alcances catódica_2

Junio 20072010

Instituto Politécnico Nacional

Convenios de Investigación y Desarrollo de Integridad Mecánica

Instituto Politécnico Nacional Convenios de Investigación y Desarrollo de Integridad Mecánica

Efectuar estudios integrales de corrosión exterior en

ductos de la Región Sur que permitan monitorear,

evaluar y optimizar los sistemas de protección

catódica existentes, así como diseñar sistemas de

protección catódica a ductos que actualmente no

cuentan con uno.

OBJETIVO


Recopilación de información

ConstrucciónSuelo/Medio

ambienteControl de la

corrosiónDatos

adicionales

• Año de construcción e inicio de operación.• Ubicación de accesorios.•Tipo de recubrimiento.• Profundidad de enterrado• Trazo y perfil

•Características del suelo• Uso de suelo• Ubicación de cuerpos de agua• Permisos de acceso.

•Tipo de sistema de protección•Reportes de mantenimiento de sistemas•Ubicación de puntos de prueba•Condición del recubrimiento

• Presión• Temperatura de operación•Coordenadas satelitales•Ubicación de cama anódica.•Antigüedad del sistema de protección externa.

PRIMERA ETAPA


RequisitosInspección de recubrimiento

con DCVG - Acceso al rectificador del sistema de protección catódica.

- Conexión en serie de un interruptor con secuencia programada.

- Recorrido sobre el derecho de vía, colocando electrodos o sondas, sobre el suelo para localizar gradientes.

- La intensidad del gradiente determinará la severidad del defecto.

Equipo analógicoDCVG

INSPECCIÓN INDIRECTA


DCVG



Levantamiento de potenciales a intervalos

cortos (CIPS) - Acceso al rectificador del sistema de protección catódica.

- Conexión en serie de un interruptor con secuencia programada.

- Levantamiento de potenciales ON/OFF a intervalos cortos.

- Medidas eléctricas a tierra remota para determinar carácter de las indicaciones detectadas con DCVG.

QUANTUM

Cable de los electrodos conectados en el enchufe del

lado izquierdo en el registrador de datos.

Cable unión de los electrodos CIPS

Registrador de datos QUANTUM

Alambre de arrastre CIPS

Electrodo CIPS de la mano izquierda

Electrodo CIPS de la mano derecha


Requisitos


Levantamiento de potenciales a intervalos cortos



- Medición de resistividad en el derecho de vía.

- Medición de pH del suelo.

- Obtención de potencial REDOX.

- Análisis químicos de muestras de suelo para determinación de iones

- En proceso de implementación: Resistividad continua, estado de recubrimiento y detección de estructuras metálicas por inducción electromagnética.

Caracterización de suelos

CARACTERIZACIÓN DE PROPIEDADES CORROSIVAS DE SUELOS


- Localización de fallas en el recubrimiento dieléctrico.- Determinación de la severidad de los defectos.- Identificación del carácter de cada uno de los defectos

presentes.- Determinación de los niveles de protección a lo largo de la

línea de acuerdo con los criterios de protección establecidos en NRF-047-PEMEX-2007.

- Determinar el alcance de la protección de los sistemas de protección.

DCVG

CIPS

- Correlación de secciones donde existe probabilidad de encontrar más daño.

- Elaboración de un programa integral de rehabilitación de recubrimiento.


EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 50 100 150 200

Distancia [m]

Po

ten

cia

l [

-mV

]

ONOFF

Defectos



-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

0 50 100 150 200

Distancia [m]

Gra

die

nte

[m

V]



%IR SEVERIDAD DE LA FALLA ACCIÓN A SEGUIR

0-15 Defecto pequeño No requiere reparación

16-34 Defecto medio Considerar reparación a largo plazo

35-70 Defecto medio/grande Considerar reparación a corto plazo

71-100 Defecto grande Reparar inmediatamente

No. Km NORTE[gr-min.dec]

OESTE[gr-min.dec] %IR TAMAÑO CARÁCTER ACCIÓN

61 1+004.67 1830.9379 9243.7149 0.58 PEQUEÑO AN/CA No requiere reparación62 1+023.91 1830.9304 9243.7075 0.95 PEQUEÑO AN/AN Se debe inspeccionar por su carácter anódico63 1+064.44 1830.9147 9243.6918 1.53 PEQUEÑO AN/CA No requiere reparación74 1+278.14 1830.8423 9243.649 17.43 MEDIO CA/CA Considerar reparación a largo plazo75 1+290.22 1830.8365 9243.6476 0.58 PEQUEÑO AN/CA No requiere reparación76 1+297.45 1830.8328 9243.6468 25.42 MEDIO CA/CA Considerar reparación a largo plazo

77 1+310.54 1830.827 9243.6442 24.83 MEDIO CA/CA Considerar reparación a largo plazo78 1+314.81 1830.8247 9243.6442 7.48 PEQUEÑO CA/CA No requiere reparación79 1+361.50 1830.8006 9243.6382 1.81 PEQUEÑO CA/CA No requiere reparación80 1+394.79 1830.7843 9243.6329 1.59 PEQUEÑO CA/CA No requiere reparación81 1+410.82 1830.7761 9243.6315 11.38 PEQUEÑO CA/CA No requiere reparación

82 1+415.79 1830.7738 9243.6309 49.06 MEDIO/GRANDE CA/CA Considerar reparación a corto plazo

83 1+423.40 1830.7699 9243.63 27.68 MEDIO CA/CA Considerar reparación a largo plazo

EVALUACIÓN DE LAS INDICACIONES O DEFECTOS


CarácterDCVG Apagado – encendido

(OFF – ON)Descripción

Catódico – Catódico Negativo – NegativoDefecto en el recubrimiento, que se encuentra protegido por el sistema de protección catódica.

Catódico – Nulo Nulo – NegativoDefecto en el recubrimiento, que se encuentra protegido por el sistema de protección catódica.

Anódico – Catódico Positivo – NegativoEl defecto presenta corrosión en condiciones de apagado, pero se encuentra protegido por el sistema de protección catódica.

Anódico - Anódico Positivo – PositivoPresencia de corrosión externa en el defecto, el cual no se encuentra protegido por el sistema de protección catódica.

EVALUACIÓN DE LAS INDICACIONES O DEFECTOS


Pruebas complementarias

- Inspección de cama anódica.

- Inspección de rectificador y determinación de Resistencia y eficiencia del circuito.

- Identificación de fallas en el sistemas.

- Inspección de capacidad de aislamiento y diagnóstico de IM de juntas aislantes

- Aplicación de otras técnicas de inspección indirecta como: electromagnéticas y CIPS laterales.



Inspección indirecta

o Diagnóstico del estado actual del sistema.

o Recomendaciones para la optimización basadas en la protección de la tubería y reducción del consumo de corriente por parte del circuito.






LÍNEAPOTENCIAL TUBO –

SUELO (mV)AGUAS ARRIBA

POTENCIAL TUBO – SUELO (mV)

AGUAS ABAJO

* DIFERENCIA DE POTENCIAL

(mV)

LUNA 1D -508 -784 276

LUNA 13 -926 -780 -146

LUNA 18-38 -905 -744 -161

TIZON 1- -916 -775 -141

LUNA 12-1 -787 SIN JUNTA

LUNA 12-B -874 -711 -163

LUNA 14 -830 -672 -158

LUNA 2 -901 -712 -189

LUNA 6 -906 -737 -169

LUNA 301 -894 -750 -144

LUNA 16 -930 -773 -157

LUNA NE -934 -803 -131




Ánodos de sacrificio

Corriente impresa

- Prueba de requerimiento de corriente.

- Medición de resistividad para ubicación de cama anódica.

- Disponibilidad de corriente alterna.

- Antigüedad de los ductos.

- Historial de fugas, reparaciones y rehabilitaciones.

- Recorrido sobre el DDV.

- Prueba de requerimiento de corriente, o estimación a partir de la antigüedad.

- Medición de resistividad en el DDV.

- Medición de potenciales tubo-suelo.

DISEÑO DE SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA EN DUCTOS


100

1,000

10,000

100,000

1,000,000

Re

sis

tiv

ida

d [

oh

m.c

m]

Kilometraje



Se realiza medición de potenciales estructura-suelo y el levantamiento de la resistividad del derecho de vía de un ducto para obtener perfiles de estos datos.

Medición de potenciales

POTENCIAL ESTRUCTURA-SUELO Y LEVANTAMIENTO DE RESISTIVIDAD


Altamente corrosivo

Corrosivo

Poco Corrosivo

Muy poco corrosivo

Levantamiento de resistividad

POTENCIAL ESTRUCTURA-SUELO Y LEVANTAMIENTO DE RESISTIVIDAD


EVALUACIÓN DE ÁNODOS DE SACRIFICIO DE Mg

-2

-1..6

-1..2

-0..8

-0..4

00 2 4 6 8 10 12 14 16

Tiempo (dias)

Pot

enci

al V

vs

Cu/

CU

SO4

-2

-1..6

-1..2

-0..8

-0..4

0

-2

-1..6

-1..2

-0..8

-0..4

00 2 4 6 8 10 12 14 160 2 4 6 8 10 12 14 16

Tiempo (dias)

Pot

enci

al V

vs

Cu/

CU

SO4

-2

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Tiempo (dias)

Pote

ncia

l V v

s C

u/C

USO

4

-2

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

-2

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

0 2 4 6 8 10 12 14 160 2 4 6 8 10 12 14 16

Tiempo (dias)

Pote

ncia

l V v

s C

u/C

USO

4

CONFORME ASTM G97-07 Y NRF-110-PEMEX-2003


Espécimen Q (A.h) Dp (A.h/kg) e

M31 18.865 1411.9 64.1

M32 18.865 1427.6 64.8

M33 18.865 1435.5 65.2

M34 18.865 1423.8 64.6

M35 18.865 1410.0 64.0

M41 23.898 1438.7 65.3

M42 23.898 1448.6 65.8

M43 23.898 1458.9 66.2

-1.6

-1.5

-1.4

-1.3

-1.2

Especimen

Pot

enci

al V

vs

Cu

/CU

SO

4

0 1 2 3 4 5 6

-1.6

-1.5

-1.4

-1.3

-1.2

-1.6

-1.5

-1.4

-1.3

-1.2

Especimen

Pot

enci

al V

vs

Cu

/CU

SO

4

0 1 2 3 4 5 60 1 2 3 4 5 6

EVALUACIÓN DE ÁNODOS DE SACRIFICIO DE Mg

CONFORME ASTM G97-07 Y NRF-110-PEMEX-2003


ANÁLISIS DE FALLAS DE JUNTAS AISLANTES

FLUJO

NODO 19NODO 20


EN PROCESO DE IMPLEMENTACIÓN

EVALUACIÓN ELECTROMAGNÉTICA:

• RESISTIVIDAD CONTINUA• CONDUCTIVIDAD• DEGRADACIÓN DE RECUBRIMIENTO• DETECCIÓN DE OBJETOS METÁLICOS

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