Proceso de corrosionDeben existir tres requisitos:

Electrolito Electrodos

• Ánodo • Cátodo

Paso de electrones• Puede ser en el mismo metal• Contacto físico entre diferentes metales

CONTROL DEL PROCESO Y CONTROL DE CORROSION Para obtener máxima economía , se debe minimizar la Corrosion debido a los efectos de las propiedades químicas y físicas de las variables del proceso así como las condiciones de operación de la planta. El control de corrosión puede ser afectado de diversas maneras. En el caso de la producción de gas y crudo los métodos de control de corrosión más utilizados son: 1.- Modificación del medio corrosivo: El medio puede ser básicamente gaseoso, líquido o sólido. La modificación del medio es importante para deducir las tasas de corrosividad. • Si el medio es gaseoso la modificación debe atender a las posibilidades de formación de electrolito líquido.

Fundamental se debe controlar: Humedad relativa, componentes y contaminantes volátiles del proceso, temperatura.

• Si el medio corrosivo es líquido puede actuarse incidiendo en su conductividad, su pH, posibilidades de formación de film pasivo resistente, eliminación de O2 disuelto

2.- Modificación de los parámetros operacionales (flujo, temperatura, remoción de agua) o diseño del sistema (remoción de bordes agudos, espacios confinados, etc.).3.- Modificación de las condiciones interfaciales del metal. Modificación de la superficie o la posible aplicación de protección catódica.4.- Aplicación de recubrimientos orgánicos (sistemas epoxi, epoxi fenólico-modificado) o usar polipropileno como aislante del metal del medio corrosivo.5.- Uso de materiales más resistentes a la corrosión (aceros con 13 % de Cr, aceros inoxidables dúplex como metal base o como revestimientos de los aceros al carbono). 6.- Uso de materiales no-metálicos (plásticos reforzados con fibra).Los métodos mas utilizados son:

1. Controlar las variables del proceso2. Diseño de ingeniería3. Selección del material4. Revestimientos5. Inyección de Inhibidores6. Protección

Todos pueden ser utilizados simultáneamente en una planta química.Entre las variables del proceso se tienen:• Concentracion de constituyentes mayores• Un aumento de temperatura produce un incrmento de la velocidad de corrosión a todos los potenciales y una

disminución del rango de pasivacion.• Es difícil definir el nivel minimo de impurezas que sirve para evitar problemas. Las impurezas aceleran el proceso

de corrosión anódica en otras formas en las que interfieren con la pasivacion.• La velocidad de corrosión del acero aumenta a , medida que disminuye el pH, el cual al ser muy altos suele ser

muy corrosivo• Grado de aereacion. Formación de una micropila entre los dos metales distintos que existen y que se hallan en

contacto directos: el metal oxidado y el metal sin oxidar.• La velocidad de corrosion con el pH esta influenciada por la compocision del electrolito.DISEÑO DE MATERIALESDISEÑO DE INGENIERIA:

El coste de control de corrosión depende fundamentalmente del diseño; el ingeniero de la construcción debe incluir aspectos de prevención de la corrosión. La construcción más barata en fabricación no siempre es la más económica. Además, un mal diseño puede impedir la aplicación de técnicas de protección.

El diseño es una tarea interdisciplinaria con diversas exigencias: 1.- Resistencia mecánica de materiales, 2.- Presión y temperatura,

3.- Situación medioambiental concreta, 4.- Exigencias de los procesos de protección, etc. Por ende se necesita buena comunicación entre todos los que intervienen en el diseño, construcción,

instalación y utilización de las instalaciones. Esta falta de comunicación es causa de graves errores.DISEÑO DE MATERIALES

Se debe tener en cuenta la acción penetrante de la corrosión junto con los requerimientos de la fuerza mecánica cuando se considere el espesor del metal utilizado. Requerido para tuberías y tanques que contengan líquidos.

Son preferibles los recipientes soldados que los remachados para reducir la corrosión por grieta. Se deben usar preferiblemente metales galvánicamente similares para prevenir para prevenir la corrosión

galvánica. Si se atornillan metales no similares galvánicamente se deben usar arandelas no metálicas para eliminar

contactos eléctricos entre los materiales. Es preciso evitar tensión excesiva y concentraciones de tensión en entornos corrosivos, para prevenir la

ruptura por corrosión por esfuerzos, especialmente en aceros inoxidables, latones y otros materiales susceptibles a este tipo de corrosión.

Se deben evitar recodos agudos en sistemas de tuberías por donde circulan fluidos. En estas áreas donde cambia la dirección del fluido bruscamente se potencia la corrosión por erosión.

Se deben diseñar los tanques y recipientes de una manera que sean fáciles de limpiar y desaguar, ya que el estancamiento de sustancias corrosivas provoca la aparición de celdas por concentración.

Se debe hacer un diseño eficiente de aquellas piezas que se espera queden inservibles en poco tiempo, para que sean fáciles de reemplazar.

Es importante también diseñar sistemas de calefacción que no den lugar a zonas puntuales calientes, los cambios de calor ocasionan corrosión.

Selección de materiales. “Combinaciones naturales” Muchos de los fallos por corrosión se deben a la utilización indiscriminada de acero inoxidable para cualquier estructura o construcción con la idea que es “lo mejor”. • Los aceros inoxidables son una familia de materiales muy resistentes a la corrosión y de bajo coste relativo, pero

su uso requiere un cierto cuidado. A la hora de seleccionar una aleación, existen diversas “combinaciones naturales” metal/medio corrosivo. Representan la máxima resistencia a la corrosión con la mínima cantidad de dinero.

Las principales combinaciones son las siguientes: 1. Aceros inoxidables/ácido nítrico. 2. Níquel y sus aleaciones/hidróxidos cáusticos. 3. Monel/ácido fluorhídrico. 4. Hastelloys/ácido clorhídrico caliente. 5. Plomo/ácido sulfúrico diluido. 6. Aluminio/exposición atmosférica. 7. Estaño/agua destilada. 8. Titanio/disoluciones altamente oxidantes en caliente. 9. Tántalo/si se requiere una resistencia extrema. 10. Acero/ácido sulfúrico concentrado.

Para condiciones no oxidantes o reductoras tales como ácidos y soluciones acuosas libres de aire, se utilizan frecuentemente aleaciones de Ni y Cr.

Para condiciones oxidantes se usan aleaciones que contengan Cr. Para condiciones altamente oxidantes se aconseja la utilización de Ti. Los elementos cerámicos poseen buena resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas pero son

quebradizos, su utilización se restringe a procesos que no incluyan riesgos.RECUBRIMIENTOS Y REVESTIMIENTOSLos recubrimientos se aplican mediante capas finas que separen el ambiente corrosivo del metal, que puedan servir como ánodos sacrificables que puedan ser corroídos en lugar del metal subyacente.

La preparación de superficie, se define como el procedimiento de limpieza de superficie a través de los diferentes métodos normalizados, para eliminar todo tipo de contaminante: polvo, sucio, aceite, grasa, cascarilla de laminado, herrumbre, óxido, moho y otros materiales extraños; y crear un perfil de anclaje o rugosidad de superficie suficiente y necesario que permita la óptima adherencia de la capa de pinturas a aplicar en las mismas.La limpieza de superficies se debe seleccionar de acuerdo al trabajo a efectuar, al tipo de superficie y al sistema de pintura. Las superficies más comunes se tratarán con un resumen descriptivo:

A. Concreto.B. Madera.C. Metálicas.D. Fibra de Vidrio.La SSPC (Steel StructuresPainting Council) fue fundada en 1950 en USA bajo el nombre de (Steel StructuresPainting Council) Su principal misión es la protección y preserva de superficies de concreto y acero a través del uso de procedimientos adecuados de limpieza y preparación de superficies, aplicación de protectores y recubrimientos de alto rendimiento. La SSPC es la organización líder a nivel mundial en fuente de información para preparación de superficies, selección y aplicación de recubrimientos, regulaciones ambientales y regulaciones de salud y seguridad que afectan la industria.La NACE (NationalAssociation of CorrosionEngineers) nació en 1943 y su misión es el estudio de la corrosión para prevención de corrosión en USA a nivel industrial. La ISO (International StandardsOrganization) adoptó las normas Suecas para limpieza y preparación de superficies. Estas normas legislan la técnica de preparación de superficies en Europa y algunos otros países del mundo en el que se usa el sistema internacional.

Preparacion de superficie y aplicación de recubrimientoNorma SSPC-SP-1. Limpieza con solventes Norma SSPC-SP-2 Limpieza con herramientas manualesNorma SSPC-SP-3 Limpieza con herramientas mecánicasNorma SSPC-SP-4 Limpieza con flamaNorma SSPC-SP-5 Limpieza con chorro abrasivo (seco o húmedo) de arena o granalla al metal blanco (Norma NACE Nº 1)Norma SSPC-SP-6 Limpieza con chorro de arena al metal gris comercial(Norma NACE Nº 3)Norma SSPC-SP-7 Limpieza con chorro de arena simple o suave (Norma NACE Nº 4)Norma SSPC-SP-8 Limpieza químicaNorma SSPC-SP-9 Limpieza por agentes atmosféricosNorma SSPC-SP-10 Limpieza con chorro de arena al metal casi blanco(Norma NACE Nº 2)Norma SSPC-SP-11 Limpieza mecánica con perfil de anclajeAplicación de recubriminto

Brocha Rodillo Spray convencional Spray sin aire

Inhibidores Sustancia añadida a un agente corrosivo disminuye o elimina su acción frente al metal Actúan formando películas sobre la superficie metálica o entregando sus electrones al medio Revisten química y/o físicamente la superficie del metal. Forma una barrera que aísla la humedad de la superficie del metal. Forma una barrera el aire (Oxigeno) de la superficie del metal. Puede neutralizar la acidez o alcalinidad de la superficie del metal.

Propiedades en la formulación de un inhibidor de Corrosion

La formulación elimine o reduzca el proceso de corrosión

No produzca efectos

secundarios indeseables

Que se produzca el transporte de los ingredientes

activos a la superficie del

metal

PROTECCIONPROTECCIÓN CATÓDICA: FUNDAMENTOS, PRINCIPIOS Y APLICACIONES

Es el método de prevención y mitigación de la corrosión más usado. En principio, es posible reducir o prevenir la corrosión de cualquier metal o aleación expuesto a un electrolito acuoso. La corrosión puede ser reducida a cero y la protección es de carácter indefinido si se cuida el mantenimiento.Estructuras que pueden protegerse catódicamente:

Sumergidas y subterráneas Por encima del suelo Estructuras flotantes

La protección resulta de una polarización catódica de la pieza que se corroe.La protección catódica es una técnica de control de la corrosión, este procedimiento tiene como fundamento llevar el metal a potenciales más negativos, hasta alcanzar un grado de polarización, en el cual se acepta que dicha superficie metálica es inmune a la corrosión.

La corriente necesaria de polarización catódica puede ser suministrada mediante un rectificador aprovechando las líneas de potencia de corriente alterna. Se necesitan ánodos (uno o más) para la aplicación de corrientes catódicas a la estructura. Estos ánodos suelen ser, para estructuras enterradas, de grafito o de fundición con alto contenido en silicio. En estructuras submarinas se emplea de Ti platinizado.• PROTECCION CATODICA POR CORRIENTE IMPRESA

Este procedimiento consiste en unir eléctricamente la estructura que se trata de proteger con el polo negativo de una fuente de alimentación de corriente continua (pura o rectificada) y el positivo con un electrodo auxiliar que cierra el circuito. Los electrodos auxiliares se hacen de chatarra de hierro, aleación de ferrosilicio, grafito, titanio platinado, etc. Es completamente indispensable la existencia del electrolito (medio agresivo) que completa el conjunto para que se realice el proceso electrolítico.

Este sistema de protección catódica tiene la característica de que utiliza como ánodo dispersor de la corriente (electrodo auxiliar) materiales metálicos que en mayor o menor grado se consumen con el paso de la corriente.-No requieren potencia externa; -Voltaje de aplicación fijo; -Amperaje limitado; -Aplicable en casos de requerimiento de corriente pequeña, económico hasta 5 amperios; -Útil en medios de baja resistividad; -La interferencia con estructuras enterradas es prácticamente nula;

-Sólo se los utiliza hasta un valor límite de resistividad eléctrica hasta 5000 ohm-cm; -Mantenimiento simple;

-Requiere potencia externa; -Voltaje de aplicación variable; -Amperaje variable; -Útil en diseño de cualquier requerimiento de corriente sobre 5 amperios; -Aplicables en cualquier medio; -Es necesario analizar la posibilidad de interferencia; -Sirve para áreas grandes; -Mantenimiento no simple; -Resistividad eléctrica ilimitada; -Costo alto de instalación• Sistemas de protección por ánodos de sacrificio:

Cuando dos metales (aleaciones) se hayan acoplados galvánicamente, el más activo en la serie galvánica servirá como ánodo de sacrificio, protegiendo catódicamente al otro. Ej.: un recubrimiento de Zn galvanizado sirve como un ánodo de sacrificio distribuido que protege el acero que queda expuesto por arañazos en el recubrimiento. También se mencionan los ánodos de zinc, magnesio y aluminio.• Protección catódica y recubrimientos:

La combinación protección catódica + recubrimiento es la ideal; los recubrimientos tienen fallos consistentes en poros + arañazos. La corrosión se concentra en estas imperfecciones lo que causa el minado del recubrimiento y la aceleración del deterioro.Tipos de protección catódica

CASOS DE CORROSION1. CASO: Explosión refinería de Amuay

DAÑOS: Explosión de gran magnitud, la cual mató a decenas de personas, mas de 100 personas heridas y grandes daños en la zona.COSTO: Económico, medioambientales, seguridad, gastos indirectos, gastos directos.CAUSALES:

Fallas por material de servicio y error humano Mala inspección Falta de evaluaciones Falta de planificación y coordinación del mantenimiento del proceso No seguimiento de las especificaciones Error operacional, de mantenimiento y supervisión Desconocimiento del proceso y establecimiento de las condiciones operacionales

MEDIDAS: Supervisión e inspección continua Seguimiento de las especificaciones Aumento de las evaluaciones tanto del personal como del material en servicio. Aplicar el mantenimiento adecuado en la estructura y accesorios.2. UBICACIÓN : Gasoducto de gas natural , cerca de Carlsbad, Nuevo México

CASO: La causa fue una importante corrosión interna del gasoducto (reducción significativa del espesor en la parte interna de la tubería). DAÑOS: Explosión de gran magnitud, la cual mató a 12 miembros de la misma familia y grandes daños en la zona.MEDIDAS: Reemplazo de la sección de tubería y reubicación de la misma.Correctivos y preventivos empleadosAplicación de revestimientos: realizar perfiles de temperatura en las diferentes tuberías con problemas de corrosión, para determinar el nivel térmico máximo que permitiría seleccionar el revestimiento a aplicar. Se recomienda la utilización de revestimientos epoxi termifundente.Protección Catódica:Estudios de suelo realizado para diseñar sistemas de protección catodica por corriente impresa, cuya instalación permitirá una protección efectiva de las tuberías minimizando el efecto corrosivo del suelo.

3. UBICACIÓN :Tacoa, Las Tejerías, Planta Lama, Estado falcón, Refinería de Amuay.CASO: Tacoa 1982, planta de generación eléctrica “Ricardo Zuloaga” (hoy conocida como “Josefa Joaquina Sánchez”), propiedad de la Electricidad de Caracas. el barco petrolero “Murachí” (de la entonces empresa petrolera Lagoven, filial de PDVSA) se disponía a descargar 15.000 litros de fuel-oil, combustible necesario para activar la planta. No obstante, uno de los obreros se percató de que existía un punto sobrecalentado. Imprudentemente éste abrió la escotilla, lo cual originó la entrada de aire y por consiguiente el avivamiento de las llamas que alcanzaron el tanque Nº 8 y esto ocasionó la primera explosión que desató una inmensa bola de fuego, la cual acabó con la vida de los obreros de guardia seguida de una segunda explosión debido al fenómeno de boil-over (acumulación de vapores calientes).DAÑOS: Explosión de gran magnitud, la cual dejo 39 fallecidos, aproximadamente 100 personas heridas, 3 desaparecidos y grandes daños en la zona.MEDIDAS:

Supervisión e inspección continua Seguimiento de las especificaciones Conocer el proceso y establecimiento de las condiciones operacionales

CONSERVACION: Contaminacion ambiental4. CASO: Derrame de crudo a causa de ruptura de oleoducto por reducción significativa del espesor de la

tubería por corrosión interna (ALASKA)MEDIDAS: Cierre temporal o indefinido del campo petrolero DAÑOS: Daños ambientales incuantificables al ecosistema de la zona, perdidas materiales, perdidas de producción. UBICACIÓN : Sistemas de transmisión de gas y producción que conforman las distintas estructuras operacionales del Área Norte de Monagas.CASO: Corrosión externa en suelos de alta resistividad como un factor de ocurrencia de fallas dadas las condiciones fisicoquímicas del suelo: Acidez y humedad, causando el deterioro del revestimiento debido a la alta temperatura de operación, la cual conllevó a un proceso de desgaste acelerado de las tuberías en la línea de recolección de gas 16" nivel de 60 . Estación Carito Planta de Compresión Muscar.

DAÑOS: Presencia de Productos de corrosión y picaduras sectorizadas sobre la tubería . MEDIDAS: Reemplazo de la sección de tubería.Correctivos y preventivos empleadosAplicación de revestimientos: Se realizaron perfiles de temperatura en las diferentes tuberías con problemas de corrosión, para determinar el nivel térmico máximo que permitiría seleccionar el revestimiento a aplicar. Se recomienda la utilización de revestimientos epoxi termifundente.Protección Catódica:Estudios de suelo realizado para diseñar sistemas de protección catodica por corriente impresa, cuya instalación permitirá una protección efectiva de las tuberías minimizando el efecto corrosivo del suelo.

5. UBICACIÓN : Sistemas de transmisión de gas y producción que conforman las distintas estructuras operacionales del Área Norte de Monagas.

CASO: Falla en oleoducto 20" desde estación Musitan a Patio de Tanques Travieso (PTT).DAÑOS: Se identifico un proceso corrosivo externo caracterizado por la agresividad del suelo, generalizado sobre la superficie del tubo y manifestado en forma de picaduras, con un 72% de perdidas de espesor con respecto al nominal, lo que limitó la presión de operación y conllevó a la falla.MEDIDAS:Correctivos y preventivos empleadosAplicación de revestimientos: Se realizaron perfiles de temperatura en las diferentes tuberías con problemas de corrosión, para determinar el nivel térmico máximo que permitiría seleccionar el revestimiento a aplicar. Se recomienda la utilización de revestimientos epoxi termifundente.Protección Catódica:Estudios de suelo realizado para diseñar sistemas de protección catodica por corriente impresa, cuya instalación permitirá una protección efectiva de las tuberías minimizando el efecto corrosivo del suelo.

6. UBICACIÓN : Sistemas de transmisión de gas y producción que conforman las distintas estructuras operacionales del Área Norte de Monagas.

CASO: Línea de recirculación de crudo 10" desde el múltiple de campo que fluye a la Estación de Flujo Muri (MEF - 1).DAÑOS: Fenómenos corrosivos con desgaste externo pronunciado y corrosión en espacios confinados por ser una tubería con juntas roscada. Exposición directa de las superficies externas a las condiciones fisicoquímicas del suelo: Acidez y humedad, causado por el deterioro del revestimiento debido a la alta temperatura de operación, la cual conllevó a un proceso de desgaste acelerado de las tuberías.MEDIDAS: Correctivos y preventivos empleadosAplicación de revestimientos: Se realizaron perfiles de temperatura en las diferentes tuberías con problemas de corrosión, para determinar el nivel térmico máximo que permitiría seleccionar el revestimiento a aplicar. Se recomienda la utilización de revestimientos epoxi termifundente.Protección Catódica:Estudios de suelo realizado para diseñar sistemas de protección catodica por corriente impresa, cuya instalación permitirá una protección efectiva de las tuberías minimizando el efecto corrosivo del suelo.