INSPECCION TECNICA DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO

XX COLAEIQXX Congreso Latinoamericano de Estudiantes de Ingeniera Qumica

CORROSION EN TANQUES API Y MECANISMOS DE CONTROL

Ing. Alfredo Cabrera C/ Ecuador1.-RECIPIENTES PARA ALMACENAMIENTOLos tanques para almacenamiento, son estructuras esenciales para contenido de lquidos en general, cuya vida til se estima entre 20 a 40 aos, se encuentran en la mayora de industrias especialmente de: produccin y refinacin de petrleo, fabricacin de productos qumicos y petroqumicos, almacenamiento de volmenes y operaciones de transferencia, Industrias que consumen o producen lquidos orgnicos o inorgnicos.En la industria de los hidrocarburos, la mayora de los lquidos orgnicos, son generalmente mezclas de de hidrocarburos con diferentes presiones de vapor, usualmente lquidos orgnicos voltiles. Son conocidos como AST (Aboveground Storage Tanks) o UST (Underground Storage Tanks)Existen 6 diseos bsicos de tanque para almacenar lquidos: TECHO FIJO (verticales y horizontales), TECHO FLOTANTE EXTERNO, TECHO TIPO DOMO EXTERNO, TECHO FLOTANTE INTERNO, DE ESPACIO DE VAPOR VARIABLE, TANQUES A PRESION (alta y baja).1.1.-TANQUES DE TECHO FIJOEste tanque est constituido por un cuerpo cilndrico de acero con un techo que se mantiene fijo permanentemente que puede variar en su diseo desde cnico, tipo domo o plano. Las prdidas en estos tanques, se originan en los cambios de temperatura, presin y nivel operativo. Se emplean para contener productos no voltiles o de bajo contenido de ligeros (no inflamables) como son: agua, diesel, asfalto, etc. Debido a que al disminuir la columna del fluido, se va generando una cmara de aire que facilita la evaporacin del fluido, lo que es altamente peligroso.Los tanques de techo fijo, pueden ser libremente venteados, o equipados con venteos tipo presin / vaco. ltimamente se permite que los tanques operen a pequeas presiones internas o de vaco para prevenir la liberacin de vapores ocasionados en pequeos cambios en temperatura, presin o nivel de lquido, De los diseos bsicos este es el mas econmico en construccin y normalmente es considerado el de equipamiento mnimo aceptable para almacenar productos orgnicos.

Los tanques fijos horizontales son construidos tanto para sobre tierra como para ser enterrados, usualmente construidos de acero, Acero con recubrimiento externo de fibra de vidrio, fibra de vidrio reforzada con polister..Las fuentes potenciales de emisiones para tanques horizontales sobre el suelo son similares que las de tanques de techo fijo vertical, para tanques enterrados se asocian principalmente con cambios en el nivel de lquido en el tanque. Las prdidas originadas en cambios de temperatura o presin baromtrica son mnimas en tanques enterrados debido a los cambios mnimos de temperatura alrededor del tanque.

TANQUE TECHO CONICO TIPICO (1)Las prdidas significativas de los tanques de techo fijo son conocidas como de almacenamiento y de trabajo. La prdida por almacenamiento es la expulsin de vapor a travs de la expansin y contraccin como resultado de los cambios en temperatura y presin baromtrica, esto ocurre sin ningn cambio en el nivel de lquidoLas prdidas combinadas por llenado y vaciado se denominan prdidas de trabajo. La evaporacin durante el llenado es el resultado del incremento del nivel de lquido es decir que como el nivel incrementa, la presin interna del tanque excede la presin de relevo y los vapores salen del tanque. Las prdidas durante el vaciado ocurren cuando el aire alcanza el interior del tanque durante la remocin de lquido y se satura con vapores orgnicos expandindose y excediendo la capacidad del espacio de vapor. Las emisiones de un tanque de techo fijo varan en funcin de la capacidad, presin de vapor del lquido almacenado, rata de utilizacin del tanque, condiciones atmosfricas en la localizacin.Las emisiones de tanques de techo fijo, pueden ser controladas instalando techos flotantes internos y sellos para minimizarla.

Se han diseado sistemas de recuperacin de vapor para recolectar las emisiones de los tanques y convertirlas en producto lquido e incluso sistemas de absorcin Vapor/ Lquido, Compresin de vapor, Condensaciones de vapor o combinaciones de los sealados.1.2.-TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO

Un tanque tipo techo flotante tpico, consiste de un cuerpo cilndrico de acero equipado con un techo que flota sobre la superficie del lquido almacenado. El techo flotante consiste de una cubierta, accesorios y un sistema de sello anular. La cubierta est normalmente construida de planchas de acero soldadas entre si y pueden diferenciarse: Pontones o Doble cubierta. Se emplean para almacenar productos con alto contenido de voltiles o bajo Flash point (menor de 100oF) como son: alcohol, petrleo crudo liviano y combustibles en general.Con los de tipo flotante externo, el techo se eleva y desciende con el nivel de lquido en el tanque, el sistema de anillo circunferencial est sujeto al permetro techo flotante y mantiene contacto con la pared del tanque. El propsito del techo flotante y del sello es reducir las prdidas por evaporacin, aunque se mantengan algunos espacios remanentes entre el sello y la pared. El sistema de sello se desliza contra la pared del tanque conforme asciende o desciende. Los techos flotantes tambin estn equipados con accesorios que traspasan la cubierta y facilitan funciones operacionales.Las emisiones totales de los tanques de techo flotante son la suma de las prdidas por humectaciones y por almacenamiento. Las primeras ocurren en contactos de sello como en reas humedecidas con producto (cuerpo interno, poste de estabilidad) y a medida que baja el nivel, se evapora. Cuando el nivel es alto las prdidas son mnimas. Las prdidas por almacenamiento incluyen evaporacin por defectos de sello, fallas de cubierta (poros, corrosin, soldadura) adems de prdidas de respiro por cambios de temperatura y presin. Para tanques de techo flotante externo, la mayora de las prdidas son inducidas por los vientos.

TANQUE TECHO FLOTANTE TIPO PONTON

TANQUE TECHO FLOTANTE TIPO DOBLE CUBIERTA1.3.-TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNOUn tanque de techo flotante interno dispone de un techo fijo permanente y uno flotante en el interior. Existen dos tipos bsicos: el que tiene el techo fijo est soportado por columnas verticales dentro del tanque y tanques con techo fijo auto soportado. La cubierta del techo flotante interno asciende y desciende con el nivel de lquido y puede mantener un contacto directo con el lquido y flotar sobre su superficie (cubierta de contacto) o puede descansar sobre pontones algunas pulgadas sobre la superficie lquida (cubierta de no contacto). La mayora de techos flotantes internos de Aluminio normalmente no tienen cubiertas de contacto.

Las cubiertas de contacto pueden ser. Tipo sanduche con paneles de Aluminio empernados con un ncleo tipo panal de abejas que flota en contacto con el lquido, Cubiertas constituidas por paneles flotando en contacto con el lquido con o sin pontones, paneles flotantes de fibra de vidrio reforzada con polister y con recubrimiento resinoso.

Las cubiertas sin contacto son de mayor utilizacin, y normalmente se constituyen de cubiertas de Aluminio y bastidores de Aluminio formando una grilla tipo panel o paneles de acero y soportado sobre el lquido por pontones tubulares de Aluminio u otra estructura flotante.Las prdidas por evaporacin de los techos flotantes se originan en los accesorios, en defectos de las uniones de las cubiertas y de los espacios anulares cubierta cuerpo, adems como los techos externos son fijos y tienen libre venteo para minimizar la acumulacin de vapores orgnicos en el espacio de acumulacin de vapores en los que las concentraciones se aproximan a los rangos de inflamabilidad. Si un tanque con techo flotante interno no es libremente venteado se considera un tanque de presin.Los tanques de techo interno, incorporan uno o dos tipos de sello resistente de material flexible como rellenos de espuma flex o sellos limpiadores

1.4.-TANQUES DE TECHO FLOTANTE CON DOMO EXTERNORepresentan el tipo mas pesado de cubierta usada, en muchos casos producto de modificacin de tanques de techo flotante externo antiguos. Son muy similares a los tanques con techo flotante interno con techo soldado y auto soportado. La funcin del domo no es actuar como barrera de vapor sino ms bien bloquear el viento, generar sombra, reducir riesgos al techo interno. Se ventean libremente por accesorios de circulacin colocados en el tope del techo fijo.

1.5.-TANQUES DE ESPACIO DE VAPOR VARIABLE.

Los tanques con espacio de vapor variable, estn equipados con reservorios expandibles a fin de acomodar las fluctuaciones de volumen atribuibles a temperatura y cambios en presin atmosfrica. Aunque los espacios de vapor son usados independientemente para cada tanque, estn normalmente conectados a los espacios de vapor para uno o ms tanques de techo fijo. Se conocen tipos de tanque con espacio de vapor variable: LIFTER ROOF TANK y LOS TANQUES DE DIAFRAGMA FLEXIBLE.1.6.-TANQUES A PRESION

En general se conocen dos clases de tanques a presin: los de BAJA PRESION (2.5 a 15 psig) y los de ALTA PRESION (presiones mayores a 15 psig). Los tanques de presin, normalmente son utilizados para almacenar lquidos orgnicos y gases con altas presiones de vapor y son encontrados en diferentes tamaos y formas. Dependiendo de las presiones de operacin del tanque, estn equipados con venteos de presin/ vaco que son seteados en cada caso para prevenir prdidas por venteo, prdidas por cambios en temperatura y presin baromtrica. Los tanques para almacenamiento de alta presin pueden ser operados de tal manera que no ocurren prdidas evaporativas o de trabajo.Los Tanques Cilndricos Horizontales a presin, generalmente son de volmenes relativamente bajos, debido a que presentan problemas por fallas de corte y flexin. Por lo general, se usan para almacenar volmenes pequeos. Los Tanques Cilndricos Verticales de Fondo Plano nos permiten almacenar grandes cantidades volumtricas con un costo bajo. Con la limitante que solo se pueden usar a presin atmosfrica o presiones internas relativamente pequeas.En general, un tanque soporta por un lado la presin hidrosttica creada por el lquido contenido y por otra la presin de la parte gaseosa situada sobre el lquido. En base de esto, se puede inducir la siguiente clasificacin como referencia para el almacenamiento:PRESION DE VAPORPRODUCTOTIPO DE TANQUE

Mayor a 1Kg/cm2 (14,22 psi)PropanoButanoESFERAS/ CILINDROS

Menor de 1Kg/cm2

Mayor de 0Kg/cm2

CrudoGasolinas

Naftas

KerosnTECHO FLOTANTE EXTERNOTECHO FLOTANTE INTERNO

DespreciableGas-OilFuel-OilTECHO FIJO

La volatilidad del material almacenado y la presin de almacenamiento deseada, son factores importantes en la determinacin del tipo de tanque a usar. La construccin operacin e inspeccin de los tanques para alta presin, diseados para trabajar a presiones superiores a 15 psig, entran en el campo de recipientes a presin, se regula por estndares especficos como ASME, en diferentes secciones para construccin y el cdigo API 510 como orientacin para la Inspeccin y mantenimiento.1.7.-CODIGOS DE APLICACIN:En general, las actividades para los variados tipos de tanque de almacenamiento, se encuentran reguladas por diferentes estndares especialmente americanos que son de aplicacin voluntaria. Estas son: American Society of Mechanical Engineers (ASME) www.asme.org American Society for Testing and Materials (ASTM) www.astm.org American Water Works Association (AWWA) www.awwa.org Building Officials and Code Administrators International (BOCA) www.bocai.org NACE International (Corrosion Engineers) www.nace.org National Fire Protection Association (NFPA) www.nfpa.org Petroleum Equipment Institute (PEI) www.pei.org Steel Tank Institute (STI) www.steeltank.com Underwriters Laboratories (UL) ulstandardsinfonet.ul.com

International Fire Code Institute (Uniform Fire Code) www.ifci.com En los Estados Unidos de Norteamrica y en muchos otros pases de Amrica, el diseo, clculo, fabricacin, instalacin, inspeccin, reparacin de tanques de almacenamiento, se orienta por las publicaciones que realiza el "Instituto Americano del Petrleo (API)" y otras, las que se designan como:API Spec 12BTanques empernados para almacenamiento de lquidos de produccin (100 a 1000 BBLS) cilndrico, vertical, sobre el suelo

API Spec 12DTanques soldados en campo para almacenamiento de lquidos de produccin (500 a 10000 BBLS) cilndrico vertical, sobre el suelo

API Spec 12FTanques soldados en taller para almacenamiento de lquidos de produccin (90 a 750 BBLS) cilndrico, vertical, sobre el piso

API Spec 12PTanques plsticos en fibra de vidrio reforzada 90 a 1500 BBLS

API RP 12R1Instalacin, Mantenimiento, Inspeccin, Operacin y Reparacin de tanques en Servicio de Produccin (para tanques fabricados bajo 12F /12D/12P)

API RP 575Inspeccin de Tanques atmosfricos y de Baja presin (Hasta 15 psi) suplemento del API 653

API RP 579Capacidad (aptitud) para el servicio

API STD 620Diseo y Construccin de Tanques de Almacenamiento grandes, Soldados y de Baja Presin (max 250 oF y 15 PSI)

API STD 650Tanques de Acero soldados para Almacenamiento de Crudo (Fondos uniformemente soportados, servicio no refrigerado, Max Temp operacin 200 oF)

API RP 651Proteccin Catdica para Tanques de Almacenamiento sobre el suelo

API RP 652Recubrimiento de Fondos para Tanques de Almacenamiento de Petrleo

API RP 576Inspeccin de accesorios para relevo de presin.

API STD 653Inspeccin, Reparacin, Alteracin y Reconstruccin de Tanques

API RP 1604Abandono de Tanques de Almacenamiento de Petrleo enterrados

API RP 1631Recubrimiento Interior e Inspeccin Peridica de Tanques de Almacenamiento

enterrados

API RP 1632Proteccin Catdica de Tanques de Almacenamiento enterrados y Sistemas de

Tubera

API STD 2000Venteo de Tanques de almacenamiento Atmosfricos y de Baja Presin No

Refrigerados y Refrigerados

API RP 2003Proteccin contra igniciones causadas por corrientes estticas, rayos y corrientes

Parsitas

API STD 2015Requerimientos para Entrada Segura y Limpieza de Tanques de Tanques de

Almacenamiento de Petrleo.

API RP 2016Lineamientos y Procedimientos para Entrada y Limpieza de Tanques de

Almacenamiento de Petrleo

API RP 2021Manejo de Fuegos en Tanques de Almacenamiento Atmosfricos

API RP 2350Proteccin por sobrellenado para Tanques de Almacenamiento en Facilidades

Petroleras

API STD 2510Diseo y Construccin de Instalaciones de LPG

API STD 2610Diseo, Construccin, Operacin, Mantenimiento, Inspeccin de Facilidades de

Terminal y Tanques

API STD 2551Medicin y Calibracin de Tanques Horizontales

API STD 2555Calibracin de Tanques por lquidos

STI SP 001AST INSPECTION STANDARD

UL- 142Steel Aboveground Tanks for Flamable Liquids

UL- 58Steel Underground Tanks for Flamale Liquids

UL - 1316Glassfiber and Renforced Plastic for Underground Storage Tank for CombustibleL.

NACE SP0285Corrosion Control Of Underground Sorage Tank Systems by Cathodic Protection

NACE RP0193External Cathodic Protection of On-Grade Metallic Storage Tank Bottoms

El "STANDAR API. 650", para tanques de almacenamiento a presin

atmosfrica y "STANDAR API. 620", para tanques de almacenamiento sometidos a

Presiones internas cercanas a 1 Kg /cm2 (14 lb / pulg2).

El estndar API. 650 solo cubre aquellos tanques en los cuales se almacenan fluidos lquidos y estn construidos de acero con el fondo uniformemente soportado por una cama de arena, grava, concreto, asfalto, etc., diseados para soportar una presin de operacin atmosfrica o presiones internas que no excedan el peso del techo por unidad de rea y una temperatura de operacin no mayor de 93 C (200 F), y que no se usen para servicios de refrigeracin. Este estndar cubre el diseo y clculo de los elementos constitutivos del tanque.

1.8.-ELEMENTOS DE UN TANQUEEl propsito de la Inspeccin de un tanque de almacenamiento se orienta a determinar la conveniencia para un servicio seguro o su integridad, por lo tanto se limita a evaluar la condicin de los elementos constitutivos como fundacin, fondo, cuerpo, techo, accesorios de cada sector y boquillas hasta la cara de la primera brida, la primera junta roscada o la primera soldadura de lmite de conexiones.Los elementos constitutivos y accesorios ms comunes encontrados en los tanques de describen:FONDO DEL TANQUE:

Constituido por planchas regulares con un mnimo espesor nominal de (10,2 lb/in2 ), sin considerar ningn sobre espesor por corrosin especificado por el cliente, deben tener de preferencia un ancho mnimo de 72 in. para soldadura a traslape o remache debe mantener al menos 1 in de proyeccin externa (3.4 API 650), Cundo se disea con anillo de fondo, Las planchas del anillo de fondo deben tener un ancho radial que permita al menos 24in entre el interior del cuerpo y cualquier junta soldada a traslape en el resto del fondo y al menos 2 in de proyeccin externa desde el cuerpo (3.5 API 650).

CUERPO DEL TANQUEEn el diseo, el espesor requerido debe ser el mayor de: el espesor calculado incluido sobre espesores o el espesor por prueba hidrosttica, pero en ningn caso podr ser menor que DIAMETRO NOMINAL DEL TANQUE (ft)ESPESOR NOMINAL (IN)

Menor de 50 3/16

De 50 a 120

De 120 a 200 5/16

Mayor a 2003/8

Se recomienda un ancho de plancha de al menos 72 in y soldada a tope.Los accesorios transitorios como elevadores de equipo, ngulos, clips, escaleras de paso, se deben instalar de preferencia antes de soldar las planchas, sern posteriormente removidos y los daos sern reparados y alisados a superficie uniformeTECHO DEL TANQUETECHO CONICO SOPORTADO: Se define como un techo formado a aproximadamente la superficie de un cono recto, con su principal soporte proporcionado por vigas o armaduras con columnas o vigas sobre estructuras con o sin columnas. Las planchas pueden ser rigidizadas por secciones soldadas, pero no soportadas por las vigas o estructuras.TECHO CONICO AUTOSOPORTADO: Es un techo formado hasta aproximadamente la superficie de un cono recto, soportado solamente en su permetro.

TECHO TIPO DOMO AUTOSOPORTADO: Es un techo formado a aproximadamente una superficie esfrica, soportado nicamente en la periferia.TECHO TIPO PARAGUAS AUTOSOPORTADO: Es un techo tipo domo modificado, formado de tal manera que cualquier seccin horizontal es un polgono regular con tantos lados como planchas. Se soporta en la periferia.

Las planchas de los techos, deben tener un espesor mnimo nominal de 3/16 in, Un espesor mayor puede ser requerido para techos auto soportados, Todos los miembros estructurales internos o externos debern tener un espesor mnimo nominal de 0,17 in. Las planchas de techo deben unirse al ngulo de tope del tanque mediante soldadura continua a filete en el lado en el lado tope.2.- INSPECCION EN OPERACIN2.1. RAZONES PARA LA INSPECCIN Y CAUSAS DEL DETERIORO: Las razones para inspeccionar tanques de almacenamiento son bsicamente, determinar las condiciones fsicas de los tanques, la velocidad de deterioro, y si es posible la causa del deterioro. Con tales factores conocidos, las medidas adecuadas apropiadas pueden ser tomadas o establecer tiempos para prxima inspeccin.

Es importante la inspeccin de los tanques de almacenamiento existentes, programar una justificada seleccin de los mtodos tcnicos de diagnstico bajo orientacin de los estndares API 653, API RP 575, STI SP001. La inspeccin de los tanques y las recomendaciones desarrolladas en base de los resultados de tal inspeccin deberan garantizar una operacin libre de fallas al menos hasta la siguiente inspeccin. Los mtodos y frecuencias de inspeccin deben ser econmicas y justificadas.La programacin de la Inspeccin tcnica de un tanque puede ser realizada EXTERNAMENTE o en servicio e INTERNAMENTE o fuera de servicio. La inspeccin externa tiene 2 modalidades: DE RUTINA, normalmente mensual de carcter visual para detectar fugas, corrosin, condicin de pinturas, condicin de los aislamientos, estado de las fundaciones y puede ser realizada por el operador de turno. La Inspeccin externa PROGRAMADA, realizada al menos cada 5 aos o en base de programacin por la velocidad de corrosin calculada, la misma que implica evaluaciones de espesor de pared, retiro al menos parcial de aislamientos. La inspeccin interna fuera de operacin requiere personal especializado y define tareas como: medida de picadura y corrosin localizada en cada anillo, evaluar prdida de espesor, condicin de recubrimientos internos, fracturas en soldaduras, estado de las columnas y vigas, por corrosin, condicin del equipo interno, medida de espesores en el fondo interno y soldaduras, en especial la soldadura fondo cuerpo.De otro lado, el concepto moderno de la INSPECCION BASADA EN RIESGO (RISK BASED INSPECTION) que se realiza en base de anlisis de probabilidad de falla y consecuencias de la falla, ha generado considerable inters ya que una adecuada implementacin de tal programa extiende la vida operativa del equipo y abate efectivamente los niveles de riesgo y los costos .Reduciendo la probabilidad de: fuego, prdida de la capacidad de almacenamiento, prdida del producto y de graves problemas de contaminacin.

Manteniendo las condiciones de trabajo seguras, uso confiable a futuro.

Haciendo reparaciones o determinando el momento oportuno para la reparacin o reemplazo.

Previniendo o retardando el deterioro. Manteniendo la tierra, el agua, el entorno y el aire libre de riesgos de polucin.La corrosin: Se considera la primera causa del deterioro del acero que constituyen planchas y accesorios de un tanque dependiendo del producto almacenado y de las condiciones atmosfricas, luego una de las mayores razones para inspeccionar los tanques ser detectar y medir la extensin de la corrosin.

2.2- CORROSION EXTERNA: Todas las reas externas del tanque estn sujetas a distintos niveles de atmsfera que puede presentarse desde casi inertes hasta severa dependiendo de las condiciones del medio. Atmsferas sulfurosas o cidas pueden destruir los recubrimientos protectores incrementando las velocidades de corrosin, la presencia de cloruros y sulfatos en las cercanas de la costa o costa afuera, originan condensaciones en las superficies por cambios de temperatura causando corrosin intensa. reas ventosas ocasionan riesgos de erosin sobre el cuerpo. Cualquier depresin o sitio donde pueda empozarse el agua por largos perodos son puntos posibles de corrosin localizada.La existencia de recubrimientos faltos de adherencia por mala preparacin de superficie o mala seleccin del sistema son fuente de crevice o de ataque general, la presencia de aislamientos trmicos en ambientes hmedos puede generar corrosin drstica conocida como CUI (Corrosion Under Insulation)Cuando los tanques se encuentran total o parcialmente bajo el nivel del suelo o cuando por alguna razn se eleva el nivel del suelo, se presentan problemas de corrosin en la inter fase por diferenciales de aireacin y presencia de humedad. La corrosin externa del fondo de los tanques puede convertirse en un problema muy serio. El estndar API 650 recomienda que el fondo del tanque se construya 0,3m sobre el nivel de suelo a fin de promover el drenaje y minimizar la acumulacin de agua, tambin recomienda el relleno con arena limpia. Dicho material usado para formar la plataforma bajo el fondo puede contener productos qumicos corrosivos. La presencia de arcilla como contaminante en la plataforma de arena causa corrosin electroltica dando origen a puntos de crevice. Las fallas de drenaje en la estructura soportante pueden originar remanentes de agua en contacto con el tanque. Las ocasionales fugas de producto corrosivo a travs del fondo, fugas por sobrellenado e incluso agua de lluvia, pueden acumularse bajo el fondo externo y causar corrosin, tmese en cuenta la falta de drenaje en anillos de hormign. La falta de sello en el permetro del fondo del tanque facilita entrada de humedad y facilita diferenciales de aireacin.Debe mencionarse como crtica la condicin estructural del fondo del tanque considerando que se definen 2 zonas de diferente comportamiento esto es un diafragma central sujeto a bajo estrs que podra perder hasta un 60% u 80% de su espesor sin requerir reparacin, sin embargo en el rea perimetral de la unin fondo cuerpo sujeta a muy altos esfuerzos por carga y deformacin operativa, sitio calificado por los estndares como ZONA CRITICA hasta 3 de distancia de la sealada unin, casi siempre inmersa en fluido corrosivo donde normalmente los espesores de plancha requieren ser mayores, el rea se sustenta sobre la estructura de hormign y se requiere una proyeccin externa del fondo (Shime), haciendo del sector una enorme posibilidad de Stress Corrosin Cracking (Fractura por corrosin bajo esfuerzo).

Tambin afectan directamente a la condicin estructural del tanque los defectos originados en los anillos de hormign soportantes cuya estructura puede afectarse por corrosin galvnica, picaduras, crevice, esfuerzos, corrientes parsitas de los elementos de la malla metlica o ataque al mortero de relleno como: por cloruros, carbonatacin, oxigeno, sulfatos que debilitaran la estructura civil y podran ocasionar asentamientos o colapso del tanque.2.3.- CORROSION INTERNA:Especialmente en tanques para almacenamiento de petrleo, sus interiores estn expuestos al ataque corrosivo del agua, del aire y si existe presencia de gas sulfhdrico, en la carga de producto almacenado tambin presentar una contribucin significante a la corrosin. En general la primera causa de la corrosin interna de un tanque es la caracterstica y condicin y la cintica del producto almacenado.El petrleo como ejemplo, dspone entre otras impurezas de: Compuestos orgnicos, partculas slidas, iones metlicos, sales inorgnicas, agua, Sulfuro de Hidrogeno, micro orgaismos, Los mercaptanos son mas corrosivos, el agua y H2S tambin.Planchas del fondo interno: El agua (electrolito) se colecta en el fondo originando presencia de corrosin general, crevice o pitting. Las fuentes de origen de los elementos generadores de corrosin son:

Agua por acarreo en el producto por proceso, como condensacin del aire por el efecto respiro o como impureza de origen.Defectos de soldadura

Deficiencias en preparacin de superficies y aplicacin de pinturas

Depsitos slidos o elementos extraos (herramientas, empaques, madera)

Bacterias especficas a las condiciones de almacenamiento.El agua es el elemento corrosivo electrolito y es prcticamente imposible eliminarla. Si el tanque almacena un producto que no pueda humedecer la superficie formado una pelcula continua, se esperara presencia de ataque corrosivo general, pero si el tanque almacena producto que pueda humedecer el fondo y cuerpo, formando una pelcula es probable que se encuentre zonas afectadas por ataque localizado. Fondos donde se acumulan lodos probablemente mantendrn agua atrapada y generaran corrosion localizada macroscpica.Ciertos productos son ms propensos a captar la humedad y posteriormente separarse por los cambios de temperatura.

Planchas internas del cuerpo: Tanques con servicio de producto pesado o viscoso, sufren menos los efectos de la corrosin debido a la formacin de pelculas protectoras, sin embargo en tanques de techo flotante con productos livianos como gasolinas y naftas pueden experimentar problemas severos de corrosin en las superficies internas de las placas intermedias causadas por ataque atmosfrico. Este efecto se multiplica por los efectos erosivos de los sellos durante los procesos de llenado y vaciado, es decir en los mismos lugares del ataque atmosfrico.Debe considerarse en el caso de la corrosin interna la presencia de cascarilla de laminacin que tiene carcter catdico con relacin al acero. Esta se desprende normalmente de las paredes del cuerpo y techo interno, caen en el fondo donde existe agua como electrolito.Corrosin bajo techos cnicos: En el espacio de vapor sobre el nivel lquido puede originarse problemas crticos por la condensacin de los vapores de agua y si existe presencia de Sulfuro de Hidrgeno, el problema es mayor. La condicin estructural del techo conformado por unin a traslape de las planchas y su colocacin sobre las vigas y columna superior generan ambientes fciles para el desarrollo del crevice.Conforme el producto es bombeado desde o hasta el tanque, este acta como un pistn y el aire puede entrar o salir segn el proceso, los cambios de temperatura causan contraccin y expansin del lquido que as mismo generan entrada o salida de aire (efecto respiracin). El espacio de vapor sobre el lquido est cargado de humedad y el efecto respiro incrementa el espacio que es saturado con aire cargado de humedad. La humedad se condensa en el lado interno del techo, en las vigas, soportes, columnas y planchas del anillo superior, los condensados tienen carcter cido pero si existe presencia de gas sulfhdrico, el resultado en un inicio con pitting y se transforma en una prdida generalizada del espesor y perforacin. La solucin planteada se orienta al uso de recubrimientos aunque existen dificultades prcticas como el apantallamiento de vigas, falta de aplicacin en los traslapes.

Otro tipo de corrosin que puede presentarse en el interior de los tanques con almacenamiento de cargas contaminadas de sulfuros es el BLISTERING o FRAGILIZACIN causada por hidrgeno producto de la descomposicin de dicha sal y fractura especialmente en techo y fondo. Los tanques de acero que tienen defectos como laminaciones o inclusiones son ms susceptibles al ataque por hidrgeno. El ataque custico caustico tambin puede ocurrir en tanques que almacenan custicos. Las reas mas afectadas son aquellas sometidas a esfuerzos y se produce especialmente a temperaturas sobre 150 oF

Signos de crecimiento microbiolgico: El taponamiento de filtros es comnmente el resultado de crecimientos biolgicos o bacteriolgico y es causado por el limo que se origina en del desarrollo de colonias. Otros signos pueden ser el taponamiento de lneas, lectura errtica de los medidores, el olor a huevos podridos, los requerimientos de sustitucin en vlvulas, sellos.Las bacterias tienen capacidad de multiplicarse hasta por dos por cada 20 minutos. Donde exista contaminacin por Microorganismos o por cloruro, se presentarn problemas y el agua ser el factor comn del problema.

2.4.- OTRAS FALLAS: Se pueden llegar a producir fallas en tanques atmosfricos que podran ser catastrficas como cuando se presentan sobre presiones o los vapores inflamables en el interior del tanque explotan y rompen ya sea la unin fondo cuerpo o una junta lateral. Un tanque bien diseado y mantenido, debera romperse a travs de la unin cuerpo techo (Frangible joint), pero antes de romperse cualquier elemento, los accesorios de alivio de presin deberan estar operativos y calibrados a las condicionesLos defectos de manufactura ms significativos son causados por la falta de calidad de las soldaduras por lo que se recomienda la calificacin para la ejecucin y las pruebas de control de calidad.Los daos mecnicos requieren varias alternativas para reducir el riesgo. El tanque debe ser montado adecuadamente sobre estructuras de hormign armado y en algunos casos, dependiendo de las condiciones, anclado.Fractura frgil: Los aceros al Carbn con espesores in y ms, son susceptibles a las denominadas fracturas frgiles a temperatura ambiente o baja cuando estn sujetas a esfuerzo. Algunas fallas en tanques se han atribuido a la condicin de fragilidad del acero a bajas temperaturas combinadas con la imposicin de altas cargas originadas en estrs trmico que causan los cambios de temperatura violentos. Los aceros ferrticos usualmente presentan una buena resistencia a temperaturas moderadas, lo que quiere decir que ellos fallan en forma dctil con alta absorcin de energa, sin embargo por su naturaleza, todos los aceros ferrticos, especialmente de secciones gruesas en estructuras rgidas (planchas de 5/8 in y mayor), pueden fallar. La fractura frgil ocurre sin distorsin y las fracturas se propagan en forma rpida y puede cruzar varias planchas generalmente en forma perpendicular al esfuerzo, inicindose en un concentrador de esfuerzos (punto de cambio de geometra).Para que exista fractura frgil, deben existir condiciones como: Acero susceptible al medio

Operacin a baja temperatura (Bajo la denominada Temperatura de transicin)

Concentrador de esfuerzos. Se debe realizar pruebas de impacto como parte de la calificacin del procedimiento en los procesos de soldadura.3.- FORMAS DE CORROSION: CONCEPTOS, CAUSAS, FORMAS ESPECIFICAS3.1- CORROSION EN ACIDOS.

Un proceso normal para obtener hidrgeno en laboratorio es mediante la introduccin de un pedazo de zinc en una solucin de cido clorhdrico diluido, lo cual produce un rpido ataque del zinc desprendindose hidrgeno segn la siguiente reaccin:

Zn + 2HCI = Zn Cl2 + H2Otros metales tambin son disueltos o corrodos por medio de cido liberando hidrgeno.

Fe + 2HCI = FeCl2 + H22Al + 6HCl = 2Al Cl3 + 3H23.2.- CORROSION EN SOLUCIONES NEUTRAS Y ALCALINAS

La corrosin de los metales tambin puede presentarse en agua limpia, agua de mar, soluciones salinas y soluciones alcalinas o bsicas. En la mayora de las cuales la corrosin solamente ocurre cuando las soluciones contienen oxgeno disuelto del aire.

4 Fe + 6H2O + 3O2 = 4 Fe (OH)3Que, al secarse (deshidratarse) da lugar a

2 Fe (OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

Reacciones similares ocurren cuando el zinc se expone al agua o aire hmedo.

2 Zn + 2H2O + O2 = 2 Zn (OH)2Zn (OH)2 = ZnO + H2O

3.3- CORROSION EN OTROS SISTEMAS

Los metales tambin pueden ser atacados en soluciones que no contengan oxgeno o cidos y las soluciones tpicas son aquellas denominadas oxidantes que contienen sales frricas o compuestos cpricos.

Zn + 2FeCl3 = ZnCl2 + 2FeCl2Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.

Existen algunas reacciones diferentes a las anteriores que son consideradas QUIMICAS DIRECTAS, es decir que en su mecanismo no existe generacin de corriente elctrica.

Tal es el caso del ataque del Nquel por el Monoxido de Carbono con formacin de carbonilo de Nquel como lquido voltil.

Ni + 4 CO = Ni (CO)4El ataque de metales por solventes orgnicos, en ausencia de agua como el caso del magnesio en la obtencin de los reactivos de Grighard

Mg + RX = R MgX

Mg + C2H5Br = C2H5MgBr

La deterioracin del concreto por sulfatos.

3.4.-ELECTROQUIMICA DE LA CORROSION

Reacciones electroqumicas son aquellas reacciones qumicas en las cuales existe una transferencia de electrones, es decir, es una reaccin qumica que comprende el fenmeno de oxidacin y reduccin.

En la reaccin de zinc:

Zn + 2HCl = Cl2Zn + H2Podemos escribir:

Zno + 2H+ + 2Cl- = Zn++ + 2Cl- + H2oEl ion cloruro no participa en la reaccin en forma directa, luego:

Zno + 2H+ = Zn++ + H2oEl zinc se oxida ------------- ------------ pierde electrones

El hidrgeno se reduce ---------------- gana electrones

Zno = Zn++ + 2eOXIDACION

2H+ + 2e = H2 REDUCCION

En trminos de corrosin:

La reaccin de oxidacin se denomina ANODICA

La reaccin de reduccin se denomina CATODICA

CORROSION = Reaccin Andica + Reaccin Catdica

Reaccin de oxidacin -------- Zn = Zn++ + 2e

REACCION ANODICA

Gana Valencia -------- Fe = Fe + 2 + 2e

Pierde Electrones -------- Al = Al + 3 + 3e

M = M + n + ne-

Reaccin de Reduccin

REACCION CATODICA

Pierde Valencia

Gana electrones

ECUACIONES CATODICAS TIPICAS

a.-Desprendimiento de hidrgeno2 H+ + 2e = H2

b.-Reduccin de Oxgeno (soluciones cidas)

O2 + 4 H+ + 4 e- = 2 H2O

c.-Reduccin de Oxgeno (soluciones neutras o alcalinas)O2 + 2 H2O + 4 e- = 4OH-d.-Reduccin de Iones metlicosFe+3 + 1e- + Fe+2

e.-Depsito de metalCu+2 + 2e- = Cu

Las reacciones de corrosin son combinaciones de una o ms de las reacciones catdicas indicadas unidas a una reaccin andica.

En la mayora de los casos prcticos, la presencia de oxgeno disuelto en las soluciones, incrementa el proceso catdico de las reacciones; por lo que un mtodo comn para reducir la corrosividad es remover la cantidad mxima de oxgeno, inclusive en soluciones cidas.

Los procesos de corrosin son casi siempre electroqumicos. En los medios acuosos, la accin es similar a la que ocurre en una pila comn formada por un electrodo de carbn que ocupa el centro de la pila y un electrodo de ZINC que hace de recipiente, separados ambos electrodos por un electrolito compuesto en esencia por solucin de Cloruro de Amonio que es el material que genera la reaccin qumica necesaria para producir una corriente elctrica cuando los dos metales carbn y zinc, son conectados mediante un alambre. CORRIENTE

CORRIENTE

C Zn Zn C

Por convencin, la corriente elctrica de la batera, fluye desde el Zinc hacia el electrolito y luego sobre la barra de carbn (en direccin contraria al flujo de electrones). A medida que la corriente abandona el Zn, acarrea pequeas partculas de metal en forma de IONES. Tan pronto como esos IONES son disueltos en el electrolito, se integran con Iones de Hidrgeno que se encuentran sobre la barra de carbn.

En forma prctica se generaliza que en cualquier celda galvnica, el electrodo desde donde la corriente fluye en el electrolito o solucin es conocido como ANODO y ser destruido por el flujo de corriente, mientras el electrodo que recoge corriente del electrolito es conocido como el CATODO.

Lo antes expuesto resume para que exista un proceso de corrosin (al menos desde el punto de vista electroqumico) es indispensable que existan los elementos constitutivos de una pila galvnica, es decir:

*ANODO

*CATODO

*ELECTROLITO

*UNION METALICA (Puede ser el mismo cuerpo)

REGLA GENERALIZADA

En cualquier reaccin electroqumica la media celda ms negativa tiende a oxidarse mientras que la media celda ms positiva tiende a reducirse.

3.4.1.-CELDAS ELECTROQUIMICASSon tres los principales tipos de celdas que toman parte en las reacciones de corrosin y de donde se derivan algunos tipos especficos de celdas prcticas que sern analizadas adelante, pero el fundamento bsico se detalla a continuacin:

Celdas de electrodos discmilesFundamentan su accin en la diferencia de potencial generada entre dos electrodos o metales diferentes inmersos en un mismo electrolito, llamada tambin pila galvnica, en donde el metal ms activo de una serie galvnica se constituye como el nodo, cediendo electrones y por tanto corroyndose.

Son ejemplos de esta clase de celda, un metal que contiene en la superficie como fase separada impurezas conductoras, una tubera de cobre conectada a una de hierro, elementos de un material metlico unido a otro diferente.

Celdas de ConcentracinExisten casos en que se tienen materiales metlicos de la misma naturaleza, que sin embargo pueden originar una diferencia de potencial, causando procesos de corrosin. Esto ocurre cuando teniendo un mismo material metlico en contacto con diferentes concentraciones de un mismo electrolito o, en contacto con el mismo electrolito pero existiendo diferencias en la concentracin de los gases disueltos. En el primer caso tenemos PILA DE CONCENTRACION IONICA y en el segundo PILA DE AEREACION DIFERENCIAL.

a)Celda de accin InicaEcuacin de equilibrio:

1

M M+n + n e-

2

disminuyendo la concentracin de IONES Mn+, el equilibrio tender a acelerar la ecuacin en sentido 1, aumentando la tendencia a la prdida de electrones, aumentando el valor del potencial, y por lo tanto incrementando la concentracin disminuira el valor del potencial.

Luego se constituye que:

Anodo: es aquella porcin inmersa en solucin ms diluida.

Ctodo: es aquella porcin inmersa en solucin ms concentrada.

Las soluciones tienden a llegar a la misma concentracin.

b)Celda de aireacin diferencial,

O celda de concentracin de Oxgeno, se fundamenta en que siendo el oxgeno parte de mayor proporcin en el aire y siendo este elemento uno de los principales agentes de la reacciones catdicas por reduccin.

En una reaccin de corrosin, el aumento de la concentracin de oxgeno, orientara el equilibrio hacia el mayor consumo de oxgeno en las zonas de mayor concentracin constituyendo las zonas catdicas, mientras las zonas de menor concentracin acelerarn las reacciones Andicas.

Celdas diferenciales de TemperaturaEn este tipo de pilas, los componentes son electrodos del mismo metal, sumergidos en electrolitos de similares concentraciones iniciales pero a temperaturas diferentes.

El aumento de temperatura, aumenta la velocidad de las reacciones electroqumicas como las velocidades de difusin luego la elevacin de temperatura acelera el proceso corrosivo (aunque existen casos en que ocurre lo contrario como el caso de eliminacin de gases disueltos). Se debe tomar en cuenta tambin la influencia de la elevacin de temperatura en las pelculas protectoras formadas sobre los materiales metlicos.

Experimentalmente se ha encontrado que:

En soluciones de sulfato de cobre, un electrodo de cobre a temperatura ms elevada se constituye en Ctodo mientras a temperatura ms baja es Anodo.

El hierro en soluciones diluidas y aireadas de Cloruro de Sodio, tiene como Anodo la parte ms fra, pero en poco tiempo por efecto de agitacin y aireacin se puede invertir la polaridad.

SERIES ELECTROQUIMICAS DE LOS METALES

Metal Ion metlico Potencial contra la celda H2

(Actividad unitaria) a 25 oC (V)

K-K+ - 2.925

Na-Na+ - 2.714

Activos o Mg-Mg++ - 2.363

Andicos AL-Al+++ - 1.662

Zn-Zn++ - 0.763

Cr-Cr+++ - 0.744

Fe-Fe++ - 0.440

Cd-Cd++ - 0.403

Co-Co++ - 0.277

Ni-Ni++ - 0.250

Sn-Sn++ - 0.136

Pb-Pb++ - 0.126

H2/H+ 0.00

Cu-Cu++ + 0.337

Hg-Hg++ + 0.788

Nobles o Ag-Ag+ + 0.799

Catdicos Pd-Pd++ + 0.987

Pt-Pt++ + 1.2

Au-Au+++ + 1.498

Fuente: NACE CORROSION ENGINEERS REFERENCE BOOK 1983

3.5.-CELDAS PRACTICAS DE CORROSION.

Fueron analizados en forma terica general los conceptos de las celdas galvnicas las celdas de corrosin galvnica por metales diferentes en contacto, las celdas causadas por diferencial de concentracin, las celdas diferenciales de Aireacin o temperatura, sin embargo, desde el punto de vista prctico en estructuras de gran tamao especialmente en el caso de ductos y tanques que se construyen enterrados o en contacto con el suelo ,bajo condiciones de aireacin diferencial y sobre las que se generan condiciones que originan nodos y ctodos..

Celdas de metal diferente.- Se generan cuando materiales distintos se encuentran en medio de un electrolito comn y existe contacto entre ellos como en el caso de unin de bridas de acero al carbn con inoxidable, unin entre planchas mediante pernos o remaches de diferente material, accesorios de Cobre o bronce, tubera con proteccin catdica unida a un tanque sin proteccin, cada de cascarilla de laminacin, herramientas cadas al fondo, material de suelda diferente, Celdas por suelos diferentes (Diferenciales de Concentracin).- Una estructura ubicada sobre suelos diferentes como el caso de reas de tanque en contacto con concreto y reas restantes de tierra, reas en contacto con arena y reas andicas en los puntos de suelo con menor resistividad (arcillas),durante el relleno del anillo, se dispone de diferente tipo de material que indiscriminadamente es colocado en contacto con la estructura dando como resultado la aparicin de pequeas celdas en dferetes zonas.

Tanques de gran tamao en que el agua de lluvia o de pequeos fugas generan las condiciones para la formacin de nodos y ctodos bajo el fondo. Tanques para almacenamiento de cido sulfrico, la zona superior con menor concentracin que en la zona inferior por dilucin.

Celdas diferenciales de aireacin.- Las estructuras pueden estar localizadas en un mismo tipo de suelo, sin embargo algunas zonas pueden ser diferencialmente areadas como el permetro del tanque comparado con el rea en el centro del tanques o internamente la zona inferior y la zona superior, producindose la zona andica como ya se analiz en el rea de mayor aireacin. Defectos en la instalacin de TAPES originan bolsas de aire que originan acelerada corrosin

Celda fondo nuevo fondo viejo.- Es una condicin similar a las celdas de metal diferente y generalmente ocurre en reas de reparacin y reemplazo encontrndose que bajo similares condiciones, el rea nueva tiende a fallar con mayor rapidez, esto se debe a que la tabla galvnica existe diferentes valores de potencial para ambas estructuras, hacindose andica la estructura nueva por efectos de demora en alcanzar la polarizacin.

Corrosin por escala de laminacin (Cascarilla de laminacin, mil Scale) .- Este material aunque no es un metal acta como tal en contacto con la estructura siendo mas noble que el acero en la serie galvnica y por lo tanto en medios electrolitos causarn corrosin del metal.

SERIES GALVANICAS PRACTICASPotencial normal tpico observado en suelos neutros y agua, medido con relacin a la celda de Cobre / Sulfato de Cobre.

METALVOLTIOS

Magnesio comercial puro

Aleacin de Magnesio (6% Al/ 3% Zn/ 0,15% Mn)

Zinc

Aleacin de Aluminio (5% Zn)

Aluminio puro comercial

Acero de aleacin media (Mild Steel) limpio y brillante

Acero de aleacin media (Mild Steel) oxidado

Hierro forjado (No grafitizado)

Plomo

Acero de aleacin media en concreto

Cobre, Bronce, Latn

Hierros forjados de alto silicio

Calamida sobre Acero

Carbn, grafito, coke 1,75

1,6

1,1

1,05

0,8

0,5 a 0,8

0,2 a 0,5

0,5

0,5

0,2

0,2

0,2

0,2

0,3

SERIES GALVANICAS EN AGUA DE MAR

Magnesio

Zinc

Berilio

Aleaciones de Aluminio

Cadmio

Acero de media/ Hierro forjado

Aceros de baja aleacin

Hierro forjado con Niquel Aust.

Aluminio Bronce

Bronce naval/Bronce amarillo

Bronce rojo

Estao

Cobre

Soldadura Plomo/Estao 50/50

Bronce Aadmiralty/ Bronce Al

Bronce Manganeso

Bronce Slice

Bronces Estao

Aceros Inoxidable tipo 410/416

Plata-Nquel

90-10 Cu-Ni

80-20 Cu-Ni

Acero Inoxidable tipo 430

Plomo

70-30 Cu-Ni

Bronce Nquel Aluminio

Aleacin 600 Ni-Cr

Aleaciones Plata-Bronce

Nquel 200

Plata

Aceros Inoxidables 302 304 321 347

Acero Inoxidable 316 317

Aleacin 20

Titanio

Aleacin C Ni-Cr-Mo

Platino

Grafito

3.6.- ANALISIS DE ALGUNAS FORMAS DE CORROSION TIPICAS EN TANQUES

3.6.1.- CORROSION UNIFORME

El ataque uniforme, representa la mayor prdida de producto (metal) en funcin del tiempo, sin embargo de menor importancia desde el punto de vista tcnico ya que su avance puede ser estimado en base a pruebas simples con datos histricos comprobables, o pruebas elementales de laboratorio la que nos permitirn estimar sus caractersticas, vida til y grado de criticidad, o en otros casos considerar un margen de corrosin durante el diseo (Corrosion Allowance).

El ataque uniforme puede ser prevenido o controlado mediante:

Materiales adecuados para determinados ambientes

Utilizacin de recubrimientos

Aplicacin de inhibidores

Aplicacin de proteccin catdica

Control de las variables del proceso (ej. Humedad, aireacin)

El hierro expuesto a la atmsfera en ausencia de humedad se corroe a una velocidad despreciable, en climas con temperaturas inferiores al punto de congelacin del agua sobre las superficies metlicas, la oxidacin es despreciable. El hielo es mal conductor elctrico.

La incidencia de la corrosin por la atmsfera depende no solo del contenido de humedad sino tambin del contenido de polvo, cloruros y otras impurezas, algunas de las cuales favorecen la condensacin.

El estndar ISO 9223, establece una forma tcnica prctica para clasificar tipos de atmsfera (Corrosion of metals and alloys Corrosivity of atmospheres Classification3.6.2.- CORROSION LOCALIZADA MACROSCOPICACorrosin Galvnica

Mientras mayor sea la diferencia de Potencial entre los dos metales, mayor ser la posibilidad de corrosin galvnica.

Ntese que la corrosin galvnica solamente incrementa el deterioro de uno de los metales (llamado el ms activo) mientras que el otro metal no se corroe y se denomina metal ms noble.

En vista de que la densidad de corriente es funcin del rea de un conductor, es importante considerar la relacin de reas entre el metal noble y el metal activo.

Una gran rea noble con relacin a una pequea rea activa, acelerar la corrosin, debido a que la misma cantidad de corriente fluye en poca rea.

C/A>1=CORROSIONLa diferencia de potencial desarrollada entre los metales del par, puede ser cuanificada para un medio dado y est tabulada en lo que se denomina serie galvnica y por lo general la corrosin galvnica es ms fcil que ocurra mientras ms separados estn los metales en la serie.

PRECAUCIONES

Usar metales que estn prximos en la serie galvnica para el medio dado

Evitar efectos desfavorables de rea

Aislar elctricamente los metales

Utilizar recubrimientos

Utilizar proteccin catdica o un tercer metal de sacrificio

Corrosin por socavados (CREVICE)

Diferenciales de concentracin (Ej. acides)

Diferenciales de oxgeno (ausencia de oxgeno)

Crecimiento de Iones perjudiciales

Disminucin un inhibidor

Como todas las formas de ataque localizado, este tipo no se presenta en todas las combinaciones metal- medio corrosivo, algunos materiales son ms susceptibles a este tipo de corrosin que otros; aquellos que dependen de una pelcula por accin de oxgeno para su proteccin contra la corrosin como los aceros inoxidables, aluminio, titanio.

Se puede suplir con aleaciones y el buen diseo es lo indicado para combatir el problema, evitar juntas ribeteadas, remocin de empaques en paradas de mantenimiento, utilizando empaques slidos no absorbentes, integridad de pinturas, limpieza, evitar unin metal no metal.

Se caracteriza por la poca penetracin pero mayor dimetro y el desarrollo autocataltico originado en que por abatimiento del Oxgeno en los espacios mnimos, se genera una fuerte atraccin de cargas negativas como Cloruros.Corrosin por picaduras (PITTING)

Este tipo de corrosin ocurre cuando un metal es protegido por una pelcula que es parcialmente resistente y puede presentarse sobre: magnesio, aluminio, titanio, aceros inoxidables, cobre, acero, hierro, plomo u otros.

La importancia prctica del pitting depende el espesor del metal y de la velocidad de penetracin, la misma que decrece con el tiempo especialmente si el nmero de pitts incrementa, existiendo casos de falla de equipos causados por perforacin con solo pequea prdida del material en peso.

El proceso de desarrollo de pitting es auto cataltico puesto que dentro del pitt se produce condiciones que estimulan la actividad. Ej : en soluciones aireadas de cloruro de sodio donde, en el interior del pit ocurre rpida disolucin mientras la reduccin del oxgeno ocurre en las superficies adyacentes, similar al caso analizado en el crevice . (4)

La rpida disolucin del metal dentro del pitt tiende a producir un exceso de cargas positivas en esta rea, dando como resultado la migracin de iones cloruro para mantener la electro neutralidad, entonces dentro del pit se presenta alta concentracin de cloruros y la hidrlisis.

M+ + CI- + H2O = MOH + H+ + CI-dando alta concentracin de H+Los cloruros y el hidrgeno estimulan la disolucin del metal acelerando el proceso con el tiempo.

Desde el punto de vista prctico, las mayores fallas por pitting se presentan en medios que contengan cloro o cloruro y los mismos estn presentes en la mayora de aguas.

SE RECOMIENDA:

Control de PH a valores altos o presencia de hidrxidos, cromatos o silicatos, siempre dentro de las limitaciones establecidas en el proceso.

El incremento de las velocidades de flujo.

Los aceros inoxidables son ms susceptibles al pitting que los aceros al carbn.

Mantenimiento de superficies limpias y homogneas.

uso de recubrimientos.

Tipo de corrosin es evaluada por profundidad de pitt y no por prdida de peso.

3.6.3.- CORROSION LOCALIZADA MICROSCOPICAEn estos casos de corrosin, la cantidad de metal disuelta es mnima y el dao causado puede ser mximo, casi no es visible al ojo humano y se requieren equipos especiales para su identificacin.Ampollamiento por Hidrgeno (BLISTERING)

Causado por la penetracin del hidrgeno dentro del metal, produce deformaciones locales blister o burbuja, llegndose al caso de destruccin total del recipiente. Se fundamenta en la difusin de hidrgeno atmico y formacin de hidrgeno molecular que al acumularse en alguna discontinuidad estructural del material desarrolla presiones elevadas que deforman el material y pueden llegar a la rotura.

A pesar de que los aceros dctiles de baja resistencia no son susceptibles a la fragilidad por Hidrogeno, ocasionalmente puede ocurrir ampollamiento por hidrogeno. Normalmente el Hidrogeno atmico que entra al acero entre los lmites de los granos se difundir a travs del metal. Ocasionalmente, una inclusin u otra anomala en la estructura del grano detendr la difusin del Hidrogeno. Esto producir presin y un agrietamiento interno que con la formacin continua de molculas desarrolla ampollas. Generalmente esto ocurre en equipo de baja presin, y se ha reportado pocas fallas resultantes por esta causa.

Si se desarrollan condiciones donde se observa ampollas, debe reeplazarse el equipoAraque por Hidrgeno: Fragilizacin (Hydogen embrittlement) (6)

Debido a la difusin lenta del hidrgeno atmico o la que se produce una descomposicin de la molcula por efectos trmicos se presenta en algunos aceros especialmente una baja en la ductilidad.

El hidrgeno puede ser producido en medio acuoso o directamente sobre la superficie del metal por reacciones de los productos de corrosin, por proteccin catdica, lavados cidos, etc.

Ej : Fe + H2S ---> Fe S + 2H+

Los tomos de hidrgeno se combinan para formar hidrgeno molecular pero algunos tomos pueden ser absorbidos dentro de la estructura del metal.

Si el metal est bajo condiciones de esfuerzo pueden ocurrir fracturas pudiendo ser inter granulares o trans granulares y su explicacin se basa en la acumulacin de hidrgeno en dislocaciones u otros defectos del material y esfuerzo generados.

La susceptibilidad a este tipo de corrosin incrementa con el incremento de la Resistencia a la tensin y ocurre raramente en medias y bajas aleaciones.

PARA PREVENIR ESTE TIPO DE ATAQUE SE RECOMIENDA:

Evitar condiciones de generacin de hidrgeno sobre la superficie del metal.

Escogiendo materiales adecuados o resistentes al medio, evitando en lo posible defectos de fundicin (Curvas de Nelson).

Decarburizacin por HidrgenoEs un tipo de ataque que ocurre generalmente a alta temperatura y es causado por la reaccin qumica entre el hidrgeno y el carbn que constituye la aleacin de los aceros formando compuestos gaseosos del carbn, siendo el ms elemental el Metano.

La decarburizacin puede ser superficial que no presenta problemas graves por s, sino que es una seal de decarburizacin potencial interna. La decarburizacin interna es causada por la difusin del hidrgeno y posterior reaccin con los carburos formando igualmente compuestos gaseosos que no pueden difundirse dando lugar a sobre presiones localizadas internas que degeneran en microfisuras. (7)

Para aceros al carbn, la decarburizacin superficial es generalmente el modo predominante de ataque en altas temperaturas y bajas presiones mientras a bajas temperaturas y altas presiones favorecen el ataque interno. En los aceros aleados la situacin es compleja.

Para cualquier condicin de fallo en aceros causados por ataque por hidrgeno se han determinado un set de curvas empricas popularmente llamadas Curvas de Nelson, las mismas que guan una demarcacin de lmites permisibles de operacin en funcin temperatura, presin parcial de hidrgeno y tipos de acero.

Estas curvas sirven como criterio universal reconocido para equipo petrolero de refinacin, qumico o Petroqumica industrial que involucre presencia de hidrgeno.

Stress Corrosion Cracking S.C.C.(Fractura por corrosion bajo esfuerzos)Es una fractura causada por la presencia simultnea de esfuerzos de tensin residuales o aplicados en medio corrosivo especfico.

Durante el proceso, el metal o aleacin no es virtualmente atacado en su superficie, mientras que muy finas rajaduras progresan en la estructura microcristalina de la misma.

Los esfuerzos que pueden causar rajadura pueden originarse en:

Esfuerzos residuales por soldadura, tratamiento trmicos u originados en el servicio, deformaciones en fro como doblado.

La forma puede ser intergranular o transgranular dependiendo del medio y de la estructura del metal, mantenindose buen aspecto del material y sin ocurrencia de prdida de peso hasta que ocurre la fractura.

Como condicin necesaria para que exista este tipo de corrosin, deben existir tres factores:

*Susceptibilidad del Metal; al S.C.C. en el medio: Ej. Acero al carbono bajo tensin en Na OH caliente.

*Medio Corrosivo Adecuado : Ej. Latn (70 Cu - 30 Zn) en Amonaco.

*Esfuerzo de Tensin.ResidualCorrosin por fatiga.Es la tendencia que un metal tiene a la fractura, debido a esfuerzos repetidos o cclicos, es comn en estructuras sujetas a vibraciones continuas, ciclos trmicos, torsin, etc.

Cuando la susceptibilidad a la fatiga se incrementa por presencia de un medio corrosivo, la falla resultante se llama fatiga de corrosin.

Un medio corrosivo en ocasiones disminuye a la mitad, el esfuerzo que normalmente se requiere para causar la falla en aire seco.

Cuando mayor sea la tensin y/o torsin aplicada en cada ciclo, menor es el tiempo para llegar al fallo y tpicamente las grietas son trans granulares.

El inicio de la fractura se presenta en un pitt, hendidura o disminucin de superficie que a ms de reducir la resistencia mecnica por factor de rea, origina una media celda localizada de corrosin. (9)

PREVENCIN:

Incrementando la resistencia a la tensin de los metales o aleaciones segn el medio y las condiciones de trabajo.

Alteraciones de diseo para evitar tensiones o reducciones de Area.

Existen inhibidores de corrosin que disminuyen el efecto de la fatiga.

Es comn usar recubrimientos tales como electro deposicin de Zn, Cr, Ni, Cu.

Evitar concentradores de esfuerzos como: disminucin sbita de reas y dando geometras adecuadas.

4.MECANISMOS DE CONTROL DE LA CORROSION

CONCEPTOS

Los efectos de la corrosin se presentan en forma directa e indirecta, siendo algunos de naturaleza econmica como por ejemplo:

Sustitucin del equipo corrodo

Paralizacin del equipo por fallas ocasionadas

Contaminacin por prdida de productos

Prdida de eficiencia de los equipos

Sobredimensionamiento de proyectos

Equipo redundante y Stand By

El conocimiento de la reacciones involucradas en los procesos corrosivos es un pre requisito para el control efectivo de tales reacciones, debiendo adems cumplir con ser Efectivo, Eficiente, Econmico.Un proceso corrosivo tambin involucra como elementos participantes:

Las variables dependientes del material metlico

Las variables dependientes del medio

Las variables dependientes de las condiciones

4.1.- CONTROL MEDIANTE VARIABLES DE PROCESO (ALTERACIN DEL MEDIO)De aplicacin durante los procesos operativos y de mantenimiento bajo responsabilidad del Ingeniero de Planta o de Mantenimiento, el objetivo es hacer de las condiciones del medio menos drsticas para el material, pero dentro de las limitaciones que el proceso lo impone.

Algunas de las ms comunes variables que tienen influencia en la corrosin son:

Concentracin de los constituyentes principales

Impurezas

Temperatura

pH

Grado de aireacin

Velocidad

Inhibidores

Procedimientos de arranque y parada

Procedimientos de almacenamiento fuera de servicio

Lo cual, segn se determine implica aplicacin de tcnicas como: Neutralizacin, deshidratacin, deaireacin, dessulfuracin, seleccin de qumicos adecuados, control de temperatura, etc. Drenaje, gas de blanket, control de temperatura, pre tratamientos en el caso de tanques.El conocimiento del comportamiento cintico del material con sus posibles variaciones, impurezas comunes son factores de anlisis para el control.

4.2.- CONTROL DE LA CORROSION MEDIANTE LA SELECCIN DE MATERIAL Y DISEOS ADECUADOS

El anlisis de los problemas de corrosin deber ser atacado desde los puntos de vista QUIMICO Y METALURGICO.

Una respuesta ideal, desde el punto de vista terico para los problemas de corrosin sera tender al uso de materiales nobles, sin embargo, se debe tomar en cuenta que un material es noble para determinados medios pero no para otros, ms an cualquier mecanismo de control debera cumplir en la condicin de econmico, eficiente y efectivo.

Un material ideal para la construccin de un tanque debera ser:

No atacable por el sistema qumico que contiene

Sin influencia sobre la calidad del producto

De resistencia mecnica adecuada

De costo esencialmente econmico

La tecnologa y los requerimientos modernos, han dado origen a una virtual revolucin en los materiales, se han desarrollado nuevos materiales en gran cantidad y calidad.

En el caso de tanques de almacenamiento, la estandarizacin internacional de referencia define en base de experiencia los materiales ms adecuados dependiendo del producto y condiciones, por ejemplo el API 650 dedica la seccin 4 a definicin de materiales.4.3.- CONTROL DE LA CORROSION MEDIANTE INHIBIDORES DE CORROSIN

Un inhibidor de corrosin, es una sustancia que cuando es adicionada al medio, en poca atidad, disminuye la velocidad de ataque del medio sobre el metal.

Estos productos son comnmente adicionados en pequeas cantidades a los medios corrosivos, en forma continua o intermitente.

Este sistema de control, puede ser el ms econmico eficiente y efectivo, si se tiene un real y completo conocimiento de:

Mecanismo del ataque corrosivo - Medios y condiciones

Mecanismo de la accin inhibidora - Medio, Reacciones

Dosificacin adecuada y condiciones - Cantidad, variables

Efectos negativos sobre el material o el producto

Los inhibidores de corrosin pueden tener su efecto sobre las reacciones andicas, catdicas o sobre ambas, dando lugar, por su mecanismo de operacin a: Formadores de barrera, neutralizantes, captadores o miscelneos.

Es importante el conocimiento del inhibidor y su mecanismo de accin, a fin de evitar problemas que podran generarse en los procesos productivos como: Espumacin, formacin de emulsiones, taponamiento, alteracin en procesos posteriores, efectos en transferencias de color o efectos txicos.

4.4.- CONTROL DE LA CORROSIN MEDIANTE RECUBRIMIENTOS

Para controlar la corrosin tambin se emplean diversas tcnicas de proteccin tales como la alteracin superficial de los metales, consistente en crear o provocar una barrera protectora producto del mismo metal, como es el caso del anodizado. En este proceso el metal a proteger se oxida electrolticamente, es decir, se le somete a condiciones tales que produce una pelcula superficial de xido del mismo metal, xido que por lo general es de apariencia agradable, transparente, duro y muy protector; ejemplo, el aluminio anodizado. Asimismo, un metal dado puede combinarse o alearse con otros metales, no tanto con el fin de conseguir una alteracin benfica en sus propiedades mecnicas, sino para mejorar su resistencia a algn tipo de corrosin. Un ejemplo tpico lo constituye el acero inoxidable, en donde el hierro se combina con elementos tales como el cromo, nquel, molibdeno, etc., los cuales incrementan notablemente la resistencia de esa aleacin a degradarse qumicamente.

Tambin se puede aislar fsicamente al metal del medio en que se encuentra expuesto. Esto se efecta por medio de recubrimientos aislantes como las pinturas anticorrosivas. La mayora de estas pinturas contienen, aparte de los elementos de una pintura convencional, sustancias que inhiben activamente el deterioro de un metal por corrosin, en caso de que la pintura presente algn defecto tal como porosidad, fractura, etc.

El recubrimiento, es el mtodo ms comnmente usado para combatir la corrosin. La funcin de estos recubrimientos es en definitiva aislar al superficie enterrada o sumergida del medio corrosivo.

De acuerdo a la composicin final y al mecanismo de accin, se pueden identificarlos como:

Inertes o esencialmente inertes

De inhibicin

De sacrificio

Mientras que si atendemos a las caractersticas fsicas, los recubrimientos pueden ser clarificados como:

ANODIZACION

FOSFATIZACION

(Reacciones de Superficie)

RECUBRIMIENTOS INORGANICOS

ALUMINACION

POR CONVERSION

CALORIZACION

CROMATIZACION

CEMENTOS HIDRAULICOS

RECUBRIMIENTOS INORGANICOS

CERAMICAS

CEMENTOS / ESMALTES

ESMALTES VITREOS

ANODICOS

RECUBRIMIENTOS METALICOS

CATODICOS

LININGS Y CLADS

PINTURAS

RECUBRIMIENTOS ORGANICOS

CINTAS

En general, son deseables caractersticas como:

a) Aislamiento efectivo

b) Efectiva barrera contra la humedad

c) Aplicacin que no afecte al material base

d) Aplicacin que genere un mnimo de defectos

e) Buena adherencia al material base

f) Resistente con el tiempo

g) Resistente durante el almacenamiento y manejo

h) Habilidad para mantener resistencia con el tiempo

i) Fcil de reparar

Los factores tpicos a considerar cuando se selecciona un recubrimiento son:

1. Tipo de medio

2. Accesibilidad de material base

3. Temperatura de operacin

4. Condiciones en la aplicacin

5. Tipo de recubrimiento aplicado anteriormente

6. Manejo y almacenamiento

7. Manejo y manipulacin del material base

8. Costos 4.4.1.- PINTURASEn general, este tipo de recubrimientos, comnmente conocidos como pinturas, se definen como una dispersin RELATIVAMENTE ESTABLE DE UN PIGMENTO FINAMENTE DIVIDIDO EN UNA SOLUCION DE UNA RESINA Y ADITIVOS. Su composicin debe obedecer a una formulacin ya probada, tal que al ser aplicada y seca, la pelcula resultante represente una barrera flexible, adherente y con mxima eficiencia de proteccin contra la corrosin.

Sus caractersticas finalmente deberan ser: proporcionar una buena barrera, inhibir la corrosin, proporcionar larga vida a bajo costo.

Estos revestimientos aplicados, constituyen el sistema de mayor difusin (108,6 B$ de untotal de 121,41 B$ USA cost corrosin study 1998), no por ser la mejor solucin sino por las facilidades de aplicacin y en la mayora de las veces ms econmico, entre otras, las finalidades de un sistema de pintura son : identificacin, seguridad, disminucin de rugosidad, ambiente agradable, impedir adherencia marina, evitar corrosin.4.4.1.1.- CONSTITUYENTES

Resina:Compuestos orgnicos o inorgnicos, polimricos, formadores de pelculas y cuyas funciones fundamentales son las de fijar el pigmento, promover buena adherencia y formar una barrera flexible, durable e impermeable a los agentes corrosivos del medio ambiente. Son conocidas algunas de las siguientes resinas formadoras de pelcula :

Latex

Resina Alqudica

Resina Poliamidica (Epxica)

Resina Poliamnica (Epxica)

Resina Ester (Epxica)

Resina Vinlica

Resina Caucho clorinado

Resina Acrlica

Resina Uretano

Resina Fenlica

Resina Silicn

Silicatos

Aditivos:Son compuestos metlicos u rgano-metlicos que pese a ser adicionados en pequeas cantidades tienen gran influencia sobre la viscosidad y estabilidad del recubrimiento lquido as sobre el poder de nivelacin y apariencia de la pelcula ya aplicada, entre otros, tenemos agentes secantes, agentes oxidantes, agentes estabilizadores, agentes surfactantes, agentes plastificantes, agentes txicos, que confieren determinadas caractersticas especficas al recubrimiento.

SolventesSon lquidos orgnicos de base aliftica cuya funcin principal es la de disolver o dispersar las resinas y aditivos y presentar un medio adecuado para la dispersin del pigmento. No forman pelculas, se eliminan del recubrimiento en el proceso de secado, mejoran las condiciones de viscosidad para facilitar el manejo.

Los solventes muy voltiles tienden a producir porosidad mientras los poco voltiles retardan el proceso de secado. El poder de disolucin es til tanto para preparacin del recubrimiento como para el ajuste de viscosidad.

Pigmentos:Son substancias slidas orgnicas o inorgnicas que reducidas a un tamao inferior a la 25 micras (1 Mil. de pulgada) y dispersos en el vehculo, imparten a la pelcula seca del recubrimiento propiedades tales como resistencia a la corrosin, resistencia mecnica, poder cubriente y tambin proteccin a la resina de la accin degradante de los rayos ultravioleta del sol.

Los pigmentos pueden ser:

a)Pigmentos Inhibidores: Inhiben en mayor o menor grado la corrosin o se refiere a los pigmentos metlicos como Zinc y Aluminio impiden el acceso de agentes corrosivos al sustrato metlico por obstruccin de poros presentes y entre otras tenemos:

Minio-Subxido de plomo, cromato bsico de zinc

Polvo de zinc, xido de zinc, amarillo de zinc

Sulfato bsico de plomo, etc.

b)Cargas inertes : Cuando la cantidad de pigmento para inhibir la corrosin y proteger la pintura de los ultravioletas no cubre la formulacin se rellena la diferencia con cargas inertes como silicato de magnesio, mica, talco, baritas bentonitas, etc, existiendo tambin otras cargas que confieren propiedades fsicas, mecnicas, aumentan espesor, aumentan rendimiento y bajan costos. Se pueden considerar en este grupo pigmentos opacos, pigmentos extendedores.

c)Pigmentos entonadores: Son compuestos solubles o fcilmente dispersables en el vehculo, que en menor proporcin al pigmento inhibidor, permiten lograr diferentes tonos y colores en el recubrimiento. Azul de ftaloxianina, rojo de toluidina, naranja de dinitroanilina.4.4.1.2.-PRINCIPIOS Y MECANISMOS DE FORMACION DE PELCULAS

La formacin de una pelcula depende de dos factores :

Cohesin entre los constituyentes del revestimiento.

Adhesin del revestimiento al sustrato.

Estos dos factores son antagnicos, si existe mxima cohesin, entre constituyentes, la adhesin disminuye de esta forma para que una pintura sea bien formulada es necesario que tenga una gran adherencia, sin perjuicio de su cohesin molecular, a fin de que la pelculas sean resistentes y flexibles.

Los principios entonces se reducen al tipo mecnico o de anclaje o a las fuerzas moleculares electrostticas o inicas de atraccin.

Los mecanismos de cohesin mediante los cuales se logran los efectos deseados y formacin de pelculas son :

Evaporacin de solventes:

Dejando superficies recubiertas con pelculas slidas con buena adhesin y continuas, siendo tpico vehculos de estas, las resinas acrlica, vinlica, fenlica, caucho clorinado. Los vehculos ya estn polimerizados pero se mantienen solubilizados.

OxidacinFormando grupos polares de compuestos qumicos que son atradas por las superficies metlicas. Absorven el Oxgeno del aire para polimerizarse, son tpicos aceites, resinas alqudicas, steres de epoxi.

Activacin TrmicaEn resinas en las cuales a Polimerizacin se procesa con auxilio de energa, (Fenlica, epoxifenlicas, acrlica termo-rgida).

Condenzacin

O reaccin de dos semipolmeros cuyo producto de reaccin es una pelcula como el caso de epoxicas de dos componentes sean base poliamina o poliamida o Poliuretanos con Isocionatos.

Coalecencia:

En cuyo caso las partculas de resina, generalmente esfricas que estn dispersas en el solvente, al evaporarse ste, se aglomeran formando pelculas gruesas y bastante plsticas. Ej. soluciones (acuosas) de acetatos de polivinilo.

4.4.1.3.-PREPARACION DE SUPERFICIESLa eficiencia de la proteccin contra la corrosin y en comportamiento de un recubrimiento dependen, de la buena calidad del recubrimiento, la preparacin de superficie, la seleccin del sistema de recubrimiento y la tcnica de aplicacin.

La adherencia firme y la eficiencia de proteccin de un sistema depende del grado de preparacin, perfil de anclaje y limpieza de la superficie. La presencia de aceite, humedad, polvo, herrumbre, escama de laminacin, xidos, escoria o suciedad contribuyen a la rotura de la pelcula ocasionando ampollamiento y corrosin debido a que dichos productos confieren adherencia defectuosa. Sin embargo debe puntualizarse que el costo de la preparacin de superficie deber ser balanceado contra la vida estimada de la pelcula o sistema seleccionado.

La escoria y escamas de laminacin pueden inicialmente estar fuertemente adheridas al acero pero por efectos de dilataciones trmicas diferentes tienden a desprenderse arrastrando la pelcula, en otros casos estos productos absorben agua y dan lugar a ampollamientos bajo el recubrimiento.

En caso de pintado de superficies previamente pintadas, se requiere la preparacin similar y en adicin, la pintura con cualquier sntoma o forma de deterioro debe ser eliminada.

En forma general, la preparacin de superficie para aceros se reduce a algunos mtodos fundamentales, cada uno de los cuales a ms de estar regulados tcnicamente por especificaciones, cdigos y estndares, se regula desde el punto de vista seguridad con las regulaciones OSHA

-Limpieza con chorros de arena (o abrasivos)

-Limpieza manual

-Limpieza qumica

-Limpieza trmica

-Limpieza mecnica

-Procedimientos especiales para otros materiales

NormalizacinLa estandarizacin de los procesos de preparacin de superficies metlicas, estn regulados bajo normas internacionales reconocidas y aceptadas.

De estas asociaciones, las ms conocidas son :

-SSPC

Steel Structures Painting Council

-ASTM

American Sociaty for Testing and Materiales

-SIS

Swedish Standards Institution

-NACE

National Association of Corrosion Engineers

Cuadro comparativo de Estndares por Cdigos referencialesDESCRIPCION(ISO) SIS 055900SSPCNACE (RP-01-70)

Chorreado a metal blancoASa3, BSa3, CSa3,DSa3SP-5NACE 1

Chorreado a metal casi blancoASa2 1/2, BSa2 1/2,

CSa2 1/2, DSa2 1/2SP-10 NACE 2

Chorreado comercialBSa2, CSa2, DSa2SP-6NACE 3

Limpieza con qumicosSP-1o P-8

Limpieza manualBSt2, CSt2, DSt2SP-2

Limpieza mecnicaBSt3, CSt3, DSt3SP-3

Limpieza con flamaSP-4

NOTA: CODIGO ASTM D-2200 Standard Practice for use of Pictorial Surface Preparation Standars and Guides for Painting Steel Surfaces.4.4.1.4.- APLICACIN DEL RECUBRIMIENTOTan importante como a preparacin de la superficie se debe considerar el procedimiento de aplicacin.

Durante su almacenamiento, los recipientes de pintura debern estar cerrados completamente y evitar la accin directa de humedad o rayos solares.

Antes de su aplicacin deber ser homogenizado para lograr reincorporacin de pigmentos depositados en las paredes y fondo del recipiente. Sin el recubrimiento se constituye de dos componentes, proceder como recomienda el fabricante.

Filtrar el recubrimiento para evitar natas, grumos, pintura seca u otras impurezas.

Ajustar la viscosidad con el solvente adecuado para su aplicacin.

4.4.1.5.- TIPOS DE RECUBRIMIENTOUna gran cantidad de formulaciones o composiciones obedecen a la resolucin de problemas especficos, pero en trminos generales se conocen los recubrimientos anticorrosivos y los recubrimientos decorativos.

En los primarios, el factor importante son los pigmentos y las resinas altamente resistentes, los segundos utilizan materias primas menos resistentes que permitan gran diversidad de colores y efectos especiales.

Para efectos de proteccin contra la corrosin, se clasifican en base a las resinas y pigmentos que asocian con la efectividad en proteccin y la eficiencia, especialmente considerando pelculas secas de esta manera son ms comunes:

RECUBRIMIENTOS ALQUIDICOS

Recubrimiento base aceite, (polister modificado con aceite), econmico con buena retencin de brillo y color, resistente a medios secos y hmedos sin salinidad y gases corrosivos, de secado rpido, de amplio uso en acero estructural en condiciones atmosfricas.

Presentan regular resistencia a hidrocarburos y solventes alifticos como gasolinas y naftas, no recomendable para inmersin continua, condiciones qumicas especialmente alcalinas, opera bien hasta 100 C. Una modificacin de buena calidad son los Silicon Alkid, de buena flexibilidad, buena retencin de brillo, bajo en VOC, pobre resistencia a qumicos, inmersin y lcalis. Otra modificacin de esta familia son los Uretano Alquid. No son normalmente compatibles con concreto o materiales base ZincRECUBRIMIENTOS VINILICOS

Son recubrimientos no txicos, resistentes a la abrasin, resistentes la inmersin continua en agua dulce o salada, altos VOC, bajos slidos, resistente soluciones diluidas de cidos orgnicos o inorgnicos, no es alterado por derivados del petrleo.

Resistente a soluciones casticas Na (OH) hasta 40%; Na2CO3: Ca (OH) 2 y amonaco hasta 10% a temperatura ambiente, excelente flexibilidad y adherencia, secado rpido.

Tiene baja resistencia a teres, acetonas y otros solventes, inmersin con hidrocarburos clorados o solventes con ms de 30% de aromticos, con el tiempo es afectado por los rayos del sol, soporta hasta 65C, cura por evaporacin del solvente. Se recomienda mximo uso hasta 60oC en inmersin y 85oC en atmsfera.

RECUBRIMIENTOS LATEX (emulsiones en agua)Son recubrimientos ms recomendados para madera y cemento, aceptables al medio ambiente, de fcil aplicacin y secado rpido, bajo costo, pobre resistencia qumica, no soporta temperatura, baja resistencia a la niebla salina, de secado rpido excelentes sobre superficies oxidadas y pobremente preparados. No se recomienda para inmersin o exposiciones qumicas extremas El disolvente es agua, curan por COALECENCIA.

RECUBRIMIENTOS EPOXICOS (tipo convertible)En trminos generales, el nivel de adherencia, dureza, y resistencia a medios corrosivos de los recubrimientos epoxicos no ha sido superado por ningn otro tipo de recubrimientos, gran resistencia a los medios alcalinos y buena resistencia a los medios cidos, trabaja bien en medios inmersos de agua dulce, salada o vapor de agua, en exteriores resiste erosin pero calea ante luz solar, tiene regular flexibilidad.

Para actuar como recubrimiento requiere de un agente de polimerizacin o entrecruzamiento denominado catalizador, el mismo que est constituido por resinas amnicas o poliamdicas, cura por reaccin y tiene corta pot life.

Su principal limitacin, es su cura costo y a largo plazo tiende a fragilizarse, su preparacin de superficie es muy exigente y son pobres retenedores de brillo y color.

Resisten hasta 150 C, sin catalizador y hasta 175 C catalizados.

Epoxi poliamida resisten medios hmedos y corrosivos, no son tan exigentes a la preparacin dr superficie, son mas flexibles, los curados amino son mas duros.EPOXI FENOLICOS txicos, duros, fuerte adherencia, buenos a temperatura.

EPOXI NOVOLAC alto cros linked, resiste qumicos y calor, dura, densa pero frgil

En exteriores se trabaja con una capa de Poliuretano aliftico para proteccin del epoxicoRECUBRIMIENTO EPOXI-ALQUITRAN DE HULLA (COAL TAR)

Desarrollados actualmente para resolver problemas de inmersin continua en agua salada por muy largo tiempo en el que se combina la alta resistencia del sistema epxico con la alta impermeabilidad del alquitrn de hulla.

No se recomienda inmersin continua en solventes, tiene tendencia a cuartearse por accin de los rayos de sol y no son utilizados con PRIMER.

RECUBRIMIENTOS VINIL ACRILICOS

Combinan alta resistencia qumica y la abrasin de los vinilos con la alta resistencia a la intemperie y rayos de sol de los acrlicos.

No tiene buena resistencia a los solventes aromticos, cetonas, teres y alifticos.

RECUBRIMIENTOS FENOLICOS

Es duro, brillante y muy adherente, tiene moderada resistencia a solventes, medios cidos y medios alcalinos, no se recomienda inmersin continua, ligeramente superior a las alqudicas, no se fabrican en color blanco o claros, normalmente oscuros, resisten normalmente hasta 150oF.

RECUBRIMIENTOS POLIURETANONormalmente de dos componentes Isocianato y Poliol en variedad de formulaciones, riesgo txico, si son alifticos mantienen brillo y color, los aromticos calean, decoloran soportan inmersin, bajo VOC.RECUBRIMIENTOS CAUCHO - CLORINADOS

Tienen excelente resistencia a los Acidos y Alcalis, tienen baja permeabilidad al vapor de agua y resistentes a la abrasin y tienen baja toxicidad, tienen excelentes adhesin al concreto, su temperatura de descomposicin es de 65C, buena resistencia a cidos y lcalis curan por evaporacin del solvente. Es una resina de curado rpido.

RECUBRIMIENTO BASE ZINC

Continuos por polvo de Zn. sobre vehculos orgnicos e inorgnicos, en los que despus de evaporada la fase voltil, se obtiene una pelcula seca de aproximadamente 90% en peso de Zn., debiendo a que el Zn. es ms activo que el acero, este se sacrificar, protegiendo el acero (efecto galvnico).

El inorgnicos de Zinc, tiene excelente dureza y resistencia a la abrasin, aunque poco flexibilidad, resistente hasta 700 F formulados en base de Silicatos, bajo VOC.El orgnico de Zinc, basado en cualquiera de los vehculos orgnicos tiene menor resistencia a la abrasin y temperatura, se usan en reparaciones. Se recomienda la aplicacin de recubrimientos protectores sobre capas de Zinc.RECUBRIMIENOS DE SILICON

La alta estabilidad trmica de esta resina permite su utilizacin hasta unos 450 C, su pelcula es resistente a la intemperie y atmsferas contaminadas. Cura por activacin trmica. La combinacin con resinas alquidicas resulta en un recubrimiento caro pero extremadamente durable. Formulaciones con Aluminio resisten hasta 1200oFRECUBRIMIENTOS ACRILICOS

Disponibles como emulsiones, lacas, esmaltes, polvo, son termoplsticos con buena retencin de color y brillo, bajo costo, mantienen cierta tendencia a absorber rayos ultravioleta. Se usan como recubrimientos de terminado por su apariencia.

4.4.1.6.- SISTEMA DE PINTURAPara efectos de proteccin anti corrosiva y debido a la permeabilidad de los recubrimientos, estos debern aplicarse a un espesor total de pelcula no inferior a 6 mils, que podra ser cubierta con una sola formulacin incluyendo resinas adecuadas y pigmentos inhibidores, sin embargo, la eficiencia no solo depende de la calidad, sino tambin del espesor, anclaje, anlisis prcticos de permanencia de micro poros y anlisis econmicos han dado lugar a diferentes formulaciones para cubrir el espesor antes mencionado y dependiendo de su posicin se denominan :

Primario o PrimerQue se encamina a la obtencin de buena adherencia con el metal, as como inhibidor de la corrosin, luego tienen el porcentaje ms elevado de inhibidores, su superficie debe ser suficientemente spera y compatible con los otros sistemas de posterior aplicacin. Deben presentar buena resistencia a los agentes qumicos, especialmente los que constituyen los sistemas posteriores.

Acabado o FinishRepresentan la capa de contacto con el medio ambiente y sus formulaciones promueven impermeabilidad del sistema por lo que su contenido de pigmentos es menor, es ms importante el uso de entonadores, su superficie ofrece aspecto terso y brillante, debe ser compatible con el primario usando preferentemente el mismo tipo de resina.

EnlaceEn ciertos casos, no se puede tener el mismo tipo de resina en el primario y el acabado, presentndose problemas de incompatibilidad o de adherencia por lo que se requiere de una capa intermedia o enlace capaz de adherirse, tanto al primario como al acabado y estn constituidos por mezcla de resinas y generalmente ausencia de inhibidores.

4.4.1.7.-CONTROL DE CALIDAD DE LOS SISTEMASConsiderando que un recubrimiento es una mezcla o dispersin de 10 a 12 componentes, se requiere asegurar que las caractersticas se encuentren dentro de la formulacin especificada y es fundamental comprobar el cumplimiento de requerimientos, solo para el producto: Tiempo de secado Cmara salina Finura

Dureza Intemperismo Aplicacin y apariencia

Estabilidad Densidad Poder cubriente

Flexibilidad Viscosidad Anlisis de composicin

Adherencia Color Pruebas qumicas o inmersin

En las etapas de preparacin de superficie y aplicacin, se debera mantener la rigurosidad de los controles para obtener resultados satisfactorios y se debe considerar entre otros: Calificacin de equipo, Calificacin de personal, Preparacin de superficie por limpieza comparativa, remanente de sales, medida del perfil de anclaje, condiciones ambientales, Preparacin de la pintura, Espesor de pelcula hmeda, Espesor de pelcula seca, Inspeccin visual por defectos, Pruebas de curado, Adherencia, Pruebas de continuidad, todas bajo procedimientos con relacin a Estndares de referencia.

Los procesos de preparacin de superficie que incluyen: limpieza, rugosidad, perfil de anclaje, se describen con detalle en los estndares de aplicacin internacional conocidos en el medio como SSPC, NACE, ASTM, ISO, describiendo los diferentes procedimientos y grados de limpieza. Existen patrones comparativos de respaldo para faciliar el trabajo del Supervisor y del Inspector4.4.1.8.-SELECCIN DE RECUBRIMIENTOSLa seleccin de un recubrimiento, debe responder a cuestionamientos de diseo tales como:

Qu sistema resistir el ataque corrosivo por un perodo prctico, mnimo de tiempo, se requiere experiencia previa, literatura del