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REVESTIMIENTO DE TUBERIAS Si bien la economía sigue siendo un factor importante para obtener el mejor sistema de revestimientos para las tuberías, está siendo reemplazado por factores de seguridad y medio ambiente. Esta tendencia primero fue evidente en Europa donde permanece, en lugar del costo, para inducir al uso de sistemas de multi-capas que han probado ser más efectivos y más económicos durante la vida útil de la tubería. En las actuales regulaciones ambientales, todas las nuevas tuberías “peligrosas” (que transportan petróleo, gas u otras sustancias potencialmente peligrosas) se requiere el uso de efectivos revestimientos y protección catódica. EFECTIVIDAD DE REVESTIMIENTOS COMO CONTROL DE CORROSION Los primeros intentos para controlar la corrosión de tuberías dependían del uso de materiales de revestimientos y del estudio de si el metal de las tuberías podía ser aislado del contacto con la tierra que la rodea para que la corrosión no ocurriera. Este concepto es completamente razonable y lógico. Es más, un revestimiento un revestimiento sería completamente efectivo como un medio para detener la corrosión si el material del revestimiento: ∗! Es un aislante eléctrico efectivo, ∗! Puede ser aplicado sin romperlo y se mantendrá durante el proceso de tapado de la tubería, y ∗! Constituye inicialmente una película perfecta que se mantendrá con el tiempo. Si bien estos son posibles con algunos de los sistemas de multi-capas, puede no ser práctico en el análisis inicial de costos. Aunque los revestimientos por si mismos pueden no ser la respuesta perfecta al control de la corrosión, son extremadamente efectivos cuando son usados adecuadamente. Muchos operadores planean revestimientos y protección catódica para todas sus tuberías. Un revestimiento debidamente seleccionado y aplicado suministrará toda la protección necesaria en mucha de la superficie de la tubería a la cual es aplicado. En una tubería bien revestida la protección será mayor al 99% y con protección catódica dará total protección. No es la intención en este capítulo hacer recomendaciones específicas de materiales de revestimientos a ser usados. Sin embargo, las capacidades y limitaciones de de varios materiales de revestimientos para tuberías serán discutidos así como las características deseables y como obtener la mayoría de los materiales usados. Algunos tipos de revestimientos usados actualmente se describirán resumidamente. La Norma NACE RP-0169 Sección 5: Revestimientos, es una guía detallada para revestimientos de tuberías es necesario conocerla para un mejor entendimiento de su importancia. Esta Norma lista las siguientes características que se desean en un revestimiento: 1.! Aislamiento eléctrico efectivo. Dado que la corrosión en el suelo es un proceso electroquímico, un revestimiento debe detener el flujo de corriente aislando la tubería del medio/electrolito donde está instalada. Para asegurar una alta resistencia eléctrica, el revestimiento debe tener un alto esfuerzo dieléctrico. 2.! Barrera impermeable efectiva. Contrario a la teoría de que la absorción del agua es buena por que aumenta la efectividad de la protección catódica, la transferencia de agua a través del revestimiento puede causar ampollamiento y contribuirá a la corrosión por el no aislamiento. 3.! Aplicabilidad. La aplicación del revestimiento a la tubería debe ser posible por un método que no afecte adversamente las propiedades de la tubería y con un mínimo de defectos.

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4.! Habilidad para resistir el desarrollo de holidays con el tiempo. Después que el revestimiento es enterrado, dos factores que pueden destruir o degradar los revestimientos son el estrés y los contaminantes del suelo. El estrés del suelo, realizado en ciertos suelos que son alternadamente húmedos y secos, crean fuerzas que pueden rajar o causar áreas delgadas en el revestimiento. Para minimizar este problema, se debe evaluar la resistencia a la abrasión del revestimiento, la fuerza de tensión, la adhesión y la cohesión. La resistencia del revestimiento a químicos, hidrocarburos y condiciones ácidas o alcalinas se deben conocer para evaluar el desempeño en suelos contaminados. 5.! Buena adhesión a la superficie de la tubería. El revestimiento de tuberías requiere suficiente adhesión para prevenir ingreso o migración de agua entre el revestimiento y la tubería, así como también buena cohesión para resistir la manipulación y el estrés en el suelo. El estrés en el suelo es la principal causa de fallas en el revestimiento de las tuberías. “El estrés en el suelo se puede observar en revestimientos flexibles de polietileno con elastómeros adhesivos como un arrugado característico. Sin embargo, otro tipo de revestimientos pueden fallar por ampollamiento como el Fusion Bonded Epoxy (FBE) o fatiga como el Esmalte de Alquitrán de Hulla que son exacerbados por los movimientos del suelo. Resistencia a la cizalla se debe combinar con medidas de la resistencia del material de respaldo (chaqueta externa) a la deformación y fuerza de tensión. Las dos propiedades se combinan para determinar la capacidad del revestimiento de la tubería para resistir daños por movimientos del suelo”. La resistencia al estrés en el suelo se mide por resistencia la cizalla y no por la fuerza al despegue. 6.! Capacidad para resistir la manipulación, almacenamiento (degradación por rayos ultravioleta) e instalación. La capacidad de un revestimiento para resistir el daño es una función de sus propiedades al impacto, la abrasión y flexibilidad. Los revestimientos de tuberías están sujetos a varias manipulaciones entre su aplicación y relleno (cuando la tubería es enterrada). Su capacidad a resistir estos esfuerzos varían considerablemente, de tal manera que estos factores necesitan ser evaluados para conocer si alguna precaución especial se debe tener en cuenta. Los rayos ultravioleta (UV) pueden ser muy destructivos de los revestimientos. La vida en almacenamiento puede variar de 6 meses a 5 años de tal manera que la resistencia a los rayos ultravioleta es una consideración muy importante. 7.! Capacidad para mantener substancialmente constante la resistividad eléctrica con el tiempo. La resistencia eléctrica efectiva de un revestimiento por un promedio de pies cuadrados (ft2) depende de: •! Resistividad del material del revestimiento •! Espesor del revestimiento •! Resistencia a la absorción de humedad •! Resistencia a la transferencia de vapor de agua •! Frecuencia y tamaño de holidays •! Resistividad del electrolito •! Unión o adhesión del revestimiento Si la resistencia efectiva es inestable, la protección catódica puede ser el doble en algunos años. Puede ser fácil obtener medidas erróneas de alta resistencia si el suelo no es estable alrededor de la tubería y si la humedad a permeado algunos holidays en el revestimiento. Es necesario tener experiencia para evaluar la validez de las medidas de resistencia y para usarlas en el diseño de los sistemas de protección catódica. 8.! Resistencia al desprendimiento. Debido a que muchas tuberías son catódicamente protegidas, el revestimiento debe ser compatible con el sistema de protección catódica aplicado. La cantidad de protección catódica requerida es directamente proporcional a la calidad e integridad del revestimiento. Los aspectos negativos de la protección catódica son que puede conducir agua a través del revestimiento y que la unión de la interfase alrededor de un holiday puede tener una tendencia al desprendimiento. Ningún revestimiento es completamente resistente al daño por protección catódica. Cuando se requieren grandes cantidades de corriente, pueden surgir fugas de corriente e interferencia. Esto enfatiza la importancia de una adecuada selección del revestimiento, su aplicación e instalación.

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9.! Fácil de reparar. Debido a que no existen revestimientos perfectos, se puede esperar hacer algunas reparaciones en campo así como también revestimientos en campo en las uniones soldadas. Se debe revisar la compatibilidad y seguir las recomendaciones del fabricante. Una reparación en campo nunca es tan buena como el revestimiento original. Inspecciones estrictas y periódicas se deben mantener. 10.! Interacción no contaminante con el medio. Algunos materiales de revestimiento han sido modificados o prohibidos por las normas medioambientales y de salud. Asbestos e imprimantes (primers) con ciertos solventes han requerido sustitución de refuerzos de vidrio y modificación de solventes; cambios en polvos de FBE para eliminar para eliminar agentes cancerígenos se han necesitado también por requerimientos de salud y medioambientales. Esto ha sido una de las mayores influencias en el cambio de revestimientos hoy día. Adicionalmente a las características mencionadas anteriormente, los siguientes factores se deben considerar cuando se selecciona un revestimiento: •! Tipo de ambiente •! Accesibilidad a la tubería •! Temperatura de operación de la tubería •! Temperatura ambiente durante la aplicación, almacenamiento, transporte, construcción e instalación •! Ubicación geográfica y física •! Tipo de revestimiento en tubería existente •! Manipulación y almacenamiento •! Métodos de instalación •! Costos •! Requerimientos de la preparación de la superficie de la tubería Una buena práctica en el control de la corrosión de tuberías en la actualidad comprende el uso de buenos revestimientos en combinación con protección catódica. Tácticas complementarias, como el uso de juntas aislantes y control medioambiental local se pueden usar para reforzar estos métodos de control básicos. En la selección de un sistema de revestimiento para una determinada tubería, una de las más importantes características para el diseño es la estabilidad. Con esto, se quiere decir una combinación de revestimiento que tendrá alta resistencia eléctrica después que la tubería ha sido instalada y el relleno estabilizado y que perderá la mínima resistencia eléctrica con el tiempo. Estas características son importantes en cualquier caso pero particularmente cuando se usa protección catódica como complemento al revestimiento. Cuando se usa un revestimiento inestable, un sistema de protección catódica que ha sido completamente adecuado durante los primeros años de vida de una tubería puede no suministrar completa protección ha medida que el revestimiento se deteriora (como se ha indicado por la reducción de la resistencia eléctrica efectiva del revestimiento), de tal manera que requerirá más corriente. Esto significa que se deben considerar gastos continuos para instalaciones adicionales de protección catódica. Las condiciones económicas de los revestimientos más protección catódica se ven afectadas adversamente por el desempeño de pobres revestimientos. En una revisión de los últimos 50 años de la literatura de revestimientos de tuberías, emergen los siguientes conceptos: •! Es muy importante la selección del mejor revestimiento y su adecuada aplicación •! La protección catódica como complemento al revestimiento para lograr 100% de protección •! Las pruebas en campo son más confiables que las pruebas de laboratorio •! Los resultados de pruebas de adhesión no se relacionan con las pruebas de desprendimiento catódico

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•! Pruebas de desprendimiento catódico son la mejor forma para evaluar el desempeño de los revestimientos

•! La corriente requerida por la protección catódica es la mejor forma de medir el desempeño de los revestimientos

•! Es importante un espesor óptimo del revestimiento •! Uno de los principales problemas es el estrés en el suelo •! La resistencia al desprendimiento catódico y al estrés del suelo son importantes requerimientos de los

revestimientos. Para que un revestimiento sea efectivo, se debe cumplir los siguientes criterios: adhesión, adecuado espesor, baja absorción/transferencia de humedad, resistencia química y flexibilidad

•! Es importante la selección del mejor sistema, pero la consideración más importante es la adecuada aplicación

Una de las mayores causas de fallo de los revestimientos de las tuberías es su inapropiada aplicación. La calidad de un material pobremente aplicado es de pequeño valor, y la calidad del revestimiento de una tubería es solamente tan buena como la calidad de la aplicación. Para ayudar en la evaluación de un aplicador de revestimientos, se deben considerar los siguientes puntos: 1.! Experiencia. Investigación y ensayos de prueba y error se deben tener en cuenta en el desarrollo de los revestimientos, y debe haber cooperación entre el aplicador, el fabricante del revestimiento, el fabricante del equipo y el cliente. La transición desde el laboratorio has la línea de producción es, usualmente, una experiencia costosa, que no debe ser ignorada. 2.! Reputación. Esta es una característica que se obtiene por un constante desempeño. No solamente la buena calidad del trabajo, si no también la solución de problemas y corrección de errores ayuda al desarrollo de la reputación. 3.! Fiabilidad. Muchas variables afectan la aplicación de los revestimientos. Un esfuerzo fiable en el trabajo, el buen mantenimiento del equipo y una constante calidad en el desempeño son prerrequisitos para un aplicador. 4.! Ajustarse a las especificaciones de los fabricantes de revestimientos. Los fabricantes de revestimientos establecen un mínimo de especificaciones que se deben cumplir para la aplicación de los revestimientos. 5.! Equipos automatizados modernos. Gastos de capital en equipos automatizados es importante para la aplicación de revestimientos plásticos. La eliminación de errores humanos a través de la automatización y control han probado ser un importante factor en la aplicación de revestimientos en tuberías. 6.! Control de calidad. De acuerdo con las especificaciones los revestimientos deben ser revisados regularmente. El conocimiento del aplicador de los controles de calidad en los materiales, la aplicación y el producto terminado es esencial en la selección del aplicador. ESPECIFICACIONES No se debe intentar la instalación de un revestimiento sin seguir las especificaciones que detallen cada paso del procedimiento según el revestimiento a ser utilizado. Las especificaciones son necesarias para asegurar que los materiales que se están usando son aplicados de manera que permitirán el mejor desempeño del revestimiento.

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Dado que muchos materiales se pueden usar, no se detallarán ejemplos específicos de las especificaciones de revestimientos. Las especificaciones se pueden preparar de acuerdo con las recomendaciones de los fabricantes. Las especificaciones deberán incluir pero no estar limitadas a: •! Limpieza de la superficie de la tubería •! Aplicación de imprimantes si se requiere •! Los materiales de revestimiento a ser usados y (si son más de un material) el orden en que deben ser

aplicados •! Espesor total con tolerancias permitidas •! Especificaciones aplicables a los materiales particulares a ser usados, como son la temperatura de

aplicación y espesor, tensión (para cintas) y otros ítems de naturaleza similar •! Requerimientos de manipulación para materiales de revestimientos, como son almacenamiento y

mantenimiento en condiciones secas y limpias. •! Requerimientos de inspección •! Procedimiento para reparar daños en el revestimiento •! Bases para rechazo de un revestimiento no aceptable •! Requerimientos para manipulación y transporte de tuberías revestidas •! Detalles de revestimientos de juntas en campo cuando se usa una tubería revestida en fábrica •! Requerimientos de tapado PROCEDIMIENTOS DE INSPECCION Una vez el sistema de revestimiento y el aplicador han sido seleccionados, una parte importante de la calidad de la instalación es la buena inspección. La inspección debe empezar con la tubería desnuda apilada pasando por operaciones de revestimiento, carga, apilamiento de tubería revestida, inspección en campo, procedimiento de revestimiento de juntas y tapado de tuberías revestidas. El conocimiento del sistema de revestimiento, facilidades de planta, métodos de control de calidad, requerimientos de transporte, manipulación, revestimiento de juntas, condiciones de campo, detección en campo de holidays y reparación son requisitos para una instalación adecuada. La experiencia y el sentido común en la interpretación de las especificaciones y el análisis de los resultados de las pruebas contribuirán a obtener los mejores resultados posibles en el revestimiento. Como un respaldo final al ejercicio de supervisión de la aplicación por parte del inspector, una práctica usual incluye una prueba final con un detector de defectos del revestimiento, conocido como Holiday Detector. Este dispositivo imprime un voltaje eléctrico a través del revestimiento. Un electrodo se pasa sobre la superficie entera del revestimiento y, cuando pasa sobre un defecto en el revestimiento, se genera una descarga eléctrica entre el electrodo y la tubería. Esta descarga, o chispa, activa una señal en el dispositivo, la cual avisa al operador que un defecto (holiday) ha sido localizado. El operador marca el defecto para la cuadrilla de reparación y continúa con la evaluación. Cuando se examinan revestimientos con el holiday detector se debe seguir la Norma NACE RP02-74 (última revisión) para el mayor espesor de revestimientos o la norma RP04-95 (última revisión) para el menor espesor. Inspección de Holidays en Planta Una tubería revestida en planta normalmente se pasa a través de un Holiday Detector antes de ser transportada. Tanto la tubería revestida en planta y la misma antes de colocarse en el zanjado deberá estar sujeta a pruebas finales de detección de holidays antes de ser colocada dentro de la zanja.

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A menor cantidad de defectos en un revestimiento que ha sido reparado, mejor la calidad del revestimiento en su totalidad. No obstante, si todos los defectos son identificados por un detector en condiciones adecuadas de operación, y han sido reparados conforme a los procedimientos, entonces la calidad del revestimiento, una vez instalada la tubería en la zanja, se acerca a un estado óptimo. Inspección de Holidays en Campo Existen varios tipos de detectores de holidays para uso en campo durante la construcción de tuberías. Los más comunes son usualmente baterías operadas y equipadas con algún tipo de electrodo que rodea a la tubería. El electrodo se arregla de tal manera que el anillo pueda, por el operador, ser empujado o que pueda rodar a lo largo de la tubería, haciendo un barrido de todo la superficie del revestimiento. El detector de holidays se debe operar siguiendo detalladamente las instrucciones del fabricante. El inspector de revestimientos se debe asegurar que el operador haya sido debidamente entrenado y que use el equipo correctamente. Algunos procedimientos prácticos de operación que se aplican a cualquier tipo de detector de holidays incluyen los siguientes: 1.! Usar solamente baterías cargadas adecuadamente.

2.! Usar detectores que se puedan programar para operar a los voltajes adecuados requeridos por el revestimiento aplicado. Revestimientos gruesos requieren altos voltajes para pasar a través de los defectos. Por otro lado, altos voltajes pueden averiar revestimientos de película delgada como cintas u otros revestimientos plásticos delgados.

3.! Verificar periódicamente que el detector es operado adecuadamente. Esto se puede realizar haciendo a propósito un defecto en el revestimiento (por ejemplo, una pequeña punzada) y pasando el detector sobre él. Fallas en la detección de éste defecto indicará la necesidad de realizar ajustes en el equipo. Durante los trabajos de producción, se deben realizar verificaciones siquiera dos veces al día o cuando el inspector lo considere necesario por sospechas de pobre desempeño.

4.! Mantener los electrodos de contacto limpios. Acumulación de revestimiento en los electrodos puede interferir en la eficiencia de la detección o inclusive impedirla completamente. Esta posibilidad es mayor con unos revestimientos que con otros.

5.! Mantener una buena conexión a tierra. Para ser completo, el circuito detector debe tener un cable a tierra. Este cable a tierra se debe revisar diariamente, o cuando se sospeche fallas en la operación de detección y realizar su reemplazo cuando así se considere. Cuando se trabaja en largas secciones de líneas, usualmente existirá suficiente conductancia entre la línea y tierra para permitir adecuada operación de detección. Por otro lado, en longitudes cortas de tuberías bien revestidas en dry skids puede tener que ser aterrizado a la tubería para establecer un circuito adecuado.

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TIPOS DE REVESTIMIENTOS PARA TUBERIAS Los tipos de revestimientos para tuberías y sus características se resumen en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1 Tipos de revestimientos para tuberías Revestimientos Principales Características Limitaciones

Esmalte Alquitrán de Hulla

Más de 80 años de uso Mínima susceptibilidad a Holidays Requerimientos de baja corriente

Buena resistencia a desprendimiento catódico Buena adhesión al acero

Fabricantes limitados Aplicadores limitados

Consideraciones de salud y calidad del aire

Cambio permitido en refuerzos

Sistemas de cinta aplicados en fábrica

Más de 30 años de uso Mínima susceptibilidad a Holidays

Fácil aplicación Buena adhesión al acero

Baja energía requerida para su aplicación

Restricciones en manipulación, transporte e instalación

Ampollamiento por UV y térmico Apantallamiento de protección catódica

del suelo Desprendimiento por estrés

Poliolefina extraída-crosshead con adhesivos de asfalto

Más de 40 años de uso Mínima susceptibilidad a Holidays

Bajo requerimiento de corriente Fácil aplicación

No contaminante Baja energía requerida para su

aplicación

Mínima adhesión al acero Almacenamiento limitado