodos
galvánico

En
ductos
enterrados
se
uXliza
un
relleno
químico
para
prevenir
el
efecto
de

corrosión
localizada
por
efecto
de
las
irregularidades
del
suelo

ánodos

galvánico

ánodos

galvánico

EL

METAL

DEBE

SER
ADQUISICIÓN

YY

DEBE

PODER

FUNDIRSE

FORMAS

YY

TAMAÑOS

ÑÑ

Sistema
dede
ánodos
galvánico

METAL

DEBE

SER

DEDE

FÁCILFÁCIL

ADQUISICIÓN

DEBE

PODER

FUNDIRSE

E
DIFERENTES
FORMAS

TAMAÑOS..

ánodos

galvánico

Sistema
dede
ánodos
galvánico

ánodos

galvánico

ánodos

galvánico

EL

METAL

DEBE

TENER
COSTO

BAJO

PARA

ASEGURAR

UNA

BUENA

PROTECCIÓN

AA

UN

POR

A/año

Sistema
dede
ánodos
galvánico

METAL
DEBE
TENER
UNUN
COSTO
BAJO
PARA
ASEGURAR
UNA
BUENA
PROTECCIÓN

UN

COSTO
POR
A/año..

de

un

Sistema

de

Elementos

de

un

Sistema

de

ánodos

galvánico

corriente

relaXvamente

pequeña..

electrolitos

de
resisXvidad..

estructura..

Aplicación
de
los
Sistemas
de
Ánodos
Galvánicos

·Cuando
se
requiererequiere
unauna
corriente
relaXvamente
pequeñ

·Normalmente
restringidorestringido
aa
electrolitos
de
bajabaja
resis
·Para
suministrar
protección
catódica
aa
una
porción

determinada
dede
lala
estructura

ASCENDENTE

TRAPEZOIDAL
DE

Zn

CAMA
COLGANTE
DE

ÁNODOS
DE
Mg

BRAZALETE
DE

Zn

CAMA
DE
ÁNODOS
DE

Zn
O
Mg

HORIZONTAL

pp

En

sistemas
metal

desnudo

metal

desnudo
pobremente

revesXdo

pobremente

revesXdo,

revesXdo,

en

en

los

en

los

completa

sería

poco

prácXca

desde

elel

punto

de

vista

del

costo

Aplicación
de
los
Sistemas
de
Ánodos
Galvánicos

sistemas
dede
metal
desnudo
oo
pobremente
revesXdo

en
los
queque
lala
prote
catódica
completa
sería
poco
prácXca
desde

punto
de
vista
del
costo..

en

las
pantalla

eléctrica

shielding))

impide
distribución

efecXva

sistemas

de

corriente

impresa

lejanos..

Aplicación
de
los
Sistemas
de
Ánodos
Galvánicos

Zonas

en

las

queque

lala

pantalla

eléctrica

((elec
impide

lala

distribución

efecXva

dede

corriente
desde
sistemas
de
corriente
impresa
lejanos

ÁÁ

Aplicación
de
los
Sistemas
de
Ánodos
Galvánicos

En
casos
de
interferencia
catódica,
si
las
condiciones

lo

permiten,

pueden

instalarse
ánodos

galvánicos

en

el
punto
de
descarga
de
la
línea
ajena
para
reverXr
la

corriente
de
interferencia.

Aplicación
de
los
Sistemas
de
Ánodos
Galvánicos

Ventajas
de
los
Ánodos
Galvánicos

No
se
necesita
una
fuente
externa
de
energía.

Pocos
requerimientos
de
mantenimiento.

Debido

a

que

el

drenaje

de

corriente

es

bajo,

hay

poca

o

ninguna

probabilidad

de

interferencia

por

corrientes
vagabundas.

jj

g

g

Ventajas
de
los
Ánodos
Galvánicos

Fáciles
de
instalar.

En

la

mayoría

de

los

casos,

es

fácil

agregar

más
ánodos.

Suministran

una

distribución

de

corriente

uniforme.

jj

Ventajas
de
los
Ánodos
Galvánicos

Limitaciones
de
los
Ánodos
Galvánicos

Poco
drenaje
de
corriente
y
potencial
de
salida

bajo.

Por
lo
general,
para
estructuras
mal
revesXdas

se
requieren
muchos
ánodos.

Pueden

no

ser

efecXvos

en

medios

de

alta

resisXvidad.

consumo)..

))

á

odos

gastados

Limitaciones
de
los
Ánodos
Galvánicos

El
costo
por
ampere
es
más
elevado
que

en

los
sistemas
por
corriente
impresa,
debido
a

la
menor
eﬁcienc

(autoﬁ

i

i

(((auto-‐-‐consumo

Puede

resultar

di|cil

y/o

costoso

reponer

ánodos
gastados.

bajo

potencial

Componentes
de
los
Sistemas
Galvánicos

Ánodos

MAGNESIO

Los

ánodos

de

magnesio

están

disponibles

en

dos

Xpos

de

aleación:

una

de

altoalto

potencialpotencial,

con

un

potencial

de
nominal
de
–1.75
V
con
respecto
a
un
electrodo
de
referencia
de

cobre/sulfato
de
cobre,
y
una
aleación
de
bajo
potencial
con
un

potencial

de

corrosión

nominal

de

–1.55

V

con

respecto

a

un

electrodo
de
referencia
de
cobre/sulfato
de
cobre.

Generalmente,
el
magnesio
se
usa
en
suelos
y
agua
dulce.

Componentes
de
los
Sistemas
Galvánicos

MAGNESIO

l

d

l
ió

d

Componentes
de
los
Sistemas
GalvánicoscGalvánicos

Ánodos

ZINC

Los
ánodos
de
zinc
también
vienen
en
dos
versiones,
una
para
uso
en
suelos

y

otra

para

aplicaciones

maríXmas.

El

zinc

puede

ser

suscepXble

de

una

corrosión

intergranular

muy

rápida

a

temperaturas

mayores

que

120°F

(49°C).

A
temperaturas
mayores
que
130°F
(54°C),
especialmente
en
presencia
de

carbonatos,

el

zinc

puede

pasivarse,

y

el

potencial

de

la

película

pasiva

puede
ser
más
noble
que
el
del
acero,
resultando
en
la
corrosión
de
este

úlXmo.

Componentes
de
los
Sistemas
GalvánicoscGalvánicos

ALUMINIO

Los
ánodos
de
aluminio
se
usan
principalmente
en
aplicaciones
maríXmas

y
existen
diversas
aleaciones;
las
más
comunes
son
las
aleaciones
con

mercurio
e
indio.

Es
preferible
usar
aluminio
en
las
aplicaciones
maríXmas
porque
Xene
una

velocidad
de
consumo
mucho
menor
que
la
del
zinc
o
el
magnesio.

Los
ánodos
de
aluminio
no
se
usan
en
agua
dulce,
salvo
como
ánodos
de

corriente
impresa.
No
se
uXlizan
en
aplicaciones
enterradas.

Aplicación
de
Ánodos
de
Al/Zn
por

Termorociado

ánodos

galvánico

Sistema
dede
ánodos
galvánico

MAGNESIO

ALUMINIO
SUELO

AGUA SALADA
ZINC AGUA DULCE Y SALDA

ánodos

galvánico

Sistema
dede
ánodos
galvánico

ALEACIÓN

EFICIENCIA (%)

RENDIMIENTO
(AMP/LB.AÑO)

POTENCIAL (V)
ZINC

95

778

--1,1
MAGNESIO

50 A 65

1102

--1,6
ALUMINIO

95

2817

--1,1

l

d

t

Especiﬁcaciones
para
Sistemas
de
Ánodos

Galvánicos

En
suelos,
el
tamaño
y
forma
de
los
ánodos
depende
más
bien

de
la
resisXvidad
del
suelo,
el
requerimiento
de
corriente
y
otras

condiciones,

que

no

se

relacionan

con

el

tamaño

de

la

estructura.
Estos
ánodos
están
equipados
con
un
cable
aislado

para
realizar
la
conexión
eléctrica.
De
esta
forma,
la
separación

entre
el
ánodo
y
la
estructura
la
determina
el
operador.

Otro

componente

requerido

para

la

aplicación

en

suelos

es

el

relleno
químico
(backﬁll).

Especiﬁcaciones
para
Sistemas
de
Ánodos

Galvánicos

Relleno

Químico
Backfill))

Backfill))

Especificaciones
para
Sistemas
de
Ánodos

Galvánicos

Químico
((Backfill

El

relleno

químico

que

se

usa

con

los

ánodos

galvánicos
consiste
en
un
75%
de
yeso
(CaSO4),
20%

de

bentonita

y

5%

de

sulfato

de

sodio.

El

relleno

químico
que
rodea
a
los
ánodos
de
magnesio
y
zinc,

provee

un

medio

uniforme

que

reduce

el

auto-‐

consumo
del
ánodo.

Relleno

Químico
Backfill))

Backfill))

Químico
((Backfill

Relleno

Químico
Backfill))

Backfill))

Los

ánodos

ánodos

galvánicos

galvánicos

pueden

pueden

comprarse

desnudos

oo

pre

con

su

su

relleno

químico

SiSi

no

químico..

SiSi

no

están

pre

están

pre

pre-‐-‐empacados

empacados

con

empacados

con

especial,

este

relleno

debe

colocarse

durante
instalación..

Químico
((Backfill

comprarse
desnudos

pre-‐-‐empacados

relleno

químico

no

están

pre
empacados

con

unun

rellen
químico
especial,
este
relleno
debe
colocarse
durante
lala
instalación

Especiﬁcaciones
para
Sistemas
de
Ánodos

Galvánicos

Conexión
aa
laslas
Estructuras

Usando

alambre

de

cobre

aislado,

suministrado

por

el

fabricante
y
soldado
o
conectado
de
alguna
otra
manera
a
la

estructura.

Estaciones
dede
Prueba

DUCTO

ÁNODO

Especiﬁcaciones
para
Sistemas
de
Ánodos

Galvánicos

Conexión
a
laslas
Estructuras

Esta
estación
puede
incluir
una
resistencia
variable
para
controlar

la
corriente
o
un
shunt
para
medir
el
drenaje
de
corriente.

BREA
COMO
RECUBRIMIENTO
AISLANTE

corriente

impresa

corriente

impresa

i

t
i

t

Sistema
porpor
corriente
impresa

Un

sistema

por

corriente

impresa

consiste

en

una

fuente

externa

de

energía

y

ánodos.

La

fuente

externa

hace

que

la

corriente
circule
desde
el
ánodo
hacia
la
estructura
a
través
del

electrolito.

Los

ánodos

que

se

uXlizan

en

un

sistema

por

corriente
impresa
generalmente
están
hechos
de

un
material

relaXvamente
inerte.

NTE

CORRIEN

NTE

CORRIEN

COR

RIENTE

COR

RIENTE

FUENTE

-‐
+

ANODO

corriente

impresa

Sistema
por
corriente
impresa

4Anodos

4 Fuente
de
Poder

4Cables

Aplicaciones
de
Protección
Catódica
por
Corriente
Impresa

Algunos
usos
comunes
de
los
sistemas
por
corriente
impresa
son:

·∙

Para

grandes

requerimientos

de

corriente,

en

especial

para

estructuras
desnudas
o
mal
revesXdas.

·∙
Para
cualquier
resisXvidad
(del
electrolito).

·∙

Para

proteger

en

forma

económica

estructuras

en

las

que

se

han
gastado
los
ánodos
galvánicos.

Aplicaciones
de
Protección
Catódica
por
Corriente
Impresa

·∙

Para

superar

problemas

de

interferencia

catódica

o

por

corrientes
vagabundas.

·∙

Para

proteger

grande

cajas

de

intercambiadores

de

calor,

calentadores
de
crudo,
y
otros
recipientes.

·∙
En
interiores
de
tanques
de
almacenamiento
de
agua.

Aplicaciones
de
Protección
Catódica
por
Corriente
Impresa

Para

fondos

externos

(primarios

y

secundarios)

de

tanques

de

almacenamiento
a
nivel.

Para
tanques
de
almacenamiento
enterrados.

Para
componentes
sumergidos
de
estructuras
oﬀ-‐shore.

Para

pilotes

de

fundación

y

tableestacados,

tanto

enterrados

como
en
agua.

Ventajas
de
los
Sistemas
por
Corriente
Impresa

Flexibles,

con

la

capacidad

de

operar

con

un
amplio

rango
de

tensiones
y
corrientes
de
salida.

Con

una

única

instalación,

saXsfacen

elevados

requerimientos

de
corriente.

Puntos de
medición en
tuberías

Puntos de
medición en
tanques

Ventajas
de
los
Sistemas
por
Corriente
Impresa

EfecXvos
para
proteger
estructuras
desnudas
o
mal
revesXdas.

EfecXvos
en
medios
de
alta
resisXvidad.

Limitaciones
de
los
Sistemas
por
Corriente
Impresa

Mayor

costo

de

inspección

y

mantenimiento

que

los

ánodos

galvánicos.

Requieren
una
fuente
externa
de
energía.

Tienen
un
costo
constante
de
suministro
de
energía.

Riesgo
de
producir
interferencia
por
corrientes
vagabundas.

Pueden
causar
sobreprotección,
que
resulte
en:

−
Daños
al
revesXmiento

−
Fragilización
por
hidrógeno

Componentes
de
los
Sistemas
por
Corriente

Impresa

Fuentes
de
Energía

La

fuente

de

un

sistema

por

corriente

impresa

genera

corriente
conXnua
(DC).
Algunas
de
las
fuentes
que
se
usan
en

sistemas
por
corriente
impresa
son:

Componentes
de
los
Sistemas
por
Corriente

Impresa

Ánodos

Los
materiales
que
se
usan
como
ánodos
de
corriente

impresa
incluyen:

Graﬁto

Aluminio

Componentes
de
los
Sistemas
por
Corriente

Impresa

Ánodos

Hierro
con
alto
contenido
de
silicio
y
cromo

Componentes
de
los
Sistemas
por
Corriente

Impresa

Ánodos

Titanio
revesXdo
con
MMO
(Mixed
Metal
Oxide)

Componentes
de
los
Sistemas
por
Corriente

Impresa

Backfill
(Relleno)

Reduce
la
resistencia
ánodo-‐a
Xerra.

Aumenta

la

capacidad

de

drenaje

de

corriente

del

ánodo,

aumentando
su
superficie.

Reduce
el
consumo
del
ánodo,
ya
que
el
backfill
es
conductor
y

si

está

bien

compactado,

pasa

a

formar

parte

del

ánodo

y

se

consume
junto
con
éste.

ÁNODOS
GALVÁNICOS
SISTEMA
DE
CORRIENTE
IMPRESA

1.

SON

INDEPENDIENTES

DE

CUALQUIER

FUENTE

DE
ELECTRICIDAD.

REQUIERE

ELÉCTRICA.

UNA
FUENTE
DE
POTENCIA

2.

UTILIDAD

RESTRINGIDA

A

LA
PRODUCCIÓN
APLICADOS
A
VARIEDAD
DE
ESTRUCTURAS,
SI
ES

DE

ESTRUCTURAS

BIEN

RECUBIERTAS,

DEBIDO

A

LA
LIMITADA
CORRIENTE
DISPONIBLE

ECONÓMICAMENTE.

NECESARIO,

DESNUDAS.

A
GRANDES
ESTRUCTURAS

3.

USO

POCO

PRÁCTICO,

EXCEPTO

EN

SUELOS

O
USO
MENOS
RESTRINGIDO
POR
LA

AGUAS
DE
BAJA
RESISTIVIDAD.

4.
SENCILLOS
DE
INSTALAR,
SE
PUEDEN
EFECTUAR

RESISTIVIDAD
DEL
ELECTROLITO.

DISEÑO
CUIDADOSO,
SU
FACILIDAD
DE
AJUSTAR

ADICIONES

DESEADO.

HASTA
CONSEGUIR
EL
EFECTO
LA

DIFERENCIA

DE

POTENCIAL

PERMITE

QUE

CONDICIONES

IMPREVISTAS

O

CAMBIANTES

PUEDAN
SER
CUBIERTAS.

5.
LA
INSPECCIÓN
COMPRENDE
PRUEBAS
NECESITAN

INSPECCIÓN,

EN

POCOS

LUGARES,

EFECTUADAS

CON

INSTRUMENTOS

PORTATILES,

EN

CADA

ÁNODO

O

ENTRE

PARES

DE

ANODOS

ADYACENTES.

LA

INSTRUMENTACIÓN

PUEDE

SER

COLOCADA

EN
LUGARES
ACCESIBLES.

ÁNODOS
GALVÁNICOS

6.

REQUIEREN

GRAN

NÚMERO

DE

POSICIONES,

SISTEMA
DE
CORRIENTE
IMPRESA

REQUIEREN

UN

PEQUEÑO

NÚMERO

TOTAL

DE

CADA
ÁNODO
REQUIERE
REEMPLAZOS
A
ANODOS.

DIFERENTES
INTERVALOS
DE
TIEMPO
EN
DISTINTAS

PARTES
DEL
SISTEMA.

7.

NO

AFECTAN

ESTRUCTURAS

VECINAS,

FUERZA

ELECTROMOTRIZ
BAJA.

8.

LA

FUERZA

ELECTROMOTRIZ

(E.M.F)

DE

LOS

ÁNODOS
NO
PUEDE
SER
CONTROLADA.

9.

SU

VOLUMINOSIDAD

PUEDE

RESTRINGIR

EL

EFECTOS

SOBRE

OTRAS

ESTRUCTURAS

CERCA

DEL

ÁREA

DE

ACCIÓN

DE

LOS

LECHOS

DE

ÁNODOS.

CONTROLES
SIMPLES,
SE
PUEDEN
AUTOMATIZAR

PARA

MANTENER

LOS

PONTENCIALES

DENTRO

DE

LOS

LÍMITES

ACEPTABLES

POR

LA

AMPLIA

VARIACIÓN
EN
LAS
CONDICIONES.

PERMITEN
EL
USO
DE
ÁNODOS
MÁS
COMPACTOS

FLUJO

Y/O

CAUSAR

TURBULENCIA,

RESTRINGIR

EL

ACCESO
A

SISTEMAS
DE
AGUA
EN
CIRCULACIÓN.

MEDIANTE

LA

ADECUADOS.

SELECCIÓN
DE
MATERIALES

ÁNODOS
GALVÁNICOS
SISTEMA
DE
CORRIENTE
IMPRESA

10.

PUEDEN

SER

SOLDADOS

O

ATORNILLADOS
EN
TODO
LOS
CASOS
REQUIEREN
DE
LA

DIRECTAMENTE
SOBRE
LA
SUPERFICIE

DE
METAL
A
PERFORACIÓN

DEL

METAL

DE

LOS

CASCOS

DE

PROTEGER,
EVITANDO
LA
NECESIDAD
DE
LOS
BUQUES,
ENVASES,
ETC.,
PARA
PERMITIR
LA

PERFORAR

EL

METAL

DE

LOS

CASCOS

DE

LOS
COLOCACIÓN

DE
CONEXIONES
AISLADAS.

BUQUES,
ENVASES
A
SER
PROTEGIDOS

INTERNAMENTES,
ETC.

11.
SUS
CONEXIONES
ESTÁN
PROTEGIDAS
REQUIEREN
ALTA
INTEGRIDAD
EN
EL

CATÓDICAMENTE.
AISLAMIENTO

DE

LAS

CONEXIONES

AL

LADO

POSITIVO

DEL

RECTIFICADOR,

QUE

ESTÉN

EN

CONTACTO

CON

EL

SUELO

O

AGUA,

SI

NO

SE

CORROERÍAN
SEVERAMENTE.

12.

NO

ES

POSIBLE

PRODUCIR

UNA

POLARIDAD

REVERSA
MEDIANTE
UNA
CONEXIÓN
ERRÓNEA.

REQUIEREN

CHEQUEADA.

QUE
LA
POLARIDAD
SEA

//
0169-‐-‐02

11..

-‐-‐850

mV

ON
CORRIGIENDO

IxR

22.

-‐-‐850

850

mV

mV

DE
C

Ó

C

Ó

NACE
/
NORMA
SPSP-‐-‐0169
02

“CONTROL
EXTERNO
DE
CORROSIÓN
DE
SISTEMAS
DE
TUBERÍAS

METÁLICAS
ENTERRADAS
O
SUMERGIDAS”SUMERGIDAS

PRIMER
CRITERIO

850
mV
ON
CORRIGIENDO
IxR

SEGUNDO
CRITERIO

mV
OFF

TERCER
CRITERIO

33.
100100
mV
DE
POLARIZACIÓN

CRITERIOS PARA PROTECCIÓN
CATÓDICA

POTENCIAL 850 mV CON PC APLICADA
CRITERIOS PARA PROTECCIÓN CATÓDICA

NACE SP0169-2007
CONTROL EXTERNO DE CORROSIÓN DE SISTEMAS DE
TUBERÍAS METÁLICAS ENTERRADAS O SUMERGIDAS

POTENCIAL -850 mV CON PC APLICADA

POTENCIAL POLARIZADO DE -850 mV

100 mV DE POLARIZACIÓN

PROTECCIÓN CATÓDICA

La

protección

catódica

implica

reducir

a

cero

la

diferencia

de

potencial

entre

los

ánodos
y
cátodos
localizados
sobre
una
superﬁcie
metálica.
Esto
se
logra
polarizando

los
potenciales
de
los
cátodos
hasta
el
nivel
de
los
potenciales
de
los
ánodos.

-‐-‐

Ea2,
ca

-‐1100

-‐1100
Ea2,
cccc

-‐850

Ea1,
ca

Ea1,
cc
Ec2,
cc

-‐700

EE

-‐600

-‐500

Ec1,
ca

Ec1,
cc

POLARIZACIÓN

La

polarización

de

los

siXos

catódicos

hasta

el

potencial

a

circuito

abierto

de

los

siXos

anódicos

es
el
verdadero
criterio
para

liminar
l

corrosión

Las
mediciones
de
laboratorio
de

muestras

de

acero

nuevo

en

muchos

suelos
diferentes
indican
que
el

potencial

de

corrosión

más

acXvo

está

entre

los

-‐800

y

los

-‐850

mV

vs

Cu/CuSO4.

Si

se

polariza

una

estructura

de

acero

hasta

los

-‐850

mV

se

saXsface

el

verdadero
criterio.

mmpa).).

mmpa).).

En
general
hay
consenso
de

que
este
criterio
reduce
la

corrosión
a

Aproximadamente:

1
mpa
(0.0254
mmpa

Origin
and
ValidaXon
of
the
100
mv
PolarizaXon
Criterion.

T.
Barlo.
Paper
01581
nace
2001

CRITERIOS PARA PROTECCIÓN CATÓDICA

NACE SP0169-2007
CONTROL EXTERNO DE CORROSIÓN DE SISTEMAS DE
TUBERÍAS METÁLICAS ENTERRADAS O SUMERGIDAS




i

l

(C

ódi


Un
potencial
(Catódico)
negaXvo
de
al
menos
850
mV
con
la

PC

aplicada.

Este

potencial

es

medido

con

respecto

a

un

electrodo

de

referencia

de

Cobre

Saturado/Sulfato

de

Cobre

(CU/CUSO4)
en
contacto
con
el
mismo
electrolito.

Otras
caídas
de
Voltaje
deben
ser
consideradas
para
validar
la

interpretación
de
esta
medición
de
voltaje.

II + IxRSUELO

MULTIMETRO
SISTEMA
CELDA DE REF.
ESTACIÓN DE
PRUEBA
ENCENDIDO
- TR
IxR

IxR
II II II II II II ++
V= VALOR = IxRTUBERIATUBERIA + IxRSUELO
I=CORRIENTE

TUBERIA ++ IxR
REDUCIR CERCANO A CERO

V= VALOR = IxRIxRTUBERIA IxRSUELO
MULTIMETRO

CELDA DE REF.
ESTACIÓN DE
PRUEBA
SISTEMA
ENCENDIDO
- TR
IxR

IxR
II
I=CORRIENTE

EL SISTEMA PROTECCIÓN CATÓDICA
PUEDE SERDESCONECTADO..
PUEDE HACERSEDESPRECIABLE LA

SISTEMA DEDE PROTECCIÓN CATÓDICA NO
SER DESCONECTADO

HACERSE DESPRECIABLE LA RESISTIVIDAD
TUBOS
PVC

ÁNODO
DE
Mg


TUBO PVC ENTERRADO
CELDA DE
REFERENCIA

TUBO PVC
TuboPVC
instalado
SUELO
TuboPVC
instalado
1,3 m
TUBERÍA

PUNTO PARA
MEDICIÓN
CELDA DE
REFERENCIA FIJA
INSTALADA CERCANA
A LA ESTRUCTURA,
PARA MINIMIZAR IxR
DEL MEDIO

SUELO
CELDA FIJA

SISTEMA DE ÁNODOS GALVÁNICOS
DIRECTAMENTE CONECTADOS A LA
ESTRUCTURA


PUNTA DE LA
CELDA PARA
TUBERÍA

TUBERÍ
AA

CELDA DE
REFERENCIA
AA
CONTACTO
METÁLICO

PUNTA
METÁLI
CA


Un

potencial

negaXvo

polarizado

de

al

menos

850

mV

respecto
a
un
electrodo
de
referencia
de
Cobre

Saturado/Sulfato

de

Cobre

(CU/CUSO4)

en

contacto

con

el

mismo
electrolito.

Potencial

Polarizado:

potencial

a

través

de

la

interface

Estructura/Electrolito
que
resulta
de
la
suma
del
potencial
de

corrosión
y
la
polarización
catódica.

-‐-‐

Ea2,
ca

-‐1100

-‐1100
Ea2,
cc

-‐850

Ea1,
ca

Ea1,
cc
Ec2,
cc
POTENCIAL
DE

-‐700

EE

-‐600

POLARIZACIÓN

CATÓDICA

Ec1,
cc
POTENCIAL
DE

CORROSIÓN

-‐500

Ec1,
ca

POTENCIAL POLARIZADO DE -850 mVV

MULTIMETRO
SISTEMA
CELDA DE REF.
ESTACIÓN DE
PRUEBA
ENCENDIDO
- TR
IxR

IxR
II
I=CORRIENTE

+ IxR SUELO
POTENCIAL POLARIZADO DE -850 mVV
00
V= VALOR = IxR TUBERÍATUBERÍA + IxR SUELO

MULTIMETRO

CELDA DE REF. --TR
++
IxR II II II II

INTERRUPTOR DE
CORRIENTE
PORTÁTIL
CAJA DE
INTERCONEXIÓN
DE ÁNODOS
GALVÁNICOS

POTENCIA

SO4(-‐mV)

ON

OFF(APAGADO, INSTANT OFF)
LVS.Cu/CuS

--850 mV
DISTANCIA
/
PROGRESIVA


Un

mínimo

de

100

mV

de

polarización

catódica

entre

la

superﬁcie

de

la

estructura

y

un

electrodo

de

referencia

estable
en
contacto
con
el

mismo
electrolito.

El

aumento

o

disminución

de

la

polarización

puede

ser

medido

para

saXsfacer
este
criterio.

POTENCIAL
POTENCIAL
NATURAL
NATURAL
NATURAL
NATURAL
uSO4
vsCu/Cu
AL(mV)
POTENCIA
PP
uSO4
Cu/Cu
POTENCIAL
POTENCIAL
DESPOLARIZADO
DESPOLARIZADO
MÍNIMO100mV
MÍNIMO100mV
DEDIFERENCIA
DEDIFERENCIA
DEDIFERENCIA
DEDIFERENCIA
vs
(mV)
--700
700
AL
POTENCIA
900
900
--900
900
--800
800
POTENCIAL
POTENCIAL
INSTANOFF
INSTANOFF
IxR
IxR
TIEMPO
TIEMPO
POTENCIALON
POTENCIALON
OENCENDIDO
OENCENDIDO
100 mV DE POLARIZACIÓN (Disminución o Decaimiento)
Corriente
ON
Corriente
OFF

Cu/C
vsCu/Cu
POTENCIA
100 mV DE POLARIZACIÓN (Incremento)
uSO4

vs
AL(mV)

PP
- 600

- 700

- 800
- 850
POTENCIAL
NATURAL
IxR

MÍNIMO 100 mV
DE DIFERENCIA

POTENCIAL ON
O ENCENDIDO
TIEMPO



Para
la
aplicación
de
este
criterio,
se
asume
que
la
celda

de
corrosión
opera
bajo
control
catódico.
Por
lo
tanto,
el

potencial
de
corrosión
de
la
estructura
es
muy
cercano
al

potencial
del
ánodo
en
circuito
abierto
(Ea,ca);
esto
es,
que

sea
menor
a
100
mV.

-‐-‐

EE

++

Ea,,
ca

EcEc,,
ca

Ea,,
cccc

EcEc,,
cccc

i
(Densidad
de
Corriente)

Tuberías
Debajo
de
Concreto
o
Asfalto

Menor
Difusión
de
Oxígeno

Tuberías
Viejas
o
desnudas

CONTENIDO:
CORROSIÓN
Y
CONTROL



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