CORROSIN Corrosin en caeras subterrneas

CORROSINCorrosin en tuberas subterrneasLa corrosin metlica, tal como se presenta en caeras enterradas es un proceso de naturaleza electroqumica en la cual, la presencia del oxgeno, en alguna medida es necesaria.Elementos para produccin de una celda de corrosin1. Debe existir un nodo y un ctodo2. Debe establecerse un potencial elctrico entre el nodo (-) y el ctodo (+)3. Debe existir un conductor que conecte el nodo con el ctodo4. El nodo y el ctodo debern estar sumergidos en un electrolito conductor de la corriente elctrica, el cual deber ser capaz de ionizarse (el agua se descompone en iones H+ y en iones OH-).Una vez que se conjugan estas condiciones, se establece un flujo de corriente y el metal que acta como nodo se consumir.

Fuente: Golzman, 2003.Figura. Flujo de electrones y flujo convencional de corriente en una celdaLa diferencia de potencial establecida entre nodo y ctodo produce una migracin de electrones del nodo al ctodo a travs del puente metlico que los conecta.Al perder electrones el nodo, en este caso hierro, permanecen tomos de hierro con carga positiva los cuales se combinan con los iones hidroxilos que se encuentran en el electrolito para formar Fe(OH)2, que posteriormente se convierte Fe(OH)3.En el ctodo, el exceso de electrones proveniente del nodo se combina con los iones H+ del medio electroltico formndose H2. El hidrgeno es la base de la pelcula de polarizacin que se forma alrededor del ctodo. Esta pelcula de polarizacin es un factor importante en el control del flujo de corriente ya que se considera que constituye una barrera aislante que aumenta la resistencia en el circuito y reduce el flujo de corriente.Es importante hacer notar que an cuando se ha indicado que los electrones fluyen del nodo al ctodo, el flujo convencional de la corriente es del polo positivo al negativo, o sea del ctodo al nodo, a travs del circuito metlico y del nodo al ctodo a travs del electrolito.Por lo tanto, la corrosin se llevar a cabo en el NODO (el metal de donde sale la corriente para entrar al electrolito), el metal que acta como ctodo (el que recibe la corriente proveniente del electrolito), normalmente, no se corroe.El hecho de que un metal acta como nodo con respecto a otro que actuar como ctodo, depender de la posicin relativa que ambos metales ocupen en la serie galvnica de fuerza electromotriz como se indica en la siguiente tabla.Tabla. Potencial de algunos elementos

* Potencial de semicelda en solucin de sus propias sales, medido con respecto al electrodo de referencia de hidrgeno.Fuente: Golzman, 2003.De acuerdo con la tabla, los metales que ocupan posiciones relativamente superiores actuarn como nodos con respecto a los que ocupan posiciones inferiores, que actuarn como ctodos. El grado de separacin de los dos metales en la tabla tambin da una indicacin de la magnitud del potencial.En electrolitos de composiciones diferentes tales como distintos tipos de suelos, estos potenciales naturales pueden variar con respecto a lo sealado en la tabla.La tabla muestra una serie para elementos puros, sin embargo, existen muchas tablas de carcter prctico en las que se presentan series galvnicas para aleaciones y metales tipo comercial.En una tubera enterrada se puede decir que la corriente fluir desde una zona andica hasta una zona catdica a travs de la pared misma y de la zona andica pasar al electrolito, en este caso la tierra que cubre la tubera, regresando, para cerrar el circuito a la zona catdica.Por lo tanto, la corrosin se llevar a cabo en la zona andica, de donde sale la corriente hasta el electrolito.Proteccin CatdicaPor lo expuesto, se deduce que si de alguna forma se pudiera hacer que toda la superficie de una tubera enterrada recibiera corriente, esta no se corroer, ya que en este caso toda la tubera estara actuando como ctodo.En esto consiste la proteccin catdica, mediante una fuente externa de corriente continua, comnmente un rectificador, se fuerza un flujo de corriente hacia toda la superficie de la tubera.Si este flujo de corriente es suficientemente intenso, contrarrestar la descarga de corriente de las zonas andicas de la tubera y el flujo neto de corriente ser HACIA LA TUBERA en esta zona. Con esto la lnea actuar como ctodo y se obtendr una proteccin total contra la corrosin.El problema prctico que se presenta en el caso de la proteccin catdica es de carcter econmico. El costo de la proteccin de una caera de varios Km de longitud puede ser muy alto. Una tubera desnuda requiere en promedio 1 mA por cada pie cuadrado de superficie.Existen sistemas de proteccin catdica basados en lneas de polmeros conductores que corren paralelas a las lneas de tuberas. Estos cables de polmero conductor ofrecen una proteccin muy eficiente.RecubrimientosAparte de los esmaltes, aplicados en fro y en caliente, se utiliza ampliamente la proteccin anticorrosiva por medio de cinta vinlica aplicadas con primer.Las cintas de polietileno funcionan con xito en un rango de temperaturas entre -34 C a 83 C. Su eficiencia comprobada es de un 99% formando una barrera a la transmisin de corriente entre las paredes del tubo y el terreno.Se aplican con pintura bituminosa o primer y deben estar solapadas para formar una superficie hermtica.En caso de requerirse una proteccin absoluta se combinan la provisin catdica de corriente continua sumada a la proteccin con recubrimiento, pero en este caso es menor el suministro de corriente.Recubrimientos internosPara el caso de tuberas sujetas a corrosin o erosin (caso de fluidos con partculas slidas) puede optarse por utilizar tuberas de acero revestidas en resinas antierosivas o anticorrosivas.En algunos casos estos revestimientos pueden ser de materiales refractarios, para altas temperaturas combinadas con erosin o esmaltado-vidriado para cidos muy corrosivos.Ejemplo de tuberas de acero revestido con resinas:

Los espesores del recubrimiento interno varan segn el dimetro desde 1/8 a 0,160 y 1/4 para tuberas de hasta 30.

Fuente: Golzman, 2003.Limpieza de superficiesDiferentes procesos:Limpieza qumica:Con solventesCon lcalisCon cidosLimpieza con chorro de vaporLimpieza con chorro de arenaLimpieza mecnica:ElctricaNeumticaLimpieza manualLa limpieza con solventes y con lcalis, bien realizada, remueve completamente aceites, grasas y pinturas, mientras que no puede hacer lo mismo con las capas y escamas de xido, o de laminacin. En las tuberas estos mtodos de limpieza se emplean slo para extraer localmente manchas de aceite, grasa y pintura antes de la aplicacin de otros mtodos de limpieza. Los lcalis deben ser completamente removidos por lavado con agua antes de aplicar pintura.La limpieza con cidos da excelente resultados, pero es un proceso muy costoso y complicado, limitndose su uso para algunas piezas fabricadas en taller, para las cuales sea necesaria una pintura de muy buena calidad.El mejor de estos sistemas es el llamado decapado (pickling) que consiste en la inmersin completa de la pieza en un bao caliente de cido (clorhdrico o fosfrico).El decapado deja la superficie del tubo totalmente libre de impurezas, incluyendo xidos, y deja una delgada capa de fosfato de Fe que facilita la adherencia de la pintura.El chorro de vapor se usa para remocin de capas de grasa o aceites localizadas en pequeas reas.La limpieza con arena, o sand blasting es un sistema muy usado para limpieza de tramos rectos en reas de almacenamiento, previo a la pintura con antixidos y en spools o prefabricados en taller.Consiste en lanzar sobre la pieza un chorro de arena a alta presin, previamente secada por calentamiento y de granulometra controlada por filtrado. Es impulsada por aire comprimido. Requiere por tanto un compresor, un sistema de tamices, y un secador de arena. Por causa de la arena abrasiva que se dispersa en todas direcciones se debe realizar a la intemperie. Hay varios grados de calidad de limpieza por arena pero los ms usados son los calidad comercial y metal blanco.El segundo consiste en la extraccin completa de todas las impurezas, dejando el metal brillante. Rara vez es usado por el alto costo. El de calidad comercial deja en cambio algunos vestigios de xido pero es el ms usado.La limpieza mecnica es un proceso muy utilizado en talleres o en el interior de instalaciones industriales. Se realiza por medio de cepillos metlicos y esmeriles, accionados elctricamente o con aire comprimido. Se consigue un grado de limpieza similar al de calidad comercial. Las manchas de aceite o grasa es conveniente removerlas con algn proceso qumico.