Protección catódica 1

Protección catódica

ánodos de sacrificio en el buque y el timón de codast de un barco

La protección catódica (CP) , es una técnica paracontrolar la corrosión galvánica de una superficie demetal convirtiéndola en el cátodo de una celdaelectroquímica.[1] El método más sencillo de aplicar laCP es mediante la conexión del metal a proteger conotro metal más fácilmente corroïble al actuar comoánodo de una celda electroquímica. Los sistemas deprotección catódica son los que se usan máscomúnmente para proteger acero, el agua o decombustible el transporte por tuberías y tanques dealmacenamiento, barcos, o una plataforma petrolíferatanto mar adentro como en tierra firme.

La protección catódica (CP) puede, en bastantes casos,impedir la corrosión galvánica.

Historia

La protección catódica fue descrita por primera vez porSir Humphry Davy en una serie de documentospresentados a la Real Sociedad[2] en Londres en 1824.Después de una serie de pruebas, la primera aplicaciónfue en el HMS Samarang[3] en 1824. Se adjuntó unÁnodo de sacrificio de hierro a la plancha de cobre del casco por debajo de la línea de flotación y redujodrásticamente la velocidad de corrosión del cobre. Sin embargo, un efecto secundario de la PC fue que hizoaumentar el crecimiento de algas. El cobre, cuando se corroe, libera iones de cobre que tienen un efecto antialgas.Dado que el exceso de crecimiento de algas afecta las prestaciones de la nave, la Royal Navy decidió que era mejorpermitir que el cobre se corrompiera y tener el beneficio del crecimiento reducido de algas efecto anti-incrustación,de manera que la PC se dejó de utilizar.

Tipo

Protección catódica 2

Ánodos de aluminio en una estructura de acero

CP galvánica

Actualmente, ánodo galvánico o ánodo de sacrificio serealiza en diversas formas con aleación de zinc,magnesio y aluminio. El potencial electroquímico, lacapacidad actual, y la tasa de consumo de estasaleaciones son superiores para el aluminio que por elhierro. ASTM International publica normas sobre lacomposición y la fabricación de ánodosgalvánicos.[4][5]

Los ánodos galvánicos son diseñados y seleccionadospara tener una tensión más "activa" (potencialelectroquímico más negativo) que el metal de laestructura (en general acero). Por un CP eficaz, el potencial de la superficie de acero ha estar polarizado másnegativo hasta que la superficie tenga un potencial uniforme. En este momento, la fuerza impulsora para la reacciónde corrosión se elimina. El ánodo galvánico se sigue corroyendo, se consume el material del ánodo hasta quefinalmente éste debe ser reemplazado. La polarización es causada por el flujo de electrones de la ánodo en el cátodo.La fuerza impulsora para el flujo de CP actual es la diferencia de potencial electroquímico entre el ánodo y el cátodo.

CP por corriente forzada

Un rectificador de protección catódica conectadoa una tubería.

Para estructuras más grandes, los ánodos galvánicos no puedensuministrar económicamente suficiente corriente para proporcionar unaprotección completa. protección de corriente catódico forzado (CIPC)utiliza un sistema de ánodos conectados a un CC (o rectificador deprotección catódica). Los ánodos para los sistemas CIPC son tubularesy sólidos en forma de barras o cintas continuas de diversos materialesespecializados. Estos incluyen el silicio hierro fundido, grafito, mixtade óxido metálico, platino y niobio recubiertos con alambre y otros. Unsistema típico de CIPC para un gasoducto incluiría un rectificador decorriente alterna accionado con una potencia máxima de salida de CCde entre 10 y 50 amperios y 50 Volt s. El terminal positivo de DC desalida se conecta a través de un cable de la matriz de ánodos enterradosen el suelo (el ánodo groundbed). Para muchas aplicaciones los ánodos se instalan en un metro 60 m (200 pie) deprofundidad, 25 cm (10-pulgadas) de diámetro vertical y relleno con conductores Coque (un material que mejora elrendimiento y la vida de los ánodos). Un cable clasificado para la corriente de salida se espera se conecta el polonegativo del rectificador a la tubería. La salida de funcionamiento del rectificador se ajusta al nivel óptimo despuésde realizar varias pruebas incluyendo medidas de [electroquímica [potencial]].

Acero galvanizadoGalvanizado (o galvanizado, fuera de los EE.UU.) generalmente se refiere a de galvanizado en caliente, que es unaforma de recubrimiento de acero con una capa de zinc metálico. recubrimientos galvanizados son muy duraderas enla mayoría de entornos, ya que combinan las propiedades de barrera de un capa con algunos de los beneficios de laprotección catódica. Si la capa de zinc está rayado o dañado a nivel local y el acero está expuesto, cerca derecubrimiento de zinc forma una pila galvánica con el acero expuesto y protegerlo de la corrosión. Esta es una formade protección catódica localizada - el zinc actúa como un ánodo de sacrificio.

Protección catódica 3

Metales Combinables

Muestra de ánodo de sacrificio: ánodo nuevo de zinc

Muestra de ánodo de sacrificio: ánodo de zinc usado

Para que la protección catódica pueda funcionar, elánodo debe tener un potencial menor (es decir, másnegativo) que el potencial del cátodo (la estructura aproteger). La siguiente tabla muestra qué metales sepueden combinar.[6]

Metal Tensión

Acero inoxidable tipo 316 (inactivo) -0,05

Monel -0,08

Tipo de acero inoxidable 304 (inactivo) -0,08

Plata -0,13

Titanio -0,15

Aleación de Inconel 600 -0,17

Acero inoxidable tipo 316 acero inoxidable (activo) -0,18

Bronce de silicio -0,18

Níquel 200 -0,20

Cobre -0,24

Cuproníquel 70/30 -0,25

Bronce de manganeso -0,27

Latón -0,29

Cobre -0,36

Tipo de acero inoxidable 304 (activo) -0,53

Plomo -0,55

Fundición gris -0,61

Protección catódica 4

Acero al carbono -0,61

Aluminio -0,75

Cadmio -0,80

Alumini3003 -0,94

Zinc -1,03

Hierro galvanizado -1,05

Aleación de magnesio -1,6

Problemas

Apantallamiento CatódicoLa efectividad en los sistemas de protección catódica en tuberías de metal puede ser discapacitada por el uso derecubrimientos dieléctricos de película sólida como las cintas de polietileno, mantas termo contraíbles, yrecubrimientos sencillos o múltiples de película solida aplicados en fábrica. Este fenómeno ocurre debido a la altaresistividad eléctrica en estos recubrimientos.[7] La corriente eléctrica protectora del sistema de protección catódicaes bloqueada o apantallada de poder alcanzar el metal que está por debajo del recubrimiento debido a la altaresistividad de la película sólida. El apantallamiento catódico fue primeramente definido en los años 1980 como unproblema y fichas técnicas en el tema han sido regularmente publicadas desde entonces.En 1999 se publicó un reporte[8] sobre un derrame de 20,600 barriles (3,280 m3 ) de una línea de petróleo enSaskatchewan, Canadá, que contenía una definición excelente sobre el problema de apantallamiento catódico.

“La situación triple del desprendimiento del recubrimiento (de corrosión), la naturaleza dieléctrica delrecubrimiento y el medio ambiente electroquímico único establecido bajo un recubrimiento exterior, lo cualactúa como una barrera contra la corriente eléctrica de la CP (protección catódica), es referida comoapantallamiento CP. La combinación del bloqueo y desprendimiento permite que un ambiente corrosivoalrededor del exterior de la tubería pueda penetrar entre los huecos del recubrimiento exterior y la superficie dela tubería. Con el desarrollo de este fenómeno de apantallamiento de protección catódica, la corriente impresadel sistema de protección catódica no puede tener acceso al metal expuesto bajo el recubrimiento exterior yproteger la superficie de la tubería de las consecuencias de un ambiente agresivo. El fenómeno delapantallamiento de la protección catódica produce cambios en el grado de potencial del sistema de proteccióncatódica del recubrimiento, lo cual son aún más pronunciados en áreas donde no hay suficiente o están bajo losestándares de la corriente de protección catódica emancipada por el sistema de protección catódica de latubería. Esto produce un área sin suficiente protección catódica en la tubería contra la perdida de metalagravado por un ambiente exterior corrosivo.”

El apantallamiento catódico es referenciado en un número de los estándares en la lista de abajo. La nueva regulaciónUSDOT título 49 CFR 119.112 [9], indica en la sección para Requerimientos para diseños adicionales para tuberíade acero usando la alternativa de máxima presión de operación permitida requiere que “la tubería debe estarprotegida contra la corrosión externa por un recubrimiento no apantallante.”(ver seccion de recubrimientos)También, el estándar NACE SP0169 – 2007 define apantallamiento en la sección 2, advierte contra el uso demateriales que crean un bloqueo eléctrico en la sección 4.2.3, advierte contra el uso de recubrimientos exteriores quecrean un bloqueo eléctrico en sección 5.1.2.3, e instruye a los leyentes a tomar “acciones apropiadas” cuando losefectos del apantallamiento eléctrico de la corriente de protección catódica son detectados en una tubería enoperación, sección 10.9.

Protección catódica 5

Normas•• 49 CFR 192.112 - Requisitos de control de la corrosión - Transporte de gas natural por gasoducto y otros: normas

mínimas de seguridad federales•• ASME B31Q 0.001-0191•• ASTM G-8, G 42 - Evaluación de la resistencia catódica desprendimiento de los revestimientos•• DNV-RP-B401 - Diseño de protección catódica - Det Norske Veritas•• A 12068:1999 - La protección catódica. Exteriores recubrimientos orgánicos para la protección contra la

corrosión de tuberías enterradas o sumergidas de acero utilizadas en relación con la protección catódica. Lascintas y los materiales retráctiles

•• A 12473:2000 - Principios generales de la protección catódica en agua de mar•• A 12474:2001 - La protección catódica de tuberías submarinas•• A 12495:2000 - La protección catódica para estructuras marinas fijas de acero•• A 12499:2003 - Interior de protección catódica de estructuras metálicas•• A 12696:2000 - La protección catódica del acero en el hormigón•• A 12954:2001 - La protección catódica de enterrados o inmersos estructuras metálicas. Principios generales y

aplicación para las tuberías•• A 13173:2001 - La protección catódica para estructuras de acero flotando en alta mar•• A 13174:2001 - La protección catódica de las instalaciones portuarias•• A 13509:2003 - técnicas de protección catódica de medida•• A 13636:2004 - La protección catódica de tanques metálicos enterrados y relacionados con las tuberías•• A 14505:2005 - La protección catódica de estructuras complejas•• A 15112:2006 - Exteriores de protección catódica de revestimiento del pozo•• A 50162:2004 - Protección contra la corrosión por corrientes parásitas de sistemas de corriente•• BS 7361-1:1991 - Protección catódica•• NACE SP0169: 2007 - Control de la corrosión externa en sistemas de tuberías metálicas subterráneas o

sumergidasTécnicas * NACE TM 0497 - Medida relacionados con los criterios para la protección catódica en sistemas detuberías metálicas subterráneas o sumergidas

Enlaces externos• NACE Internacional [10] (anteriormente la Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión) - La mayor

asociación profesional de expertos del PP• Estados Unidos Cuerpo de Ingenieros del Ejército, "Ingeniería y Diseño - sistema de protección catódica de Obra

Civil Estructuras [11] ", Ingeniería manual 1110-2-2704, 12 de julio 2004• Glosario [12] - Un glosario completo de protección catódica y las condiciones de corrosión• protección catódica [13] - Protección catódica Teoría y documentos útiles sobre protección catódica• http:/ / www. artikel-software. com/ blog/ 2007/ 10/ 25/ cathodic-protection/ [protección catódica] - pdf manual

de descarga gratuita• Eléctrica protección catódica [14] - descargar en pdf• Protección Catódica Costa Fuera [15] - una guía para principiantes a la protección catódica en alta mar• catódica blindaje [16] - una explicación gráfica de la protección catódica de blindaje• http:/ / www. cathodic-protection-network. com/ [Red de protección catódica] - Información sobre el libre

práctica sobre la protección catódica de tuberías• http:/ / catodicaargentina. com/ proteccioncatodica. htm[Gosario básico de protección catódica - argentina] - Información sobre protección catódica

Protección catódica 6

Referencias[1][1] AW Peabody, Control de Peabody a la corrosión de unacanonada, 2 ª ed., 2001, NACE International. p.6, ISBN 1-57590-092-0[2][2] Davy, H., Phil. Trans. Roy. Soy, 114 151 242 y 328 (1824)[3][3] Ashworth V., Vol. corrosión. 2, 3 ª ed., 1994, 10:03[4][4] ASTM B843 - 07 Especificación normalizada para los ánodos de aleación de magnesio para la protección catódica[5][5] ASTM B418 - 09 Especificación Estándar para moldeada y forjado galvánica ánodos de Zinc[6][6] Het Handboek voor de Zeil por HC Herreshoff[7][7] NACE International Paper 09043[8][8] Transportation Safety Board of Canada[9] http:/ / www. gpo. gov/ fdsys/ pkg/ CFR-2009-title49-vol3/ pdf/ CFR-2009-title49-vol3-sec192-112. pdf[10] http:/ / www. nace. org[11] http:/ / www. usace. army. mil/ inet/ usace-docs/ eng-manuals/ em1110-2-2704/ toc. htm[12] http:/ / www. bacgroup. com/ a/ Technical/ Glossary. aspx[13] http:/ / www. corrosionist. com/ corrosion_control_methods_cathodic_protection. htm[14] http:/ / www. artikel-software. com/ blog/ 2007/ 10/ 25/ electrical-engineering-cathodic-protection/ Enginyeria[15] http:/ / www. cathodicprotection101. com/ proteccion-catodica. htm[16] http:/ / www. polyguardproducts. com/ flash. htm

Fuentes y contribuyentes del artículo 7

Fuentes y contribuyentes del artículoProtección catódica  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=57442724  Contribuyentes: Acratta, Arielag07, GetFresh, Jcaraballo, Jkbw, Leonpolanco, Mcapdevila, Petruss,Ricardogpn, Savh, 12 ediciones anónimas

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentesArchivo: Brosen propelersterntychy.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Brosen_propelersterntychy.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0Unported  Contribuyentes: Aushulz, Brosen, Ibn Battuta, Korrigan, Marcelloo, Sevela.p, 1 ediciones anónimasArchivo: Anodes-on-jacket.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Anodes-on-jacket.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5  Contribuyentes:Original uploader was Chetan at en.wikipediaArchivo: Cathodic Protection Rectifier.JPG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Cathodic_Protection_Rectifier.JPG  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Originaluploader was Cafe Nervosa at en.wikipediaArchivo: zinkanode-nieuw.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Zinkanode-nieuw.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported Contribuyentes: Original uploader was Josh at nl.wikipediaArchivo: zinkanode-gebruikt.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Zinkanode-gebruikt.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported Contribuyentes: Original uploader was Josh at nl.wikipedia

LicenciaCreative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported//creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/