selección de métodos de reparación de recubrimientos

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Selección de métodos de reparación de recubrimientos anticorrosivos para la rehabilitación de ductos enterrados y sumergidos de PEMEX Gas Mora-Mendoza J.L., Hernández-Castillo J., Domínguez-Cuellar V., Godínez-Alvarez J.M., González-Nuñez M.A., Rejón-García L., Zavala-Olivares G. ISBN 978-968-6314-08-3 Primera edición: Octubre 2010 Elaborado en México

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Page 1: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Selección de métodos de reparación de recubrimientos

anticorrosivos para la rehabilitación de ductos enterrados y

sumergidos de PEMEX Gas

Mora-Mendoza J.L., Hernández-Castillo J., Domínguez-Cuellar V., Godínez-Alvarez J.M., González-Nuñez M.A.,

Rejón-García L., Zavala-Olivares G.

ISBN 978-968-6314-08-3

Primera edición: Octubre 2010

Elaborado en México

Page 2: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Presentación 3

Política SSPA 5

Política de crecimiento sustentable 6

Misión y visión de la Subdirección de Ductos 7

Misión y visión de la Gerencia de Mantenimiento 8

Procesos clave de la Gerencia de Mantenimiento 9

Funcionarios de PEMEX 10

Personal técnico 11

Directorio de Superintendencias 12

Aspectos técnicos - Índice 13

2

Page 3: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

La historia del mantenimiento de ductos de transporte de hidrocarburos, referido a la

rehabilitación de los recubrimiento de ductos enterrados y sumergidos, muestra que la

selección y aplicación en PEMEX Gas se basa generalmente en la “experiencia” del

personal técnico y/o en las “recomendaciones” de los fabricantes.

Esa práctica ha mostrado, en varios casos, que la rehabilitación del recubrimiento no

tiene el efecto esperado de mitigación o control de los problemas de corrosión y que

inclusive estos se aceleraran por no haber seleccionado adecuadamente el

recubrimiento.

La solución a esta problemática se inicia con esta investigación en la que se presenta

el análisis del desempeño de recubrimientos en ductos enterrados y sumergidos

reportados a nivel nacional e internacional, misma que permite proporcionar los

elementos técnicos necesarios al personal especialista de PEMEX Gas, para que se

realice de manera asertiva y homologada la selección del recubrimiento adecuado

para cada caso especifico.

3

Page 4: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

El trabajo incluyen la revisión de los sistemas de recubrimientos utilizados

históricamente en PEMEX Gas, los principales factores que afectan el desempeño de los

recubrimiento, los usos, aplicaciones, ventajas y cuidados especiales de los sistemas de

recubrimientos establecidos en la normatividad de PEMEX y la clasificación de los

sistemas genéricos con referencia al cumplimiento de cinco características básicas.

El análisis del desempeño de los recubrimientos recomienda continuar utilizando en la

rehabilitación del recubrimiento de ductos enterrados y sumergidos, materiales

epóxicos líquidos de altos sólidos, poliuretanos y epóxicos adheridos por fusión (FBE) y

tratar de restringir, hasta donde sea posible, el uso de cintas de poliolefinas laminadas,

cintas y mangas termocontraíbles y alquitrán de hulla, debido al impacto negativo que

tienen sobre los esfuerzos de suelos, blindaje catódico y en algunos casos a la corrosión

asistida por esfuerzos (SCC).

4 contenido

Page 5: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Petróleos Mexicanos es una empresa eficiente y competitiva que se distingue por

el esfuerzo y compromiso de sus trabajadores con la Seguridad, Salud y

Protección Ambiental

La Seguridad, Salud y Protección Ambiental son valores con

igual prioridad que la producción, el transporte, las

ventas, la calidad y los costos.

Todos los incidentes y lesiones se pueden prevenir

La Seguridad, Salud y Protección Ambiental son

responsabilidad de todos y condición de empleo

En Petróleos Mexicanos nos comprometemos a continuar

con la protección y el mejoramiento del medio ambiente

en beneficio de la comunidad

Los trabajadores estamos convencidos de que la Seguridad,

Salud y Protección Ambiental son en beneficio propio y nos

motivan a participar en este esfuerzo

PRINCIPIOS

5 contenido

Page 6: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Ser una empresa eficiente y competitiva, que cumpla en forma consistente las

expectativas de nuestros clientes y de rentabilidad del negocio, para lo cual

cumpliremos con los siguientes:

Fomentaremos un medio ambiente que valore y recompense el involucramiento de

todos los trabajadores, el trabajo en equipo, la utilización completa de las habilidades

y los talentos de todos y cada uno de nuestros trabajadores.

Demostraremos continuamente nuestro compromiso con la seguridad y salud de

nuestros trabajadores, nuestros clientes, la comunidad y el respeto al medio ambiente,

afianzando y mejorando consistentemente nuestro Sistema de SSPA para lograr su

Sustentabilidad con la convicción de ser parte del crecimiento sustentable.

Aplicaremos el proceso de la mejora continua para crear una cultura de eliminación de

defectos y optimizar la efectividad de activos en las funciones del negocio como la

clave para mejorar continuamente nuestra eficiencia, confiabilidad, rentabilidad y

posición competitiva

PRINCIPIOS

6 contenido

Page 7: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

En un marco de transparencia y rendición de cuentas, administrar los recursos de la

empresa de manera eficiente y segura.

Satisfacer las necesidades del mercado de transporte de energéticos por ducto, en

forma oportuna y con los mejores estándares de seguridad y confiabilidad, manteniendo

el Up Time en niveles internacionales.

Mantener el desarrollo de tecnología para abatir costos y elevar la seguridad de la

operación. Enfrentar la competencia y atender nuevos requerimientos de origen-destino

del gas.

Ser una empresa de clase mundial, respetuosa de su entorno y de su relación con la

sociedad, garantizando el suministro de gas por ducto y lograr un crecimiento continuo

en la generación de valor económico (EVA).

Ser conocida por la aplicación responsable y transparente de los recursos públicos, por

el compromiso con sus trabajadores, por la calidad de su servicio y por la seguridad de

sus operaciones.

MISIÓN

VISIÓN

7 contenido

Page 8: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Asegurar la integridad mecánica de instalaciones y ductos, cumpliendo con el Sistema de

SSPA, para garantizar el transporte de hidrocarburos, conforme a la demanda de

nuestros clientes.

Ser reconocidos por nuestro Liderazgo en:

• La efectividad de la integridad mecánica.

• El desarrollo del potencial del personal y

• El cumplimiento del Sistema de SSPA

MISIÓN

VISIÓN

8 contenido

Page 9: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Administración

del

Mantenimiento

Evaluación de

integridad de

los Sistemas

Confiabilidad

Operacional

Servicios

Técnicos

Gestión

Organizacional,

Desempeño y

Calidad

9 contenido

Page 10: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Dr. Juan José Suárez Coppel

Director General

Ing. Carlos Arnoldo Morales Gil

Director General de Pemex Exploración y Producción

Ing. Miguel Tame Domínguez

Director General de Pemex Refinación

Lic. Jordy Hernán Herrera Flores

Director General de Pemex Gas y Petroquímica Básica

Ing. Rafael Beverido Lomelín

Director General de Pemex Petroquímica

Ing. Carlos Rafael Murrieta Cummings

Director Corporativo de Operaciones

Lic. Esteban Levín Balcells

Director Corporativo de Administración

Ing. Carlos Alberto Treviño Medina

Director Corporativo de Finanzas

Ing. María del Rocío Cárdenas Zubieta

Directora General de P.M.I. Comercio Internacional

10 contenido

Page 11: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Ing. Víctor Domínguez Cuellar

Subdirector de Ductos

Ing. Jesús Hernández Castillo

Gerente de Mantenimiento

Ing. Juan Manuel Godínez Alvarez

Subgerente de Tecnología

Dr. José Luis Mora Mendoza

Superintendente de Investigación y Desarrollo

Dr. Miguel Ángel González Núñez

Instituto de Investigaciones Eléctricas

Dr. Leonardo Rejón García

Instituto de Investigaciones Eléctricas

Dr. Gerardo Zavala Olivares

Instituto Mexicano del Petróleo

11 contenido

Page 12: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Región Sector Superintendente Email (@gas.pemex.com)

Norte

Chihuahua Ing. Alfonso Enciso Flores aenciso

Madero Ing. Luis Alberto Nava García lsnava

Reynosa Ing. Francisco Javier Garza Salazar jgarza

Monterrey Ing. Felipe Villarreal Medrano fvillarreal

Torreón Ing. Feliciano Román Ortíz froman

Sistema San Fernando Ing. Jesús Melo González jmelo

Centro

Guadalajara Ing. Rodolfo Lara Gómez rlarag

Salamanca Ing. Jesús Arriaga Pérez jjarriaga

Venta de Carpio Ing. Joel Gaytán Villarreal jgaytan

Tlaxcala Ing. Rubén Hernández Vicentín rhernandez

Sur

Mendoza Ing. Gustavo Olguín Vega golguin

Veracruz Ing. J. Héctor Armendáriz Martínez jarmendariz

Minatitlán Ing. José Iñiguez Delgadillo jiniguez

Cárdenas Ing. Álvaro Rivera López ariveral

Nuevo Pemex Ing. Carlos Gutiérrez Pérez cgutierrezp

Petroquímicos Secundarios Ing. Roberto Martín Caballero romartin

12 contenido

Page 13: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Capítulo I Introducción 14

Capítulo II Objetivo y alcance 20

Capítulo III Factores que afectan el desempeño de los recubrimientos 22

III.1 Factores asociados con la protección catódica 25

III.2 Factores asociados con la selección de recubrimientos 32

III.3 Factores externos 42

Capítulo IV Recubrimientos utilizados en PEMEX Gas 45

Capítulo V Uso, aplicación y ventajas de los sistemas genéricos 48

Capítulo VI Análisis de características básicas de los sistemas genéricos 61

Capítulo VII Cumplimiento de PEMEX Gas 70

Capítulo VIII Recomendaciones 75

Capítulo IX Referencias 78

Anexo 1 – Sistema nacional de ductos de PEMEX Gas 83

Glosario 106

13 contenido

Page 14: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

14

Page 15: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

El sistema nacional de ductos (SND) de PEMEX Gas y Petroquímica Básica (PEMEX Gas)

está constituido por más de 12,465 kilómetros de longitud, de los cuales 9,192

kilómetros se utilizan en el transporte de Gas natural, 1,626 kilómetros en el transporte

de Gas LP, 1,156 kilómetros en el transporte de Petroquímicos Básicos y 491 kilómetros

en el transporte de Petroquímicos Secundarios, en diferentes diámetros que van de 4 a

48 pulgadas. Anexo 1 - Sistema Nacional de Ductos de PEMEX Gas.

Los 12,465 kilómetros de ductos están bajo la jurisdicción de 16 Sectores de Ductos,

distribuidos de manera uniforme en la Republica Mexicana, para facilitar la operación,

seguridad y mantenimiento.

El SND de PEMEX Gas se encuentra expuesto a los efectos de la corrosión externa debido

a la presencia de agentes corrosivos del medio ambiente en el que se encuentran

alojados - enterrados y sumergidos. El control de la corrosión externa se realiza a través

de un recubrimiento base, complementado con un sistema de protección catódica (SPC).

El SND de PEMEX Gas fue construido y protegido con recubrimientos de Alquitrán de

Hulla (aproximadamente 97%) y recientemente con FBE – Epóxicos Adheridos por Fusión

(aproximadamente 3%), mismos que son complementados con sistemas de protección

catódica (SPC), principalmente a base de corriente impresa.

15

Page 16: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Toda vez que el recubrimiento de un ducto sufre una degradación paulatina con el paso

del tiempo y/o daños por operaciones incorrectas, PEMEX Gas aplica en el

mantenimiento de sus ductos, diferentes técnicas y metodologías de diagnostico tales

como CIS-DCVG (Inspección a intervalos cortos-Gradiente de voltaje de corriente

directa), para identificar y localizar áreas con problemas en su recubrimiento y en sus

sistemas de protección catódica, para realizar posteriormente su rehabilitación.

PEMEX Gas realiza los estudios CIS para identificar áreas con potenciales de protección

catódica fuera de especificación y los estudios DCVG para identificar sitios específicos

de fallas en el recubrimiento.

Una vez identificados los defectos en los recubrimientos, PEMEX Gas rehabilita y/o

repara los recubrimientos, utilizando alguno de los sistemas genéricos especificados en

la Norma de Referencia de PEMEX NRF-026 “Protección con recubrimientos anticorrosivos

para tuberías enterradas y/o sumergidas”.

La NRF-026 especifica nueve sistemas genéricos con una amplia variedad de productos y

proveedores que pueden satisfacer los requerimientos técnicos establecidos para cada

uno de estos sistemas genéricos.

16

Page 17: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Los datos históricos de los tipos de recubrimientos utilizados en la reparación y/o

rehabilitación de ductos de PEMEX Gas, muestran que los principales sistemas utilizados

son Epóxicos/Poliuretanos, Esmalte Asfáltico y Cintas de Policloruro de Vinil

(PVC)/Polietileno (PE) y en un menor grado de utilización los epóxicos de altos sólidos

RAM 100 y las cintas de ceras microcristalinas de petróleo (Wax Tape).

Recubrimiento4 Longitud rehabilitada

(m) Porcentaje

EP/PU - Epóxicos / Poliuretanos 62,806 50.9

Esmalte Asfáltico 41,105 33.3

Inorgánico de zinc3/enlace y vinílico de altos sólidos3 13,327 10.8

Cintas de Policroruro de vinil PVC/ Polietileno PE 5,674 4.6

Cromato de zinc1 y esmalte alquidálico2 500 0.4

Epóxico de altos sólidos RAM-100 72 0.06

Cintas de ceras microcristalinas de petróleo Wax Tape 2 0.01

Notas:

Los recubrimientos mencionados en las notas 1, 2 y 3, no están considerados en esta guía, por las siguientes razones:

1. Los recubrimientos a base de cromatos como el RP2 (Cromato de Cinc), están descontinuados desde la década de los 90,

debido a cuestiones ecológicas.

2. Los recubrimientos RA-20 (esmalte alquidálico) y RA-22 (vinílico de altos sólidos), no se consideran en ninguna norma de

referencia vigente ó especificación técnica de PEMEX.

3. Los recubrimientos RP-4 (Inorgánico de Cinc autocurante base solvente) y RP-7 (vinil epóxico modificado) son recubrimientos

para protección anticorrosiva de tuberías superficiales de acuerdo a la NRF-004-PEMEX-2002.

4. Información obtenida de base de datos del sistema de evaluación de riesgos en ductos (IAP-DI) de PEMEX Gas. 17

Page 18: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Es claro indicar que el personal técnico de PEMEX GAS aplica diferentes tipos de

recubrimientos para su rehabilitación, sin que exista aparentemente un criterio

uniforme para su selección.

El objetivo de este documento es resolver esta problemática presentando los criterios

técnicos y el soporte documental para que el personal especialista de PEMEX Gas

realice una selección adecuada de los recubrimientos para la rehabilitación de ductos

enterrados y sumergidos.

La información contenida en este documento, es el resultado del análisis y recopilación

de información de fuentes especializadas a nivel internacional, mismas que están

relacionadas principalmente con la evaluación y desempeño a mediano y largo plazo de

recubrimientos utilizados en la construcción y/o rehabilitación de ductos enterrados y

sumergidos.

En este documento no se analizan dos sistemas genéricos especificados en la Norma de

Referencia de PEMEX NRF-026: los sistemas tricapa de polietileno y tricapa de

polipropileno, ya que estos no han sido utilizados en PEMEX Gas por ser recubrimientos

recomendados para su aplicación en la construcción de ductos nuevos.

18

Page 19: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Es importante indicar que la literatura especializada no reporta estudios o análisis

relacionados con la compatibilidad y desempeño de los recubrimientos utilizados en la

rehabilitación de ductos enterrados y sumergidos con recubrimientos a base de Alquitrán

de Hulla, ni con Epóxicos Adheridos por Fusión (FBE).

Por lo anterior, en este documento no se presenta análisis de compatibilidad en la

interfase de los sistemas base de los ductos de PEMEX Gas (Alquitrán de Hulla y FBE) con

los siete sistemas genéricos que podrían utilizarse como métodos de rehabilitación.

Uno de los principales factores de éxito en el desempeño de un recubrimiento es la

adecuada preparación de superficie y su aplicación. Cualquier tipo de recubrimiento con

una buena preparación de superficie, limpieza y aplicación, normalmente muestra a

través del tiempo un desempeño adecuado en diferentes condiciones. La preparación de

superficie con acabado a metal blanco SA3, es la condición superficial recomendada para

obtener el mejor desempeño de cualquier recubrimiento.

Sin embargo, debido a que la aplicación de los recubrimientos para la rehabilitación de

ductos enterrados y sumergidos es “in situ”, la literatura especializada recomienda que

para obtener un buen desempeño del recubrimiento una preparación superficial mínima

aceptable es SA2½ o limpieza con abrasivo cercano a metal blanco, además de las

consideraciones adicionales que se deben cuidar en el perfil de anclaje y eliminación de

impurezas en la superficie.

19 Índice

Page 20: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

20

Page 21: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Contar con un documento técnico base que permita a los ingenieros especialistas de

PEMEX Gas, realizar una selección adecuada de recubrimientos para la rehabilitación

de ductos enterrados y sumergidos, basada en el análisis de resultados del desempeño

de recubrimientos reportados en estudios internacionales.

Análisis de siete sistemas genéricos de recubrimientos para tuberías enterradas y

sumergidas, utilizados en PEMEX Gas, incluyendo sus usos y aplicaciones, principales

ventajas y desventajas y los cuidados especiales que deben tomarse en consideración

para su uso y aplicación.

Objetivo

Alcance

21 Índice

Page 22: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

22

Page 23: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

El recubrimiento exterior de un ducto es la primera línea de defensa contra la corrosión

causada por el ambiente que lo rodea, el cual incluye suelo natural, materiales de

desecho y agua dulce ó salada.

La segunda línea de defensa es la protección catódica (PC) y esta se diseña para

prevenir la corrosión en los sitios donde el recubrimiento está dañado [2]. Por lo tanto,

el desempeño a largo plazo del recubrimiento exterior de un ducto enterrado y

sumergido es función de la habilidad para prevenir la corrosión en tuberías de acero, de

manera directa o en combinación con la PC aplicada.

El recubrimiento de un ducto está diseñado para prevenir que los elementos corrosivos

del material de relleno estén en contacto directo con la tubería de acero.

Se considera que un recubrimiento ha fallado, si el suelo ó agua hace contacto con la

tubería de acero. Sin embargo, siempre existen fallas ó defectos en los recubrimientos

que son controlados con el apoyo de los sistemas de protección catódica.

Para la mayoría de los operadores de ductos, se considera aceptable y normal para un

ducto en operación, un nivel bajo de defectos del recubrimiento y un sistema de

protección catódica efectiva [3, 4].

23

Page 24: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

El especialista en seleccionar un recubrimiento debe tomar en consideración tres

factores que pueden afectar negativamente el desempeño de los recubrimientos:

III.1 Factores asociados con la protección catódica 25

III.2 Factores asociados con la selección de recubrimientos 32

III.3 Factores externos 42

24 Índice

Page 25: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

45

Page 26: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Para el análisis que se presenta en este documento, se consideró contestar tres

interrogantes básicas:

1. ¿Puede un recubrimiento ser aplicado en ductos enterrados y sumergidos, de tal

manera que ninguno de los modos de falla críticos dañen la integridad del ducto a

través del tiempo?

2. ¿Hay evidencia de recubrimientos de ductos enterrados y sumergidos que han sido

reportados con fallas?

3. ¿Qué consideraciones se necesitan tomar en cuenta para evitar estas fallas y

seleccionar el recubrimiento más adecuado?

Los recubrimientos analizados son los utilizados por PEMEX Gas en sus sistemas de

ductos, en los últimos 20 años.

La estadística en PEMEX Gas indica que los recubrimientos “base” del sistema nacional

de ductos son Alquitrán de Hulla (97.5 %) y FBE (2.5%).

46

Page 27: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

La estadística en PEMEX Gas reporta que los recubrimientos utilizados en la reparación

y rehabilitación de sus ductos son:

• 50.9 % - Epóxicos (EP)/ Poliuretanos (PU)

• 33.3 % - Esmalte asfáltico

• 10.8 % - RP4, RP7 y RA22

• 4.66 % - Cintas de poliolefinas PVC/PE

• 0.4 % - RP2/RA20

• 0.06 % - RAM 100

• 0.01 % - Ceras microcristalinas de petróleo (Wax Tape).

De estos recubrimientos, es necesario indicar lo siguiente:

• RP2 - cromato de cinc. Recubrimiento descontinuado por cuestiones ecológicas

• RP4 - inorgánico de cinc autocurante base solvente y RP7 - vinil epóxico modificado.

Son recubrimientos utilizados para tuberías superficiales (NRF-004-PEMEX-2002).

• RA20 - esmalte alquidálico y RA22 - vinílico de altos sólidos. Son recubrimientos que

no están considerados en alguna norma de referencia de PEMEX.

Por lo anterior, el análisis de los recubrimientos RP4, RP7, RA22, RP2/RA20, no se

incluye en este documento.

47 Índice

Page 28: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

48

Page 29: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

V.1 Epóxicos líquidos de altos sólidos 50

V.2 Poliuretanos 51

V.3 Cintas de poliolefinas reforzadas 52

V.4 Cintas de poliolefinas viscoelásticas 53

V.5 Cintas de poliolefinas laminadas 54

V.6 Ceras microcristalinas de petróleo (Wax Tape) 55

V.7 Cintas y mangas termocontraíbles 56

V.8 Epóxicos adheridos por fusión (FBE) 57

V.9 Alquitrán de hulla (Coal Tar) 59

En este capítulo se presenta los usos y aplicaciones, ventajas, desventajas y cuidados

especiales de los sistemas de recubrimientos genéricos utilizados en la rehabilitación de

ductos enterrados y sumergidos:

Notas:

1. La información que se presenta en este documento, fue analizada de literatura internacional especializada, que involucra

reportes de compañías que transportan hidrocarburos por ducto, aplicadores y proveedores de recubrimientos.

2. Se debe aclarar que la información presentada en este documento no limita el uso de algún recubrimiento específico.

49 Índice

Page 30: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

61

Page 31: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

VI.1 Epóxicos líquidos de altos sólidos 63

VI.2 Poliuretanos 64

VI.3 Cintas de poliolefinas (reforzadas, viscoelásticas y laminadas) 65

VI.4 Ceras microcristalinas de petróleo (Wax Tape) 66

VI.5 Cintas y mangas termocontraíbles 67

VI.6 Epóxicos adheridos por fusión (FBE) 68

VI.7 Alquitrán de hulla (Coal Tar) 69

La literatura internacional reporta cinco características básicas que deben cumplir los

recubrimientos para rehabilitar tuberías enterradas y sumergidas:

1. Baja permeabilidad al oxígeno y humedad

2. Alta resistencia a álcalis

3. No problemas de blindaje catódico

4. Alta resistencia a esfuerzos del suelo

5. Pocos cuidados especiales en su aplicación

El análisis de cumplimiento de estas cinco características básicas de los sistemas

genéricos se presenta a continuación:

62 Índice

Page 32: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

70

Page 33: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Acorde al análisis del cumplimiento de las 5 características básicas (tablas V1.1 a VI.6),

los sistemas genéricos de recubrimientos se ordenan de la siguiente manera:

Orden Sistema genérico

1 Epóxicos líquidos de altos sólidos

2 Poliuretanos

3 Epóxicos adheridos por fusión (FBE)

4 Cintas de poliolefinas reforzadas y viscoelásticas

5 Ceras microcristalinas del petróleo (Wax Tape)

6 Cintas de poliolefinas laminadas

7 Cintas y mangas termocontraíbles

8 Alquitrán de hulla

71

Page 34: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

Los epóxicos líquidos, poliuretanos y epóxicos adheridos por fusión (FBE), son los

recubrimientos que presentan menores problemas, aunque para la aplicación de estos

recubrimiento se requiere una especial atención en la preparación, perfil de anclaje y

limpieza de la superficie metálica.

Los principales problemas de las cintas de poliolefinas, ceras microcristalinas de

petróleo (Wax Tape), cintas termocontraíbles y alquitrán de hulla, son la resistencia al

esfuerzo de suelos y problemas de blindaje catódico.

72

Page 35: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

La estadística en PEMEX Gas, reporta que los recubrimientos utilizados en la

reparación y/o rehabilitación de sus ductos es:

• 50.9 % - Epóxicos (EP)/ Poliuretanos (PU)

• 33.3 % - Esmalte asfáltico

• 4.66 % - Cintas de poliolefinas PVC/PE

• 0.06 % - RAM 100

• 0.01 % - Ceras microcristalinas de petróleo (Wax Tape)

Cuando se compara el orden de cumplimiento de las 5 características básicas de los

sistemas genéricos, con los sistemas que ha utilizado PEMEX Gas, se tiene:

A. Ha sido un acierto utilizar los epóxicos y poliuretanos en la mayor parte de

rehabilitaciones del recubrimiento de los ductos de PEMEX Gas, ya que estos

sistemas reportan la menor cantidad de problemas en su desempeño.

B. El uso frecuente del esmalte asfáltico (derivado del alquitrán de hulla), debe

tomarse como una decisión poco acertada, ya que para este sistema se han

reportado problemas severos principalmente por efecto de los esfuerzos del suelo

y blindaje catódico.

73

Page 36: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

C. Aunque PEMEX Gas ha utilizado raramente las ceras microcristalinas de petróleo

(Wax Tape), debe considerarse como un error su aplicación permanente, ya que

este recubrimiento se recomienda únicamente para uso temporal.

D. PEMEX Gas debe considerar restringir el uso de cintas de poliolefinas PVC/PE, por

los problemas severos reportados que estos recubrimientos, relacionados

principalmente con esfuerzos de suelos, blindaje catódico y corrosión asistida por

esfuerzos (SCC).

74 Índice

Page 37: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

75

Page 38: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

1. Los recubrimientos epóxicos líquidos de altos sólidos, poliuretanos y epóxicos

adheridos por fusión (FBE), no han reportado problemas relacionados con

esfuerzos de suelos, ni blindaje catódico, por lo que se recomienda que PEMEX

Gas continúe aplicándolos.

2. Las cintas de poliolefinas laminadas, cintas y mangas termocontraíbles y

alquitrán de hulla, han presentado problemas relacionados con esfuerzos de

suelos y blindaje catódico, por lo que PEMEX Gas debe considerar restringir su

uso.

3. Las cintas de poliolefinas reforzadas y viscoelásticas, no reportan problemas

relacionados con el blindaje catódico, sin embargo, por contarse con poca

información de su desempeño en campo, PEMEX Gas debe ser cauteloso en su

uso.

4. Las cintas de poliolefinas laminadas y las cintas y mangas termocontraíbles,

también presentan problemas relacionados con corrosión asistida por esfuerzos

(SCC) y corrosión microbiana, por lo que PEMEX Gas debe considerar restringir

su uso.

76

Page 39: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

5. Cualquier sistema de recubrimientos que PEMEX Gas seleccione para la

rehabilitación de ductos enterrados y sumergidos, mejorará su desempeño con

una preparación de superficie adecuada. PEMEX Gas debe poner especial

énfasis en la supervisión de los trabajos de campo.

6. Cualquier sistema de recubrimientos que se seleccione para la rehabilitación

de ductos enterrados y sumergidos, requiere especial atención en las

recomendaciones especificadas de las hojas técnicas del producto durante el

proceso de aplicación. Incluye, entre otros: relación adecuada de mezcla de

componentes, temperatura de aplicación, traslape y tensión en cintas y

tiempos de curado.

77 Índice

Page 40: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

78

Page 41: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

1. Norsworthy, R.; Hughes, C.; “Outline the obstacles to effective coating

performance and the company´s innovative solution to these problems”; coatings

& linings, World Pipelines; October 2007.

2. ISO 15589-1 Petroleum and natural gas industries – Cathodic protection of pipeline

transportation systems – Part 1: On land pipelines.

3. Harvey, D. W., Maintaining integrity on buried pipelines, Material Performance,

August, 1994.

4. Corrosion Engineers Association, State of the art – Specialized surveys for buried

pipelines, Document No 0288, September 1988.

5. Argent C. J., Cathodic protection – coating interactions on high pressure, buried

steel pipelines, ACA Corrosion and Prevention Conference, Adelaide; Australia.

79

Page 42: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

6. CEOCOR, The A.C. corrosion booklet.

7. Beavers J. A., Thompson N. G., Corrosion beneath disbonded coatings: A review,

NACE Corrosion 1996, Paper 208.

8. Norman D., Argent C.; Pipeline Coatings, External Corrosion And Direct Assessment;

Corrosion 2007.

9. Norman D., Argent C. J., Fitness for purpose issues relating to FBE and three layer

coatings, NACE Corrosion 2005, Paper 05034.

10. Norman D, Argent C J, Three layer polyolefin coatings: Fulfilling their potential?,

NACE Corrosion 2006, Paper 06056

80

Page 43: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

11. J O Harris, Microbial studies reveal significant factors in oil and gas back-filled

ditches: II Six year research progress, Kansas Agricultural Experiment Station,

1963, Library of Congress Catalogue Card No 63-64352.

12. ASME B31.8S, Supplement to B31.8 on managing system integrity of gas pipelines.

13. IAP-DI; Integrity Management Program (IMP V6), Base de datos del programa de

administración de riesgo de PEMEX Gas.

14. Munger C. G.; “Corrosion Prevention by Protective Coatings”; Chapter 5.

Corrosion-Resistant Organic Coatings, NACE, 1984; pp. 102 – 104, 109, 123, 127,

314.

81

Page 44: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

15. Norman D., Argent C.; European Pipeline Research Group; “State of the art

analysis of coating degradation mechanisms and their impact on long term

performance of external pipeline coatings”; Mayo, 2003. pp. 7 – 9, 16.

16. PEMEX, NRF-026-PEMEX-2008; “Protección con recubrimientos anticorrosivos para

tuberías enterradas y/o sumergidas”; Anexo 1; pp. 61.

17. Norsworthy, R.; "Testing of Pipeline Maintenance and Rehabilitation Coatings" -

February 1995 Mobil Asset Services, The International Pipeline Monitoring and

Rehabilitation Seminar; February 1995, Houston, Tx; pp. 128 – 159.

82 Índice

Page 45: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

83

Page 46: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

PEMEX Gas tiene a su cargo 16 centros de trabajo (Sectores de Ductos) distribuidos

de manera uniforme en la República Mexicana, para asegurar la operación,

mantenimiento y seguridad, de aproximadamente 12,465 kilómetros de ductos, que

integran el Sistema Nacional de Ductos (SND):

Región Sector de Ductos Kilómetros de ductos

Norte

Chihuahua 1349

Torreón 1227

Monterrey 1150

Reynosa 738

Madero 599

Sistema San Fernando 115

Centro

Guadalajara 419

Salamanca 1051

Venta de Carpio 790

Tlaxcala 713

Sur

Mendoza 538

Veracruz 549

Minatitlán 860

Cárdenas 661

Nuevo Pemex 1216

Petroquímicos Secundarios 491 84

Page 47: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

85 Índice Capitulo I Introducción

S. Chihuahua

S. Torreón

S. Monterrey

S. Reynosa

S. SS Fdo.

S. Madero

S. Veracruz S. Guadalajara

S. Salamanca

S. V. Carpio

S. Tlaxcala

S. Mendoza

P. Secundarios

S. Cárdena y

Nuevo Pemex

S. Minatitlán y

Page 48: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

106

Page 49: Selección de métodos de reparación de recubrimientos

CIS: Inspección a intervalos cortos

DCVG: Gradiente de voltaje de corriente directa

EVA: Valor económico agregado.

FBE: Epóxicos adheridos por fusión

GN: Gas natural

IAP-DI: Sistema de administración de riesgo de

ductos e instalaciones. Programa de cómputo

que se utiliza en todos los centros de trabajo

de la subdirección de ductos, para realizar la

evaluación de riesgo de ductos e instalaciones.

LP: Gas líquido de petróleo (LPG por sus siglas en

inglés)

PEMEX Gas: Pemex Gas y Petroquímica Básica

PEMEX: Petróleos Mexicanos

PQ: Petroquímicos básicos

SCC: Corrosión asistida por esfuerzos

SND: Sistema nacional de ductos de PEMEX Gas

SPC: Sistema de protección catódica

SSPA: Seguridad, Salud y Protección Ambiental

Up Time: Porcentaje de tiempo equivalente en el

que una planta, equipo o sistema, opera a su

máxima tasa demostrada, mientras elabora

productos de calidad de una forma segura

UV: Rayos ultra violeta

107 Índice