Proteccion con recubrimientos anticorrosivos a instalaciones superficiales de ductos

Las instalaciones superficiales de los sistemas de ductos que transportan hidrocarburos y sus derivados, están expuestas a los efectos de la corrosión atmosférica como consecuencia del proceso de oxidación que ocurre cuando las estructuras metálicas, normalmente de acero al carbón están en contacto con el medio ambiente, principalmente con el agua, oxigeno y ácidos derivados del azufre, tendiendo a regresar al acero a su condición original de mineral de hierro.

Para reducir estos efectos e incrementar la seguridad de las instalaciones, las empresas suelen aplican barreras de aislamiento entre el acero y el medio ambiente a través de sistemas de recubrimientos anticorrosivos.

En los últimos años, se ha reducido el uso de muchos compuestos químicos utilizados en las formulaciones de los recubrimientos ya que han sido sujeto de regulaciones gubernamentales a nivel mundial debido a la creciente preocupación sobre aspectos de Seguridad, Salud y Protección Ambiental, que aunado a la innovación tecnológica en el campo de los recubrimientos, ha originado nuevos sistemas que se encuentran disponibles en el mercado.

Por lo anterior, el Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y organismos subsidiarios ha establecido la norma NRF-004 PEMEX-2003 que regula todo lo relacionado con la instalación de protección con recubrimientos anticorrosivos.

A continuación se presentan algunos detalles de la norma:

DEFINICIONES

Los conceptos y definiciones en esta sección reflejan el uso común entre el personal que practica el control de la corrosión, y en especial se aplica a la forma en que se usan los términos en esta norma.

Acabado.- Es la capa del sistema de recubrimiento que está en contacto con el medio ambiente y cuyas características protegen las capas subyacentes del sistema, además se utiliza para fines estéticos y para cumplir con un particular código de colores.

Acabado Especial.- Es el recubrimiento final que se usa como acabado en instalaciones metálicas expuestas a condiciones de servicio muy particulares tales como alta temperatura, condensación, formación de colonias de microorganismos, etc.

Ambiente local.- Son las condiciones atmosféricas prevalecientes alrededor de un elemento constituyente de una estructura a proteger. Estas condiciones determinan la categoría de corrosividad e incluyen condiciones meteorológicas como parámetros de contaminación.

Atmósfera.- Es una mezcla de gases, aerosoles y partículas, que rodean a un objeto dado.

Atmósfera industrial.- Es una atmósfera con contaminantes corrosivos de una industria local y regional.

Atmósfera marina.- Es la atmósfera en y cerca del mar.

Atmósfera rural.- Es la atmósfera que prevalece en áreas rurales y ciudades pequeñas, sin contaminación significativa de agentes corrosivos tales como dióxido de azufre y/o cloruros.

Atmósfera urbana.- Es la atmósfera contaminada que prevalece en áreas densamente pobladas sin industria significativa con concentraciones moderadas de contaminantes tales como dióxido de azufre y/o cloruros.

Compatibilidad.-

a) De productos de un sistema de recubrimiento: Es la capacidad ó afinidad de dos ó más productos para ser usados en un sistema de recubrimiento sin causar efectos indeseables.

b) De un producto con la superficie metálica: Es la capacidad de un producto para ser aplicado sobre una superficie metálica sin causar efectos indeseables.

Contratista.- Es la persona moral ó física, preparada, capacitada con experiencia técnica para realizar los trabajos de aplicación de los sistemas de recubrimientos.

Enlace.- Es la capa intermedia de un sistema de recubrimiento capaz de adherirse al primario y al acabado, cuando entre éstos existen problemas de compatibilidad o de adherencia, además de funcionar como barrera de protección, para mejorar la eficiencia del sistema de protección anticorrosiva.

Grado de limpieza.- Es la clasificación otorgada a la condición superficial de los ductos que indica la cantidad de residuos y contaminantes.

Licitante. - Es la persona moral o física que participa en los concursos de licitación de Petróleos Mexicanos para el suministro o prestación de un bien o servicio.

Supervisor.- Es la persona designada por el Organismo Subsidiario de Pemex, que acredite conocimiento y experiencia en al menos un trabajo de aplicación de protección anticorrosiva para verificar, vigilar y hacer cumplir los requerimientos contractuales especificados en esta norma.

Perfil de anclaje.- Es la profundidad de la rugosidad máxima del perfil que se obtiene mediante la preparación de la superficie del sustrato.

Preparación de superficie.- Acción de eliminar las impurezas presentes en la superficie metálica. Está en función del grado de limpieza y del perfil de anclaje requeridos por el sistema seleccionado.

Primario.- Es la primera capa de un sistema de recubrimiento que provee buena adherencia sobre una superficie metálica lo suficientemente rugosa, limpia y/o sobre un recubrimiento viejo limpio, que asegura una buena base adherente para capas subsecuentes.

Proveedor.- Es la persona moral o física encargada del suministro de los componentes de los sistemas de recubrimientos.

Punto de rocío .- Es la temperatura a la cual la humedad en el aire condensará sobre una superficie sólida.

Recubrimiento anticorrosivo.- Es una barrera firmemente adherida a la superficie metálica a proteger que la aísla de los agentes agresivos del ambiente.

Requerimientos de aceptación.- Son los resultados de pruebas fisicoquímicas y de comportamiento que debe cumplir un sistema de recubrimiento anticorrosivo para considerarlo como un sistema de protección anticorrosiva.

Sistema de recubrimiento anticorrosivo.- Es la suma total de las capas de materiales metálicos y/o pinturas ó productos relacionados que se aplican a una superficie metálica para proveerle protección contra la corrosión.

VOC .- Contenido de orgánicos volátiles.

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LOS TRATAMIENTOS DE AERACIÓN DEL AGUA

La aeración es el proceso de tratamiento mediante el cual se incrementa el área de contacto del agua con el aire para facilitar el intercambio de gases y sustancias volátiles.

La aeración se realiza por tres razones:

1) Remoción de gases disueltos:

a) Gas carbónico presente en el agua en forma natural;

b) gas sulfhídrico proveniente de la putrefacción o fermentación de los depósitos orgánicos putrescibles o fermentables del fondo de los reservorios;

c) cloro en exceso (proveniente de la supercloración).

2) Introducción del oxígeno del aire en el agua:

a) Para oxidar el fierro y el manganeso, cuya remoción se realiza mediante la decantación y filtración (de esta manera también se reduce el sabor debido al hierro y al manganeso);

b) para añadir oxígeno en el agua hervida o destilada.

3) Remoción de sustancias causantes de sabores y olores:

a) Sustancias oleaginosas provenientes de algas y otros organismos (cuando son volátiles);

b) gas sulfhídrico;

c) sabores debidos al hierro y al manganeso;

d) descomposición de la materia orgánica (quema).

Cuando se remueve el gas carbónico o se reduce la tendencia corrosiva del agua y el consumo de alcalis, se obtiene un aumento del pH. En la práctica, es imposible la reducción por aeración de todo gas carbónico presente en el agua debido a que el gas carbónico del aire también puede disolverse. La remoción del gas sulfhídrico por aeración es lo suficientemente eficaz para reducir los olores, sabores y demanda del cloro.

Principales tipos de aeradores

1) Aeradores de gravedad: son los siguientes:

a) Aeradores de cascada: el principio general consiste en esparcir el agua al máximo y dejarla correr sobre obstáculos para producir turbulencia. La estructura más simple es la de escaleras, las cuales esparcen el agua y permiten la caída de un nivel a otro.

b) Aeradores de bandejas: consisten en una serie de bandejas con hendiduras o perforaciones o con un fondo de malla de alambre sobre las cuales se distribuye el agua para que caiga en un estanque de recolección. Algunos aeradores de este tipo están dotados de un lecho grueso de trozos de carbón o bolas de cerámica, cuyo espesor varía de 5 a 15 centímetros y que se coloca en las bandejas para lograr mayor eficacia y producir mayor turbulencia. Los lechos gruesos son eficaces, especialmente cuando se utilizan como auxiliares catalizadores de las reacciones de oxidación, para causar la precipitación del óxido de fierro y el manganeso (pirolusita).

2) Aeradores de aire difuso: por lo general, son tanques rectangulares de concreto con tubos perforados o placas porosas u otros dispositivos que se encuentran cerca del fondo y a través de los cuales el aire comprimido se inyecta en el sistema. Como resultado, se producen burbujas de aire que aumentan el contacto entre el agua y el aire.

La cantidad de aire que se requiere depende de la finalidad de la aeración.

3) Aeradores de aspersión: están compuestos por boquillas colocadas en un tubo de distribución. Los aeradores de aspersión poseen un valor estético y agradan al público (son fuentes luminosas). Necesitan un área grande y por ello no son económicos. Son los aeradores más eficaces para el intercambio de gases y sustancias volátiles.

Control del proceso de aeración

El control del proceso de aeración consiste en determinar la concentración de oxígeno disuelto, gas carbónico libre, gas sulfhídrico y el valor del pH.

El proceso de aeración tendrá éxito si se cumplen las siguientes tres condiciones simultáneamente:

• cuando la concentración de oxígeno disuelto está entre 7 y 10 ppm;

• cuando la concentración de gas carbónico se ubica entre 3 y 5 ppm;

• cuando hay ausencia total de gas sulfhídrico.

Limitaciones del proceso de aereación

El oxígeno que se incorpora al agua durante el proceso de aeración puede volverla más corrosiva y formar, con el hierro de la tubería, tubérculos que reducen su diámetro y su capacidad de escurrimiento.

Por ello, la aeración no se debe utilizar indiscriminadamente sino solo cuando las finalidades están controladas.

La aeración no siempre es un método eficaz para la remoción o reducción de los sabores y olores debido a que muchas de las sustancias que causan estas características indeseables no son suficientemente volátiles.

Por ejemplo, los aceites esenciales de las algas.

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