EVALUACION DE ZONAS CORROIDAS EN ACEROS Y METALES

1. Objetivos: Al concluir la prctica de laboratorio N 3, el alumno deber alcanzar destreza en la evaluacin de reas corrodas en un acero y en metales en general. Bsicamente deber evaluar en la zona corroda el tipo de corrosin existente, analizara que tipo de corrosin lo ocasion, adems de evidenciar el tiempo que se tom el proceso de corrosin.

2. Introduccin: En el pas son pocos los especialistas en evaluacin de corrosin en metales as como el dao econmico que estos ocasionan, existen equipos muy sofisticados que nos informan el dao que tiene un metal corrodo y hasta estiman la masa consumida as como se tiende a pronosticar su duracin segn el trabajo que el metal en estudio desarrolle, sin embargo la evaluacin de la corrosin con estos equipos son costosos y difcilmente pagables por algunas empresas, por ello en nuestra practica de campo en el curso de corrosin aprenderemos a evaluar los diferentes tipos de corrosin que se presentan en la planta de segregacin ubicada en Rio Seco propiedad de nuestra escuela.

Con el adelanto tecnolgico en la actualidad existen equipos electrnicos que por medio de un escaneo en la zona afectada por corrosin nos dan un mapeo del estado del metal corrodo en la cual uno puede permitirse con clculos como poder proponer una reparacin/o inhibicin de la zona afectada para alargar la vida del metal en estudio, bsicamente uno de los ms usados es mediante ultrasonido con ondas dirigidas:

Figura N 1 El escner de suelo FloormapVS2i

Estos equipos tiene sistemas automticos dirigibles a la inspeccin de tanques y equipos de gran volumen, el uso de estos equipos acortan el tiempo de inspeccin tradicional y dan resultados ms precisos y en corto tiempo, sus sistema se implementa con carritos robot que escanean toda el rea involucrada para el anlisis total den estado de reas a evaluar.

Figura N2 Equipos automtico de inspeccin de reas corrodas

Para nuestro caso que no contamos con estos equipos simularemos condiciones corrosivas iguales para diferentes metales, la idea es analizar cul de los metales es ms sensible a la corrosin y esta deber de comparase con la serie galvnica y poder definir su duracin.

3. Materiales

1. Escobilla de acero 2. Hoja de lijar abrasivo N 120 3. Marcador metlico 4. Disco de cerdas metlicas

5. Regla metlica 6. Lupa 7. Trapo industrial 8. Alcohol

9. Frasco de vidrio (pequeo) 10. Esptula 11. Pinza 12. Alicate 13. Otros complementarios

4. Equipos: 1. Multi tester 2. Vernier

3. Luna de vidrio

5. EPPS: 1. Lentes de seguridad

2. Guardapolvo y/o mameluco 3. Guantes de jebe 4. Zapatos de seguridad 5. Casco

Equipos de apoyo:

Cmara fotogrfica Filmadora Patrones (Tipos de corrosin)

6. Procedimiento:

Una vez instalados en la planta de segregacin de Rio Seco, previamente se recibir una charla de seguridad, como es sabido todos debern de contar con los EPPs, se recibirn las pautas de seguridad a seguir no se permitir el ingreso a los alumnos que no cumplan con las normas mnimas de seguridad.

Luego de recibir las indicaciones de seguridad, se proceder a la explicacin bsica de la prctica, se darn las pautas de cmo debeos evaluar las zonas de metales corrodos, se indicaran las tcnicas a utilizar, como no se cuenta con equipo de deteccin por ultrasonido lo realizaremos primeramente visualmente, luego se proceder al anlisis de las causa ocasionadas, para finalmente analizar y levantar las evidencias de lo ocurrido investigando las posibles causas y insitu proponer las medidas ms adecuadas para su prevencin que al final deber ser una de las partes ms importantes de la evaluacin de este informe de prcticas.

Todo el procedimiento de la evaluacin de la corrosin est dado en la gua de evaluacin que se le har alcanzar a cada grupo compuesto por 8 alumnos.

Cada grupo de alumnos deber de evaluar cuatro casos puntuales de los cuales se tomaran fotos de la evidencia y analizara uno a uno las posibles causas. El alumno analizara primeramente el material de estudio (acero, bronce, latn etc.), evidenciara el uso del metal de estudio su espesor y el tipo de material protector que en la actualidad presenta. (Pintura)

Cada grupo de prcticas contara con los formatos de levantamiento de informacin de los datos requeridos estos debern ser llenados para su anlisis y posterior presentacin.

Como se adjunta en el formato N 1 cada caso de estudio de levantamiento de informacin se deber de llenar con mucho cuidado teniendo siempre el criterio de todos los integrantes del grupo.

Tngase en cuenta que para un anlisis real del estado de corrosin de componente en una planta industrial y/o Minera este deber de contar con una rigidez en el estudio, deber de fundamentarse el tipo de corrosin existe as como el origen y posibles causas que este ocasione, vale decir el informe a presentar deber de indicar posibles soluciones y las consecuencias de no hacer una detencin de la corrosin.

PATRONES DE CORROSION

CORROSION UNIFORME

CORROSION LOCALIZADA

7. Cuestionario:

1) Del anlisis de zonas corrodas indique cul de los tipos de corrosin ms severos y por qu?

De los casos estudiados en la prctica se percibi que el Caso 1 y el Caso 2 tienen semejanza en cuanto al tipo de acero con el que estaban fabricadas las estructuras evaluadas, que constaron ser de acero inoxidable y que por tal no se pudo percibir corrosin notable a la vista, al ser resaltable la caracterstica de un acero inoxidable la no corrosin.

En cambio el Caso 3 que fue evaluado se observ un tipo de corrosin tpica el cual es la corrosin por picadura.a

2) Indique usted qu importancia le da a la corrosin con referencia a los costos de reposicin de metales afectados.

La magnitud de prdidas econmicas producidas por corrosin se pueden observar de la siguiente forma:

a) Costos Directos

-Costos de reposicin de las piezas, estructuras y equipos.-Repintado peridico de estructuras y equipos.-Costos de adquisicin y mantenimiento de un sistema de proteccin catdica por -corriente impresa.-Costos de productos qumicos y/o cambio de metalurgia.-Costos de mantenimiento predictivo, preventivo y correctivo en general.

b) Costos Indirectos

-Interrupcin de la produccin (lucro-cesante).-Perdidas de productos (mermas).-Disminucin del rendimiento y/o eficiencia de equipos.-Contaminacin de productos.-Sobre diseo del espesor de las planchas en los equipos.-Prdida de vidas humanas (intangible).

Estimado de prdidas por corrosin y ahorro potencial aplicando tcnicas de proteccin contra la corrosin en el Per.

3) Analice los casos investigados en los formatos e indique cul de ellos es el ms severo y qu tipo de protector le aplicara usted.

EstructuraEspesorMaterial

Caso 1Tubera20 mmAcero Inoxidable

No sera necesario aplicar algn mtodo de proteccin a la estructura analizada porque los aceros inoxidables ofrecen resistencia a la corrosin, una adecuada relacin resistencia mecnica - peso, propiedades higinicas, resistencia a temperaturas elevadas y criognicas y valor a largo plazo. Son totalmente reciclables y amigables con el medio ambiente.

Imagen del estado de la tubera tal cual se encontr.

Imagen de la tubera luego de haberla sometido al lijado y limpieza con alcohol.

EstructuraEspesorMaterial

Caso 2Zaranda de clasificacin2 mmAcero Inoxidable

No sera necesario aplicar algn mtodo de proteccin a la estructura analizada porque los aceros inoxidables ofrecen resistencia a la corrosin, una adecuada relacin resistencia mecnica - peso, propiedades higinicas, resistencia a temperaturas elevadas y criognicas y valor a largo plazo. Son totalmente reciclables y amigables con el medio ambiente.

Imagen del estado de la zaranda.

Imgenes del marcado de la zona a evaluar.

Imagen de la zona a evaluar luego de una limpieza con alcohol.

EstructuraEspesorMaterial

Caso 3Tanque de almacenamiento de petrleo5 mmAcero Estructural

En este caso de ataque localizado la cantidad o rea afectada no guarda relacin con la magnitud de dao y problemas que puede causar. El ataque se localiza en puntos aislado y se propaga hacia el interior del metal formando tneles, hasta perforar el tanque.

Imagen de la estructura (tanque) tal cual se encontr.

Imagen de 3 puntos de evaluacin dentro de la zona marcada, en la cual ya se ha retirado (lijado) la pintura anticorrosiva y limpiado con algodn.

Proteccin catdicaLa proteccin catdica es una tcnica de control de la corrosin, que esta siendo aplicada con mucho xito en el mundo entero, en que cada da se hacen necesarias nuevas instalaciones de conductos para transportar petrleo, agua, productos terminados, cables elctricos y otras instalaciones importantes.Se puede aplicar proteccin catdica en metales como: acero, cobre, latn y aluminio. Como condicin fundamental las estructuras componentes del objeto a proteger y el elemento de sacrificio, deben mantenerse en contacto elctrico e inmerso en un electroltico.Fundamento de la proteccin catdicaLa proteccin catdica realiza exactamente lo expuesto forzando la corriente de una fuente externa, sobre toda la superficie de la estructura.Mientras que la cantidad de corriente que fluye, sea ajustada apropiadamente venciendo la corriente de corrosin y, descargndose desde todas las reas andicas, existir un flujo neto de corriente sobre la superficie, llegando a ser toda la superficie un ctodo.Para que la corriente sea forzada sobre la estructura, es necesario que la diferencia de potencial del sistema aplicado sea mayor que la diferencia de potencial de las micro celdas de corrosin originales.La proteccin catdica funciona gracias a la descarga de corriente desde una cama de nodos hacia tierra y dichos materiales estn sujetos a corrosin, por lo que es deseable que dichos materiales se desgasten (se corroan) a menores velocidades que los materiales que protegemos.Tericamente se establece que el mecanismo consiste en polarizar el ctodo, llevndolo mediante el empleo de una corriente externa, ms all del potencial de corrosin, hasta alcanzar por lo menos el potencial del nodo en un circuito abierto, adquiriendo ambos el mismo potencial eliminndose la corrosin del sitio, por lo que se considera que la proteccin catdica es una tcnica de polarizacin.

4) Realice un informe de los casos de corrosin e indique como lo reparara si usted fuese el inspector de mantenimiento.

EstructuraEspesorMaterial

Caso 1Tubera20 mmAcero Inoxidable

No necesita proteccin ya que debido a la formacin de Oxido de Cromo es un acero con caracterstica inoxidable por naturaleza y de alta efectividad como tal.

EstructuraEspesorMaterial

Caso 2Zaranda de clasificacin2 mmAcero Inoxidable

No necesita proteccin ya que debido a la formacin de Oxido de Cromo es un acero con caracterstica inoxidable por naturaleza y de alta efectividad como tal.

EstructuraEspesorMaterial

Caso 3Tanque de almacenamiento de petrleo5 mmAcero Estructural

Es altamente localizada, se produce en zonas de baja corrosin generalizada y el proceso (reaccin) andico produce unas pequeas picaduras en el cuerpo que afectan. Puede observarse generalmente en superficies con poca o casi nula corrosin generalizada. Ocurre como un proceso de disolucin andica local donde la prdida de metal es acelerada por la presencia de un nodo pequeo y un ctodo mucho mayor.

*Muchos depsitos de productos petrolferos tienen problemas de estanqueidad, por lo que, o bien pierden contenido, contaminando el medio ambiente, o bien entra agua, que deteriora los sistemas de los usuarios del producto petrolfero.El deterioro que sufren estos tanques es debido principalmente a la accin de la corrosin: bien interna, en cuyo caso la reparacin detiene esta corrosin, o bien, externa, en cuyo caso la corrosin no se detiene, por lo que el espesor del recubrimiento que se aplique deber garantizar las propiedades y caractersticas que se exigen a los depsitos en la Reglamentacin.La reparacin tiene por objeto obtener un perfecto sellado, as como evitar que se inicie o progrese el deterioro interior del depsito, prolongando de este modo la vida til del mismo. Se realiza en el caso de depsitos cuyas propiedades de resistencia mecnica se hayan conservado, a pesar de la corrosin, lo suficiente como para poder continuar en uso. En este sentido, en el caso de prdida generalizada de espesor, se recomienda la reparacin hasta una prdida de espesor en los depsitos de, como mximo, el 50% del espesor en 1/3 del rea del depsito (con mencin especial a las uniones fondo-virola). Se toma como espesor de referencia el indicado en la Reglamentacin en vigor en el momento de la reparacin.El recubrimiento interior que aplicamos en estas reparaciones es a base de una resina epoxdica de dos componentes reforzada con fibra de vidrio.Una vez aplicado el recubrimiento y transcurrido el tiempo necesario para el perfecto "curado" de la resina, se realiza al tanque una prueba de estanqueidad.Si la prueba ofrece un resultado satisfactorio, el tanque no deber ser sometido a nueva prueba de estanqueidad hasta que transcurran 10 aos.

5) Que enseanza saca usted despus de esta prctica cree usted que es importante salir al campo o es mejor estar en una clase terica.

La prctica es tan importante como la teora, debido a que sin la teora no podramos entender lo que hacemos en la prctica, pero a su vez la prctica nos ayuda a entender con mayor facilidad los conocimientos adquiridos en la teora el cual es algo confuso de comprender con solo leer libros.

Por lo tanto la teora y la prctica deben ir de la mano, ya que sin teora no entenderamos lo que sucede, y si no vemos lo que sucede no entenderamos la teora.

8. Bibliografa.

Estructuras de Acero: conceptos tcnicas y lenguaje; Andrade de Mattos Das, Luis; Zigurate Editora y Comercial Ltda. Marzo 2006.

Arquitectura y Acero; Borgheresi, Horacio y Pfenniger, Francis; Instituto Chileno del Acero, ICHA; Santiago de Chile 2002.

Norma SIS Svenk Standard 05 59 00-1967, Pictorial Surface Preparation Standards of Painting Steel Surfaces.

Normas SSPC Steel Structures Painting Council.

10. Anexos.

a) CorMap II

Sistema avanzado que permite al usuario identificar rpidamente in-situ las zonas de probable corrosin.

Para la armadura de acero en el concreto, la corrosin es un intercambio de iones de acero al concreto. Este intercambio qumico de iones produce oxido (FeO2).Tambin produce zonas en el concreto donde existe una concentracin mayor de iones negativos debido al proceso de corrosin de la armadura de acero que en las zonas donde no hay corrosin. Esta concentracin mayor de iones negativos un potencial de voltaje elctrico pequeo. Al medir y trazar un mapa del potencial de voltaje encontrado en el concreto podemos determinar rpidamente la presencia de armaduras de acero corroda, sin tener que recurrir a la demolicin cara y lenta del concreto.

Esto se hace registrando el voltaje en la armadura y una semipila, que esta mapeado en la superficie del concreto. Las zonas de xido con alto nivel de corrosin exhibirn voltajes significante mente mas bajos que las zonas sin corrosin. As es posible encontrar las zonas de armaduras de acero corrodas. No es necesario saber la posicin exacta de la armadura de acero ni la cantidad de cubrimiento, todo que se requiere es la presencia del acero. Sin embargo, el voltmetro tiene que estar conectado a un pedazo expuesto de la red de armadura, y debido a que se va a probar el concreto, se debera quitar todo material que se encuentro sobre la superficie.

b) Porosiscope

Determina la permeabilidad al aire y agua en la superficie y en la masa del concreto.

Pruebas de la permeabilidad al aire y el agua de hormign en la superficie y debajo de Porosiscope Plus mide el tiempo que toma para que el aire fluya en un volumen conocido de una cmara sellada, evacuado en el hormign mientras que el vacio reduce a -55 kpa, una medida de la permeabilidad al aire es determinado. De la permeabilidad al agua. Porosiscope Plus utiliza la misma cmara llna de agua y mide el tiempo total en segundos para un volumen de 0.01 mL de agua para escapar. Porosidd de la superficie es determinado de la misma manera utilizando una cmara de superficie especialmente diseada.

c) Sondas para la deteccin de corrosin y grietas internas

Las sondas de corriente de Foucault multielementos (ECA) para la inspeccin de la corrosin y la deteccin de grietas en las superficies interiores estn diseadas para realizar esas operaciones debajo de los materiales conductores. Por ejemplo, la inspeccin de las juntas de solapa en los revestimiento de aluminio de las aeronaves, la inspeccin de las juntas de solapa para la deteccin de la corrosin entre las lminas de aluminio y la deteccin de la corrosin debajo de las juntas espesas de solapa de aluminio (capas 3 y 4). Adems, la gran cobertura de estas sondas permite acelerar las inspecciones.

Gua de prcticas/Corrosin y Proteccin de Metales I-2012 - N 3FIP/EPIM/JMJG