Protección

1. METODOS DE PROTECCION
 Control del potencial del electrodo:
Protección catódica
Protección anódica
 Recubrimientos:
Metálicos:
Metal más noble
Metal más activo
Orgánicos líquidos:
Pinturas
No Metálicos:
Polímeros, gomas, hormigón
 Inhibidores
 Diseño Adecuado

2. PROTECCION CATODICA
Polarizar catódicamente la estructura metálica a
proteger.
Formas de polarizar:
Corriente impresa
Anodos de sacrificios

3. PROTECCION CATODICA
Por Corriente Impresa

4. Protección catódica
 Rectificador: corriente continua uniforme.
 Anodos: solubles: chatarra
Inertes: grafito, magnetita,
dimensionalmente estables
 Usos:
 Cañerías, tanques y cables enterrados
 Estructuras sumergidas
 Protección interna de tanques.
Generalmente se usa como complemento de otro
sistema, por su elevado costo.

5. Protección catódica
Acero no protegido en medio ácido no protegido
tiene una velocidad de corrosión de 103 A/cm2. Para
reducir la velocidad a 1 A/cm2, se deben aplicar 1-5
10-2 A/cm2.
Proteger 1 m2 de área expuesta necesita 150 A
La corriente que se aplica no es fija. Se monitorea y
se aplica la necesaria según la situación del sistema

6. Protección catódica
Por ánodos de sacrificio:

7. Protección catódica
Estructura conectada a un metal más activo.
Material de ánodos:
Suficientemente activos, sobrepotencial bajo, eficiencia alta.
Aleaciones de magnesio (en suelos)
Cinc y aleaciones Al-Zn (en agua de mar)
Usos:
Protección de cascos de buques
Protección interna en tanques de almacenaje de petróleo.
Protección interna de tanques de agua caliente.

8. Protección catódica
Efectividad del método de protección catódica.
Se deben tener en cuenta:
Gradientes de potencial:
Sobrepotenciales del ánodo y cátodo, y las caídas
óhmicas en el electrolito y en el material que circunda al
cátodo y al ánodo.
Sobrepotenciales del ánodo y cátodo: algunos mV
Caídas óhmicas: algunos mV en agua de mar
10 a 50 V en suelos

9. Protección catódica
 Distribución de corriente
y potencial:
Uniformidad en toda la superficie
a proteger.
Pero……
Bajas conductividades
Estructuras complejas
Aproximación númérica

10. Protección catódica
 Requerimiento
de corriente:
Se determina a escala
laboratorio.
Medio i (A/m2)
Ac. sulfúrico 400
Suelo 0.01-0.5
Agua de mar 0.15
0.03
Agua fresca
móvil
0.05
Aire-saturado
de humedad
0.15

11. Protección catódica
Anodos: Calidad, cantidad, duración
Para corriente impresa:
Chatarra de hierro en suelos y aguas sin cloruros.
Aceros con silicio, manganeso y cromo, en suelos, agua
fresca y agua de mar.
Dimensionalmente estables: óxidos de rutenio y de titanio
sobre titanio. Se usan mar adentro.

12. Protección catódica
Anodos: Calidad, cantidad, duración
Para ánodos de sacrificio:
Potencial de corrosión activo
Bajo sobrepotencial: permitir el flujo de corriente
Alto equivalente electroquímico: proveer importante
corriente por unidad de masa
Alta eficiencia.
Aleaciones de magnesio, de cinc y
de aluminio.
Magnesio en suelos y agua pura.
No en agua de mar.

13. Protección catódica
 Corrientes de fuga
 Area a proteger: se estima como un porcentaje del
área total cubierta.

14. Protección anódica
Basado en la pasivación del metal por aplicación de
una corriente anódica tal que el potencial de
pasivación sea superado.

15. Protección anódica
El metal será polarizado desde
el estado activo, pasando por
el máximo de corriente, por
eso los requerimientos de
potenciales iniciales son muy
altos. Una vez alcanzada la
pasividad, se aplica una
corriente mucho menor
Material Medio
Aceros H2SO4
Aceros
inoxidables
H3PO4
Níquel HNO3
Aleac. Ni Nitratos
Titanio Amoniacales,
ac. Orgánicos,
sol. caústicas

16. PC-PA
Aplicabilidad PA PC
Metales Activo-pasivo Todos
Medio Moderado a agresivo Leve a moderado
Costos Altos en instalación y
mantenimiento. Bajos
en operación
Bajos en instalación y
mantenimiento. Alto
en operación
Rectificadores Potencial controlado Corriente constante
Condiciones de
operación
Medidas
electroquímicas
Empíricamente
Corriente aplicada Muy baja Alta

17. Recubrimientos
Actúan básicamente como barrera física entre el
metal y el medio agresivo.
Metálicos:
Metal más noble: cromado/niquelado sobre
aceros.
Metal más activo: cinc sobre acero.

18. Recubrimientos metálicos
Metal más noble: la velocidad de corrosión será muy
importante en el metal que se intenta proteger si ese
recubrimiento presenta poros o no es uniforme en
los bordes de la pieza metálica.
Metal menos noble: en el caso que el recubrimiento
sea poroso, se verá rápidamente reducida la vida del
mismo.

19. Recubrimientos metálicos
Se producen por diferentes métodos:
Electrodepósitos: mejores terminaciones
y de espesores controlados
Inmersión en caliente: para cinc. Son
muy adherentes
Cladding: coextrusión, resultando en
una soldadura a presión, unión por
difusión.

20. Recubrimientos líquidos
Pinturas
 Solvente: disuelve de la resina facilita la aplicación
 Resina: dispersa el pigmento, se adhiere al sustrato. Le da
resistencia a la corrosión.
 Pigmento: reduce la permeabilidad, le da color, puede ser
inhibidor
 Esquema de pintado:
 Imprimación (40-80 m)
 Pinturas intermedias
 Pinturas de terminación (40-240 m)

21. Recubrimientos líquidos
Para qué usar pinturas?
 Control de la corrosión
 Resistencia al agua, al ambiente, al fuego
 Biocida
 Decoración
 Seguridad
 Evitar contaminación
 Disminuir la fricción entre piezas.
 Aislamiento eléctrica
 Amortiguador de ruido.

22. Recubrimientos líquidos
Clasificación: de acuerdo a la resina
Alquídicas: excelente adherencia a superficies
pobremente preparadas. No son químicamente
resistentes. Se modifican (fenoles, silicio, aminas) para
tener mayor durabilidad. Se usan en medios marinos y
equipos de procesos en la industria del petróleo.
Epoxy-ester: mejor resistencia a los químicos y mayor
precio.
Vinílicas: de muy buena resistencia. Se usa en
recubrimientos industriales. Tienen baja toxicidad.
Poseen una alta concentración de componentes volátiles.

23. Recubrimientos líquidos
Caucho clorado: poca resistencia a la luz solar y buena
barrera de al vapor.
Zinc Inorgánico
Pigmentadas en cinc: 80 % en peso de cinc del
cual el 20% está como óxido. No protegen
galvánicamente. Tienen un excelente cubrimiento,
adhesión y resistencia a la abrasión. Para atmósferas
rurales e industriales moderadas.
Ricas en cinc: 92-95 % de polvo metálico con
muy poco o nada de óxido. La ausencia de óxidos
permite la protección galvánica. Son resistentes a medios
más agresivos.

24. Recubrimientos líquidos
Qué propiedad debe tener una pintura?
 Resistencia química, al agua, a la absorción de
humedad, la transmisión de vapor, resistencia al
medio ambiente.
 Facilidad de aplicación
 Adhesión al sustrato
 Que no chorree
 Resistencia a la elongación y a la tracción, al
impacto, a la abrasión y a la temperatura
 Resistencia dieléctrica.

25. Recubrimientos líquidos
Una pintura de mala calidad aplicada sobre una
superficie bien preparada da mejores resultados
que una pintura muy buena, aplicada sobre una
superficie mal preparada.
Lavado químico: mediante solventes, mediante baños
ácidos.
Lavado con vapor
Métodos mecánicos:
Raspado: espátula, cepillo, papel abrasivo,amoladoras,
cepillos rotativos.
Limpieza con chorro abrasivo: Agua, Arena, Granalla
metálica, Vidrio, poliuretano, etc.

26. Recubrimientos no metálicos
Polímeros, gomas, cemento, vidrio, etc.
Pueden resistir medios extremadamente agresivos,
pero pueden degradrse con la temperatura, luz del
sol, oxidarse con oxigeno del aire, etc.

27. Inhibidores
Un inhibidor de corrosión es una sustancia que
reduce la velocidad de corrosión cuando se agrega al
medio corrosivo en una concentración tal, sin que las
concentraciones de las especies corrosivas
presentes cambien significativamente. Se acepta
como regla que un inhibidor es efectivo cuando se
encuentra presente en pequeñas concentraciones.
Producen una película protectora sobre la
superficie del metal: una capa muy delgada o gruesa
del inhibidor que se adsorbe o bien la película
protectora está formada por reacción química entre el
metal y el inhibidor.

28. Inhibidores
Según su acción se clasifican en:
Inhibidores anódicos: modifican la reacción
anódica. Cromatos y los nitritos, como así también
en presencia de aire los fosfatos y molibdatos, que
forman sobre el metal a proteger una capa de óxido
protector. Si la concentración del inhibidor es muy
baja, puede haber poros y defectos en esa película lo
cual acelera la corrosión localizada.

29. Inhibidores
 Inhibidores catódicos: tienen influencias sobre la
reacción catódica. Para el acero son las sales de
cinc, y su acción depende de la precipitación del
hidróxido de cinc sobre el acero, aumentando el
pH, dificultando la reacción catódica, polifosfatos.
 Los inhibidores mixtos: modifican ambas
reacciones. Muchos inhibidores orgánicos son de
este tipo. Benzotriazol para cobre y sus
aleaciones.

30. Inhibidores
Cuándo se aplica un inhibidor?
 Aguas naturales y de enfriamiento
 En soluciones ácidas de piclado para evitar la
disolución del metal tratado (tiourea en ácido sulfúrico
para aceros)
 En la producción de petróleo crudo (aminas, piridinas,
imidazoles) y refinerías (imidazoles y derivados).
 Inhibidores con tensión de vapor entre 10-2 y 10-7
mmHg se usan en contenedores, donde se impregna
un papel con él, se volatiliza y condensa sobre la
superficie a proteger.

31. Inhibidores
Las características físicas del inhibidor deben ser
consideradas para evaluar una potencial aplicación:
(hay sólidos que se suelen poner en forma de
pastillas y se van disolviendo), la solubilidad (según
la aplicación será el tipo de inhibidor, soluble en agua
o no), la tendencia a formar emulsiones, la
estabilidad térmica, compatibilidad con otros
químicos.

32. Inhibidores
CÓMO SE SELECCIONAN?
 Identificando el problema a resolver.
 Corrosivos presentes.
 Tipo de sistema (eso tiene influencia en el método de
tratamiento) diferente en pozo que en cañerías
 Presión y temperatura condiciona el CO2 y el H2S
 Velocidad
 Composición de la producción (agua/fase orgánica,
salinidad del agua, y acidez )

33. Inhibidores
 Velocidad: bajas velocidades podrían ser
insuficientes para desplazar el agua. El inhibidor
debe ser soluble en agua y agregarse en forma
continua. Si la velocidad es alta, de manera que
no hay acumulación de agua, se suelen usar
inhibidores solubles en la fase orgánica y se
suministran de forma batch.
 Los test de selección deben hacerse en
laboratorio, aunque los resultados no son
infalibles, porque a veces es muy difícil reproducir
las condiciones de campo.
 Si bien la formación del film depende del producto
y del medio, la misma es función del tiempo y no
es instantánea.

34. Inhibidores
La concentración adecuada del inhibidor dependerá
de los siguientes factores:
Severidad del ataque
Cantidad de fluido producido
Porcentaje de agua
Naturaleza del corrosivo
Nivel del fluido
Los test de laboratorio pueden que no den resultados
exactos, por eso, se hace necesario el control de la
dosificación y la frecuencia.
Ciertas reglas en bibliografía basadas en la
experiencia que dan una idea de posibilidades de
dosificación.

35. Inhibidores
Hay 2 reglas generales para el dosificación:
 Inyección continua, de 10 a 20 ppm basada en la
cantidad total de fluido.
 Tratamiento en batch, semanalmente de 3,8 l por
semana por cada 100 barriles de producción de
fluido.
 También se recomienda, si se conoce la
corrosividad del medio agregar en forma
continua:
 Medio pocos corrosivos : 10-15 ppm
 Medios corrosivos moderados: 15-25 ppm
 Medio muy corrosivos: > 25 ppm

36. Inhibidores
No debe olvidarse que hay algunos problemas
(aparte de la incertidumbre) en el uso de inhibidores,
que son la formación de espumas, emulsiones,
remueven scales, pueden producir corrosión de otros
metales

37. Diseño adecuado