Control de Corrosion - IG3 CAREC ERL.pdf

ING. ELMER RICRA CIP 83699 – CWI 1401411 – API 570 80765 – PCIM 72172
Lima, Perú
CONTROL DE LA CORROSION
Docente: Ing. Elmer Ricra López
CIP 83699, Inspector CWI N° 14010411
Inspector de Tubería Autorizado API 570 N° 80765
Certificación NACE PCIM Technologist N° 72172

ING. ELMER RICRA CIP 83699 – CWI 1401411 – API 570 80765
¿Qué es Corrosión?
 La corrosión es la desintegración de la estructura atómica constituyente de un material de
ingeniería debido a las reacciones químicas con su entorno.
 La corrosión es el deterioro de un material, generalmente un metal, o sus propiedades
debido a una reacción con su entorno.(NACE : National Association Corrosion Engineers)
 Es metalurgia extractiva a la inversa.
 Reacción Electroquímica que implica un ánodo y un cátodo.

SUBSUELO
(Mineral de
hierro: óxidos,
sulfuros)
HERRUMBRE
(óxido de hierrro
hidratado)
Tubería enterrada o
superficial
ADICIÓN DE ENERGÍA
METALURGIA
Tanque de
almacenamiento
superficial o
enterrado
CORROSIÓN
ACCIÓN DEL AMBIENTE
(Humedad, contaminates, etc.)
• PROCESAMIENTO
• REFINACIÓN
• FUSIÓN EN HORNO
• COLADA
• LAMINACIÓN
• FORJA - MERCADO
LA CORROSIÓN COMO UN PROCESO
INVERSO A LA METALURGIA

CORROSIÓN = enfermedad de los metales
La corrosión es
por lo tanto un
proceso
natural y
espontáneo
Cuanto mayor
ha sido la
energía gastada
en la obtención
del metal, tanto
mayor será la
facilidad para
corroerse
METALES
ACTIVOS
METALES
NOBLES

Material
Potential (V)
vs. SHE
Noble end Au / Au3+ +1.5
Ag / Ag+ +0.80
Cu / Cu2+ +0.34
H2 / H+ 0.0
Pb / Pb2+ 0.13
Ni / Ni2+ 0.25
Fe / Fe2+ 0.44
Cr / Cr3+ 0.74
Zn / Zn2+ 0.76
Al / Al3+  1.66
Active end Li / Li+ 3.05
Increasing
propensity
to
dissolve
Serie Electromotriz
SHE (Electrodo
de Hidrógeno
Standard)

Serie Galvánica
Material
Potential (V)
vs. Cu/CuSO4
Potential (V)
vs. Ag/AgCl
Carbon, Grafito, coke +0.30 +0.35
Hierro con alto contenido de silicio 0.20 0.15
Cobre, Bronce, Latón 0.20 0.15
Acero en hormigón 0.20 0.15
Plomo 0.50 0.45
Hierro dúctil de fundición 0.25 0.45
Acero al carbono oxidado 0.20 a 0.80 0.15 a 0.45
Acero al carbono pulido 0.50 a 0.80 0.45 a 0.75
Aluminio 1.05 1.00
Zinc 1.10 1.05
Magnesio 1.60 a 1.75 1.55 a 1.70

Paso de e-
corriente
Electrolito
(Agua)
Los electrones
Fluyen del ánodo
al cátodo
Cu2+ + 2e  Cu
Reducción
Zn  Zn2+ + 2e
Oxidación
Anodo
(corrosión) Cátodo
(protegido)
Zn se corroe a costa de Cu
Reacción
Electroquímica

Reacción
Electroquímica

Salt
Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 2(Fe2O3·H2O) + 2H2O
Óxido de Fierro
(Herrumbre)

Celda de Corrosión
Anodo, Cátodo, Electrolito, Paso Metálico.
La diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo:
Es la energía impulsora de la corriente de corrosion.

Polarización
Potenciales a circuito
abierto del Acero y el
Cobre en agua.

Polarización
Potenciales a circuito
cerrado del Acero y el
Cobre en agua.

Polarización
Ia = Ic = Icorr
Icorr =
𝐸𝑎,𝑝 − 𝐸𝑐,𝑝
𝑅𝑎 + 𝑅𝑐
La polarización es el cambio de
potencial en la superficie de un
metal debido a un flujo de
corriente. En una celda de
corrosion el ánodo y el cátodo
están sujetos a polarización de
grado variable. Según la Ley de
Ohm V = I x R,

Polarización
Según la ley de Ohm V = I x R,
a menor potencial impulsor
(DE) menor será la corriente de
corrosion (Icorr)

Control de la Polarización
Control Mixto
Ecorr
Log i Icorr
( + )
( - )
Ecorr
Log i Icorr
Inicial
Ecorr
Log i Icorr
Inicial
( + )
( - )
Icorr
Final
( + )
( - )
Control Catódico Control Anódico
Icorr
Final
Polarización
Donde la resistencia = 0 Y
la corriente que sale del
cátodo se iguala a la corriente
que entra al ánodo

¿Porqué la Corrosión es
una preocupación?
 Todos los materiales se corroen algunos más que
otros
 Consecuencias de la corrosión del material
 Reduce la integridad estructural poniendo en
riesgo el desempeño y seguridad de la
operación.
 Incrementa el costo del ciclo de vida
(prevención, tratamiento, reparación/reemplazo)
 Disminuye la disponibilidad operacional
 Los efectos negativos de la corrosión se
correlacionan altamente con la cantidad de corrosión.
 Las consecuencias son catastróficas si no se tratan
adecuadamente

Proyección de videos
consecuencias
catastróficas por no
controlar la corrosión
https://www.youtube.com/watch?v=WbVfIjKwIlg
https://www.youtube.com/watch?v=QiILbGbk8Qk

¿Qué involucra el estudio
de la Corrosión?
 CIENCIA DE LA CORROSION: es el estudio de
los procesos químicos y metalúrgicos que
ocurren durante la corrosión.
 INGENIERIA DE CORROSION es el diseño y
aplicación de métodos para prevenir la
corrosión.
 Idealmente CIENCIA + INGENIERA = inventar
nuevos y mejores métodos de prevención y
aplicar los métodos existentes de manera más
inteligente y eficaz.

CLASIFICACION DE LOS PROCESOS
DE CORROSION
Corrosión
Según
el medio
Corrosión química
Según
la forma
Corrosión electroquímica
Corrosión
localizada
Corrosión por picaduras
Corrosión por hendiduras (rendijas)
Corrosión filiforme
Corrosión
uniforme
Corrosión atmosférica
Corrosión galvánica
Corrosión alta Temperatura
Corrosión
influenciada
metalúrgica-
mente
Corrosión Intergranular
Corrosión Transgranular
Corrosión por Dealeación
Corrosión
asistida
mecánica-
mente
Corrosión por erosión
Corrosión por fricción (freeting)
Corrosión cavitación (impacto)
Corrosión por fatiga

TIPOS DE CORROSION

 Corrosión uniforme o generalizada
 Corrosión localizada
 Corrosión galvánica
 Corrosión Asistida por el Ambiente
 Corrosión afectada por microorga-
nismos
 Corrosión Intergranular
 Corrosión por Dealeación
 Corrosión afectada por la velocidad
de flujo
 Corrosión en Alta temperatura
FORMAS DE CORROSION

Corrosión Uniforme o
Generalizada
 Este tipo de corrosión se desarrolla como hoyos de diámetro muy pequeño, del orden de un
micrómetro, y da como resultado una disminución uniforme y continua del espesor sobre toda
la superficie del metal mientras la corrosión avanza.
 La velocidad de corrosión uniforme puede determinarse fácilmente y podría utilizarse para un
diseño apropiado del equipo.
 Los ductos y tuberías que sufren corrosión generalizada sufren adelgazamiento de un lado u
otro (o ambos), dependiendo de la naturaleza de la exposición al medio ambiente corrosivo.

Generalizada
 Dependiendo del material y ambiente específicos, la
velocidad de corrosión puede ser: Lineal, Decrece
con el tiempo, Se incrementa con el tiempo.
 Cuando la velocidad de corrosión es lineal o decrece
con el tiempo es posible hacer proyecciones del
daño por corrosión. Cuando la velocidad de
corrosión se incrementa con el tiempo (ej. de
manera exponencial) su predicción a largo tiempo es
mucho más difícil.
 Este tipo de corrosión es usualmente medida en
términos de velocidades de penetración por unidad
de tiempo, en milímetros por año o milésimas de
pulgada por año(mpy). La medición experimental de
la corrosión uniforme es usualmente hecha midiendo
la pérdida de peso y calculando la pérdida
equivalente de espesor metálico.

Generalizada
Sección de tubería de 8 pulgadas de diámetro
con mas de 25 años de servicio. Se observan
depósitos de óxido de hierro en el interior y
una considerable perdida de espesor de la
tubería.
Si se conoce su velocidad se puede
considerar en el diseño (corrosion
allowance) y existen muchas formas
de disminuir su velocidad.

 Esta forma localizada de corrosión se caracteriza por la formación de cavidades de
forma irregular en la superficie del metal. Su diámetro y profundidad dependen de
varios parámetros relacionados con el metal, el medio y las condiciones de servicio.
 A diferencia de la corrosión uniforme, la intensidad y la velocidad de corrosión por
picaduras no se pueden evaluar ni por la determinación de la pérdida de masa ni por
la medición del hidrógeno liberado.
Corrosión Localizada

Existen tres tipos o formas de corrosión localizada o ataque
localizado por corrosión.
 Corrosión por picaduras
 Corrosión por endiduras (crevice corrosión)
 Corrosión Filiforme
Corrosión por picaduras: Es una forma de ataque estrecha y
profunda, la cual con frecuencia causa una rápida perforación en el
espesor del sustrato. Un ánodo se forma dentro de la picadura, y las
superficies circundantes actúan como cátodos. Este es el caso
particular de aleaciones que dependen de una película pasiva y
resistente para protección (ej: aceros inoxidables, titanio y aluminio).
También puede ocurrir en hierro, acero, plomo, y otros metales. Las
picaduras se desarrollan en sitios débiles donde la película de óxido
es dañada mecánicamente bajo condiciones donde una repasiva-
ción no ocurrirá.
Tipos de Corrosión Localizada

Corrosión por hendiduras o rendijas (Crevice Corrosion) : Es
una forma de ataque localizado en el cual el sitio de ataque es un
área donde el acceso libre al medio ambiente circundante es
restringido. Debido a que la corrosión por hendidura es causada
por diferencias en la concentración de materiales dentro y fuera de
la hendidura, este tipo de corrosión es también llamada corrosión
por celdas de concentración. Estas hendiduras pueden ser de una
junta metal-metal o metal-no metal.

Corrosión filiforme: Es una forma especial de una celda de corrosión
por oxígeno ocurriendo por debajo de un recubrimiento orgánico o
metálico sobre un material. El ataque resulta en una fina red de “hilos”
aleatorios de productos de corrosión desarrollados por abajo del
recubrimiento. Este tipo de ataque puede darse por debajo de
recubrimientos en un ambiente de alta humedad (> 60% HR) en
artículos tales como latas recubiertas, muebles de oficina, cámaras,
estructuras de aviones, interiores y exteriores de autos y una cantidad
de otros productos comunes. este tipo de corrosión es también llamada
corrosión por celdas de concentración.
La causa de la corrosión filiforme esta asociada con
algo de contaminación superficial por partículas
sólidas depositadas por la atmósfera o residuos
sobre el metal después de procesado. Este tipo de
corrosión filiforme puede retrasar la adhesión de una
película de pintura, resultando en un eventual ataque
del metal.

 Se produce cuando dos metales o aleaciones que tienen composiciones diferentes están
acopladas eléctricamente mientras están expuestas a un electrolito.
 Esto se denomina corrosión galvánica. El otro metal no se corroerá; Incluso puede ser
protegido de esta manera.
 Los materiales acoplados bimetálicos dan pie para la corrosión galvánica ya que el metal
activo actúa como el ánodo (corroe) y el material más noble (pasivo) actúa como el cátodo.
Corrosión Galvánica

Corrosión Galvánica
 Las series galvánicas son una lista de
metales con sus potenciales en orden en
un electrolito (o ambiente) específico.
 El potencial del electrodo es el principal
factor metalúrgico que afecta la tasa de
corrosión.
 El potencial del electrodo depende
principalmente de la composición química
del electrodo (composición de la aleación),
de la presencia de impurezas (inclusiones
no metálicas), de la estructura cristalina.
Serie Galvánica
Material
Potential (V)
vs. Cu/CuSO4
Carbon, Grafito, coke +0.30
Hierro con alto contenido de silicio 0.20
Cobre, Bronce, Latón 0.20
Acero en hormigón 0.20
Plomo 0.50
Hierro dúctil de fundición 0.25
Acero al carbono oxidado 0.20 a 0.80
Acero al carbono pulido 0.50 a 0.80
Aluminio 1.05
Zinc 1.10
Magnesio 1.60 a 1.75

 Este tipo de corrosión resulta de la acción combinada de una tensión mecánica
(flexión, tensión) y un entorno corrosivo.
 El agrietamiento asistido ambiental puede ocurrir muy rápidamente y dar lugar a un
fallo antes de que la inspección pueda identificar el daño y puede provocar
consecuencias catastróficas.
Corrosión Asistida por el Ambiente

Formas de corrosión Asistido por el Ambiente
Existen cuatro tipos o formas de corrosión asistido
por el ambiente.
 Corrosión Asistido por esfuerzo (SCC)
 Agrietamiento inducido por Hidrógeno (HIC)
 Fragilización por metal líquido (HE)
 Corrosión por fatiga (CF)
Corrosión Asistido por esfuerzo (SCC): Es un
modo de falla frágil ocurriendo en un material dúctil,
resultante de la acción combinada de un esfuerzo de
tensión y un medio corrosivo específico. El término
corrosión asistida por esfuerzo implica la formación
de grietas en la que usualmente hay poca pérdida de
material o corrosión uniforme asociada con este
fenómeno. Es un proceso anódico, un hecho el cual
es verificado por la aplicabilidad de la protección
catódica como una medida efectiva de solución.

Formas de corrosión
Asistido por el Ambiente
Agrietamiento inducido por Hidrógeno (HIC): Resulta de
la acción combinada de un esfuerzo de tensión y el
hidrógeno en el metal. El hidrógeno atómico producido en
la superficie del metal por una reacción de corrosión
(hidrógeno naciente) puede ser absorbido en el metal y
promover agrietamiento por el medio, generalmente ocurre
en aleaciones de alta resistencia (>150ksi).
Fragilización por metal líquido (HE): La fragilización por
metal líquido es definida como el decremento de
resistencia o ductilidad de un metal o aleación como
resultado del contacto con un metal líquido. El
agrietamiento empieza prácticamente desde la aplicación
del esfuerzo si el metal ha sido mojado con el metal líquido.
El crecimiento de la grieta continuará mientras haya
suficiente metal líquido cubriendo al menos una parte de la
superficie de fractura y algo de vapor alcance la punta de la
grieta.

Formas de corrosión
Asistido por el Ambiente
Corrosión por fatiga: Resulta de la acción
combinada de un esfuerzo de tensión cíclico y
un ambiente corrosivo. El componente de
tensión de un esfuerzo cíclico es requerido.
La corrosión fatiga continúa siendo una seria
causa de falla y requiere de gastos mayores de
reparación por la industria. Por ejemplo, la
industria de petróleo encuentra problemas
mayores de corrosión fatiga en la producción de
petróleo. La exposición de tuberías de
perforación y émbolos de bombeo a salmueras
y crudo amargo resulta en fallas que son caras
desde el punto de vista de reemplazo de
equipo, así como de la pérdida de producción
durante el tiempo requerido para “pesca” o
rearreglo del sistema.

La MIC es la degradación de un ducto debido a los productos metabólicos de
microorganismos como bacterias, algas, hongos y protozoarios. Las bacterias
asociadas con la corrosión se suelen clasificar basándose en sus
requerimientos de oxígeno. Las bacterias aeróbicas requieren aire u oxígeno
para vivir y las bacterias anaeróbicas requieren un ambiente sin aire u oxígeno.
Corrosión Afectada por
Microorganismos (MIC)

Dentro del metal, a nivel del grano, la corrosión
puede propagarse de dos maneras diferentes:
 Sigue caminos preferenciales: la corrosión se
propaga en los límites del grano. A diferencia de
la corrosión transgranular, estas formas de
corrosión intercristalina o intergranular
consumen sólo una cantidad muy pequeña de
metal, por lo que la pérdida de masa no es un
parámetro significativo para la evaluación de este
tipo de corrosión.
 Se propaga en todas direcciones, la corrosión
afecta indistintamente a todos los constituyentes
metalúrgicos; No hay corrosión selectiva. Por ello
se le denomina corrosión transgranular o
transcristalina porque se propaga dentro de los
granos.
Corrosión Intergranular
Intergranular
Transgranular

Corrosión por Dealeación
 Es la eliminación de un elemento de una aleación por medio de un proceso corrosivo.
Algunos ejemplos de esto son la grafitización (la eliminación del grafito) en hierro
fundido gris y la eliminación del zinc en latón con contenido de zinc mayor al 15%,
esta capa desaleada es quebradiza.
 Ocurre cuando los aleantes del acero intentan
separarse de la matriz, básicamente hay un
agente que propicia que esos aleantes se
separen, entonces el acero sin esos aleantes
no tiene la misma resistencia específica que
tenían con eso aleantes.

Corrosión relacionada con
la velocidad del flujo
Ocurre como resultado de una pérdida de metal causada por velocidades
superficiales altas del fluido. Los tres fenómenos relacionados con la velocidad
son:
(1) erosión-corrosión;
(2) corrosión por impacto o choque;
(3) corrosión por cavitación

(1) Erosión-Corrosión
Es sencillamente una pérdida de metal por abrasión; un fenómeno físico en vez de
químico. Para que ocurra la erosión-corrosión, primero la película protectora de un
material debe ser retirada por erosión, exponiendo así el material bajo ésta a un ataque
químico que es la corrosión. Por ello, la erosión-corrosión es una acción conjunta que
involucra corrosión y erosión en la presencia de un fluido corrosivo en movimiento o
de un material moviéndose a través de tal fluido, llevando a una pérdida acelerada de
material.

(2)Corrosión por Impacto o Choque
Un evento por impacto o choque implica la colisión de un chorro turbulento de alta
velocidad conteniendo partículas (sólidos suspendidos) y burbujas atrapadas sobre
una superficie metálica que dé como resultado el daño a la película protectora. El
daño físico suele ser alargado y recortado en el extremo corriente abajo como se
muestra en la Figura, por lo general ocurre en bombas, válvulas y orificios, en
accesorios como codos, tées y tuberías en general.

(3)Corrosión por Cavitación
La Cavitación es la rápida formación y colapso de cavidades y burbujas debido a una
ocurrencia momentánea de presión baja ocasionada donde la presión absoluta en un
punto de un caudal de líquido se reduce a la presión de vapor del fluido. La cavitación
suele resultar en daño al material en la interface sólido/líquido bajo condiciones de flujo
turbulento severo. Conforme colapsan las burbujas, las superficies líquidas que las
rodean chocan, liberando una cantidad significativa de energía cinética capaz de causar
daño mecánico y/o romper la película protectora del metal. El proceso de cavitación
entonces expone el material bajo la película a ataques químicos.

EFECTO DE LA VELOCIDAD

Corrosión en alta temperatura
Es el deterioro de un metal a
temperaturas donde las reacciones
químicas directas entre el metal y el
medio ambiente causan la
degradación del material.
La temperatura real a la cual la
corrosión en alta temperatura es
importante depende del material y el
medio ambiente, pero la corrosión
usualmente empieza cuando la
temperatura es alrededor del 30% o
40% del punto de fusión de la
aleación.

Las formas de corrosión
La forma de la corrosión va a depender tanto del ambiente,
como del material utilizado
La corrosión puede tomar diferentes formas dependiendo del ambiente y el
material. La forma de inspeccionar y tomar datos hace necesaria la utilización
de tratamientos estadisticos, sobretodo para los casos de corrosión localizada
y otros problemas localizados.

Factores que afectan al
proceso de corrosión
Agua
• Líquida
• En contacto con el metal
• Humedad
Especies
Corrosivas
• CO2 disuelto
• H2S disuelto
• Acidez
• Oxígeno
• Cloruros
Parámetros
importantes
• Esfuerzos
• Condiciones de Servicio
• Sales
• Arena
• Efectos de flujo
• Bacterias
Tiempo
• 1 día
• 1 mes
• 1 año
• 10 años

Materials &
Construction
Defects
Corrosion & Cracking
Mechanisms Mechanical Damage
Operations
Earth Forces
Weather Related Effects
Device Failures &
Malfunctions
Other Conditions
Threats to Pipeline
Integrity
• There are numerous potential threats to pipeline integrity.
• First challenges include recognizing these threats and establishing an
assessment program.
Amenazas a la integridad de ductos
de gas y petróleo

NORMAS DE APLICACION
 ASME B 31.8S – Managing System Integrity of Gas Pipeline
 API 1160 – Managing System Integrity for Hazardous Liquid
Pipelines
 DS 081 – 2007 EM – Reglamento de Transporte de
Hidrocarburos por ductos
 DOT CFR 49 Parts 192 &195
 API 579 – Fitness for Service
 DNV RPF-101
 ASME B 31G

Identificación del
Impacto Potencial
del Ducto en Áreas
de Alta
Consecuencia
Manejo del
Cambio
Captura
Revisión e
Integración de
Datos
Evaluación
Inicial de Riesgos
(amenazas)
Desarrollo del
Plan de Línea
Base
Ejecución del
Plan de
Inspección y/o
Mitigación
Revisión del
Plan de
Inspección y
Mitigación
Evaluación
actualizada del
Riesgo
Actualización
Revisión e
Integración
Datos
Evaluar
Programa
Respuesta a
Evaluación y
Mitigación de
Integridad
Evaluadas todas
las amenazas
Si
No
D.S. N° 081-2007-EM
ASME B31.8S API 1160
Identificación del
Impacto Potencial
en Ductos por
Amenaza
Recolección,
Revisión e
Integración de
Información
Evaluación de
Riesgos
Evaluación de
Integridad
DIAGRAMA DE FLUJO ASME B31.8S
Y API 1160

ANEXO 2 SISTEMA DE INTEGRIDAD DE DUCTOS
TITULO IV MANEJO DEL SISTEMA DE INTEGRIDAD DE DUCTOS
Artículo 17.- Procedimientos para realizar inspecciones, pruebas y monitoreo
El operador (Administrador del Contrato) documentará los métodos y procedimientos utilizados para llevar a cabo
las inspecciones, pruebas, patrullajes y monitoreo, debiendo desarrollar con más detalle lo siguiente:
- Sistemas de Protección Catódica
- Sistemas y dispositivos de monitoreo de la corrosión interna
- Patrullaje del Derecho de Vía
- Inspección de las tuberías expuestas a la corrosión y otras imperfecciones; y
- Sistema SCADA.
ANEXO 1 NORMAS DE SEGURIDAD PARA EL TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS POR
DUCTOS
TITULO I DISPOSICIONES GENERALES
Artículo 7.- Aplicación de normas técnicas internacionales
‒ Para el Sistema de Integridad de Ductos se debe aplicar:
i) La norma ASME B31.8S: Managing System Integrity of Gas Pipelines para el Transporte de Gas Natural; y
ii) La norma API 1160: Managing System Integrity for Hazardous Liquid Pipelines, para el Transporte de
Hidrocarburos Líquidos.
REGLAMENTO DE TRANSPORTE DE
HIDROCARBUROS POR DUCTOS DECRETO
SUPREMO N° 081-2007-EM

Dependientes del Tiempo Estables en el tiempo Independientes del tiempo
Corrosión
Externa
Corrosión
Interna
Corrosión
Bajo Tensión
Defectos
de
Fabricación
Defectos
de
Soldadura
Defectos
en
Equipamiento
Daño
Mecánico
Operaciones
Incorrectas
Falla por
Clima y Fuerzas
Externas
Localizada
General
Localizada
General
Fisuras
Defectos
en el
Tubo
Defectos en
la Soldadura
Circunferencial
Fallas en Baja
Temperatura
Defectos en
las Costuras
Longitudinales
Defectos
en la
Soldadura de
Construccion
Juntas
Fallas en
Equipamiento
de control
Daños
Inmediatos
Daños
Diferidos
Error
Operacional
Rayos
Arrugas/
Dobleces
Vandalismo Tormentas
Inundación
Movimientos
de Tierra
Roscas
averiadas/tubería
rota/falla en
acoplamiento
Amenazas
AMENAZAS SEGUN ASME B31.8S Y API 1160

Bellingham, Washington
June 10, 1999
•Creek filled with 200,000 gallons of
gasoline from a 16” Diam. pipe that
ruptured.
•Ignited and caused three deaths.
•Caused $45 million in property damage.
•Cost of incident exceeded $1 Billion.

Carlsbad, New Mexico
August 19, 2000
•Gas from a ruptured 30” transmission
pipeline ignited and burned for 55
minutes.
•Caused 12 deaths
•Operator was fined 2.5 million dollars
and 5 safety violations
•Pipe showed signs of internal
corrosion
–Corrosion pits and decreased wall
thickness
–Evidence of microbial activity,
moisture, chloride ions and hydrogen
sulfide

The Explosion
app.
4
m

System Type Fatalities Injuries
Hazardous Liquids Transmission 44 272
Natural Gas Transmission = NGT 60 244
Natural Gas Distribution = NGD 344 1457
Total 448 1973
Accident Summaries
(OPS 2006 report concerning pipeline failures from January 1986 to May
2006)

Property Damage from Pipeline
Failures
System Type
Hazardous Liquid Transmission
Natural Gas Transmission
Property Damage
$1,111,800,000
$ 718,100,000
Natural Gas Distribution
Total:
$ 737,400,000
$2,567,300,000

U.S. Natural Gas Pipeline Failure Causes
(DOT 1984-1990)

Natural Gas Pipeline Failure Causes (Canada)
Upstream Pipelines in Alberta 0.01 Failures
per km per year (EUB 1983-1995)

MÉTODOS DE CONTROL DE CORROSION
Métodos
Modificaciones
del Medio
Ambiente
Tratamientos
Químicos
Recubrimientos
Protección
catódica
Selección de
Materiales
Diseño
•Inhibidores
•Biocidas
•Secuestradores de O2
•Estabilizadores de pH
•Orgánicos
•Inorgánicos
•Ánodo de sacrificio
•Corriente impresa
Materiales resistentes a
determinados medios y
tipos de corrosión
Evitar situacionesque
promuevan la corrosión

Factores a considerar en el diseño:
• Parámetros de proceso (Presión, Temp., Velocidad, Química)
• Parámetros de construcción (soldadura)
• Geometría para drenajes
• Metales disímiles
• Hendiduras
• Tolerancias de corrosión
• Tiempo de vida de operación
• Requerimientos de mantenimiento e inspección.
MÉTODOS DE CONTROL DE
CORROSION - DISEÑO

Diseño (Ingeniería)
9 reglas de diseño de ingeniería que son importantes para la reducción o
prevención de la corrosión son:
1. Permitir la acción de penetración de la corrosión junto con los
requisitos de resistencia mecánica para determinar el espesor de
metal apropiado
2. Tener en cuenta las propiedades físicas y químicas del material de
aporte de la soldadura de la junta circunferencial y longitudinal.
3. Si es posible, utilice metales galvánicamente similares para toda la
estructura. Evite metales diferentes que puedan causar corrosión
galvánica. Si los metales galvánicamente disímiles se atornillan juntos,
separarlos con juntas y arandelas no metálicas (aislarlas).
4. Especificar los procedimientos de mantenimiento y fijar las fechas de
paradas de planta.

Diseño (Ingeniería)
5. Evite las tensiones excesivas y las concentraciones de tensiones en
ambientes corrosivos para evitar el agrietamiento por corrosión por
tensión, especialmente cuando se usan materiales susceptibles
tales como aceros inoxidables y latones.
6. Evite curvas pronunciadas en sistemas de tuberías para prevenir la
corrosión por erosión.
7. En partes de las estructuras o en zonas de equipos donde el fluido
choca con altas velocidades deberán tener mayor espesor para
evitar la erosión.
8. Diseñar tanques y otros recipientes para un fácil drenaje y limpieza.
9. Asegurarse que entre equipos existan gradientes uniformes de
temperatura para evitar la corrosión por temperatura entre puntos
fríos y calientes.

Consideraciones en el Diseño
La forma. Debe evitarse la formación de hendiduras, la acumulación
de agua o suciedad en general y cambios bruscos en la dirección de
fluidos.
Diseño para el drenaje

MALO BUENO
Diseño que previene la
excesiva turbulencia

BUENO
EXCELENTE
MALO
Diseño Respecto a la
construcción - soldadura

Aislar eléctricamente las
uniones entre dos metales
diferentes
Evitar recubrir únicamente
al ánodo. En cualquier caso
recubrir ambos o al cátodo.

SELECCIÓN DE MATERIAL
La selección de material para el control de la corrosión es una decisión
técnica y económica de mucha complejidad y que involucra la consideración
de los siguientes factores:
 Resistencia a la corrosión en el ambiente
 Disponibilidad de diseños y datos de prueba
 Propiedades mecánicas
 Costo
 Disponibilidad
 Mantenimiento
 Compatibilidad con otros componentes del sistema
 Vida esperada del equipo
 Confiabilidad
 Apariencia

SELECCIÓN DE MATERIAL
Como regla general se toman las siguientes consideraciones:
 Para condiciones reductoras o no oxidantes tales como ácidos libres de aire y
soluciones acuosas, a menudo se usan aleaciones de Ni y Cu.
 Para los condiciones oxidantes, se utilizan aleaciones que contienen Cr.
 Para condiciones oxidantes extremadamente potentes, Ti y su aleación son de
uso común.

Modificaciones del Medio Ambiente
Dentro del ambiente hay factores que pueden ser modificados para reducir la
corrosión:
 Variando la temperatura.
 Variando la velocidad del flujo en distintos puntos del proceso.
 Variando la cantidad de oxígeno y elementos agresivos.
 Agregando Inhibidores.
Los inhibidores son sustancias que agregadas al electrolito (medio ambiente)
en pequeñas cantidades, se adhieren a las zonas anódicas o catódicas del
metal, retardando significativamente la corrosión, mediante la transformación
del proceso de corrosión activo en pasivo.

Modificaciones del Medio Ambiente

Tratamientos químicos
 Desaireación: Eliminación del oxígeno disuelto, mediante
secuestrantes de oxígeno. Por ejemplo: Mediante la adición de
productos químicos como Sulfito de Sodio o la hidracina, los
cuales reaccionan con el oxígeno en una solución reduciendo
la disponibilidad de este en las reacciones de corrosión.
 Deshumidificación: Eliminación de la humedad del aire. Por
ejemplo: Mediante la adición de productos químicos como la
sílice.

Revestimientos
Protectores
Es el método de control de corrosión que probablemente sea el más
práctico y más directo involucra el darle a las superficies de los
ductos un acabado con recubrimientos protectores adecuados.
Los recubrimientos que son usados para la prevención de corrosión
caen dentro de las siguientes categorías:
 Recubrimientos de Sacrificio
 Recubrimientos Inhibidores
 Recubrimientos conductivos
 Recubrimientos de barrera

Los recubrimientos de sacrificio normalmente son pinturas de
imprimación cuya pigmentación es rica en contenido de zinc o de un
metal puro que tenga excelentes características de galvanizado,
metalizado o laminado.
El pigmento también llena vacíos
que normalmente se encuentran
presentes en la capa superior, evi-
tando así la entrada de agua u
oxígeno hasta la superficie del sus-
trato.
Recubrimientos
De Sacrificio

Recubrimientos
Inhibidores
El comportamiento funcional de los recubrimientos inhibidores
transportados en solventes es similar al de los recubrimientos de
sacrificio, excepto que los pigmentos activos (p.ej. Plomo rojo,
cromato de zinc) son solubles en el solvente portador. Al aplicarse, el
solvente se evapora y la pigmentación recubre y pasiva al sustrato de
acero. Por cuestiones de protección ambiental, los pigmentos
solubles son sustancias reguladas cuya concentración suele estar
limitada por la ley. Por este motivo, los recubrimientos inhibidores no
son muy empleados.

Recubrimientos
Conductivos
Los Polímeros Inherentemente Conductivos (ICP, por sus
siglas en inglés) están emergiendo como recubrimientos
nobles de pasivado para el hierro, acero, aluminio, cobre o
zinc. Dichos polímeros, llamados metales orgánicos,
incluyen polianilina, polipirrol y politiofeno. La polianilina
ha sido el polímero predilecto para los recubrimientos
disponibles.
Una ventaja que ofrece este sistema emergente de
recubrimiento es su habilidad para tolerar hoyos diminutos
y raspones en el acero al carbón.

Recubrimientos de
Barrera (dieléctricos)
Los recubrimientos utilizados con mayor frecuencia en los ductos
son los recubrimientos dieléctricos o de barrera, los cuales crean
una “barrera” entre los componentes de acero al carbón y el
entorno corrosivo. Estos generalmente impiden la difusión de
oxígeno y agua hacia la superficie del ducto y restringen el contacto
con electrolitos. Las siguientes son las características deseables en
un recubrimiento de barrera:
 Facilidad de aplicación y reparación.
 Buena adhesión con la superficie del sustrato
 Habilidad de ofrecer aislamiento eléctrico
 Habilidad de ofrecer una barrera contra la humedad

Evolución de los recubrimientos para tuberías enterradas.
1910
• Asfalto y
alquitrán
de hulla
1950
• Envoltura de
cinta (2
capas)
1960 y 1975
• 02 capas de
polietileno
extruido
• Recubrimiento
epóxico por
fusión
1986
• 03 capas de
polietileno
1990
• Multicapas o
recubrimientos
con resinas
compuestas
Multicapas: Excelente combinación de
propiedades; se adapta bien a perfiles
externo de soldadura elevadas

Recubrimientos multicapa para tuberías enterradas.
Precalentamiento Limpieza Reparación de
defectos
Inspección de
superficie
Aplicación del Calentamiento FBE
por inducción
Polipropileno
extruido
Copolimero
extruido
Enfriamiento Inspección
eléctrica
A stock

Protección Catódica
El metal a proteger está conectado a un ánodo externo y se hace
pasar una corriente continua de manera que todas las áreas de la
superficie metálica se vuelven catódicas y no se corroen.
La protección catódica puede lograrse de dos maneras:
1. Por los ánodos de sacrificio.
2. Por corriente impresa.

Metallic Path
Pipeline Corrosion

Anodo
Catodo

P.C. Anodos de sacrificio
 Estos ánodos generalmente consisten en un metal altamente
reactivo como el Mg.
 Para proteger las tuberías, varas de Mg se entierran cerca de las
tuberías y se conecta a ella por medio de cables.
 Por lo tanto las células galvánicas con alta fuerza electromotriz se
configuran con la superficie a proteger haciéndola catódica.
 El costo de reemplazar el Mg anódico corroído es mucho menor
que reemplazar las tuberías.

P.C. Anodos de sacrificio
Galvanic Anode CP System
Relies on potential difference between steel and anode
(Mg, Zn, Al)

P.C. por Corriente Impresa
 El objeto a proteger se hace cátodo por medio de una celda
electrolítica conectándolo a terminal negativo de una fuente de D.C.
 Esto se hace rectificando una línea de A.C o utilizando una fuente de
D.C.
 El borne positivo se conecta
a los anodos.

P.C. por Corriente Impresa
Impressed Current Cathodic Protection
Has DC power source (rectifier)

Criterio de Protección
Catódica
• - 850 mV
• 100 mV Polarization
• Negative 300 mV Shift
• Net Protective Current
• E log I
* Gas and Liquid * Gas Only

Criterio de Protección Catódica
•Un potencial de -850 mV obtenido con la
corriente aplicada, requiere una caída IR
despreciable o que se haya eliminado de la
medición.
Primer Criterio
•Un potencial polarizado de -850 mV,
requiere eliminar la caída IR durante la
medición.
Segundo criterio
•El criterio de 100 mV de polarización puede
aplicarse o bien empezando con el potencial
de corrosión conocido (potencial “off”
natural o espontáneo), o bien con el
potencial polarizado de la estructura.
Tercer criterio
NACE SP-0169-2013: Control of External Corrosion on
Underground or Submerged Metallic Piping Systems: La norma
expresa una Practica Estándar que se debe utilizar para
definir el grado de control de la corrosión externa en
sistemas de cañerías metálicas y estructuras enterradas o
sumergidas.

Métodos de Evaluación de
la Protección Catódica
Close Interval Potential Survey (CIPS)
Pipeline Current Mapper (PCM)
Direct Current Voltage Gradient (DCVG)
Altern Current Voltage Gradient (ACVG)
BellHole/Direct Examination

P/s Potential (-mV)
- 850 mV
Chainage (m)
TP 1 TP 2
- 1000 mV
- 950 mV
Metodos
CIPS (Close Interval Potential Survey)

Metodos
CIPS (Close Interval Potential Survey)
Continous potential
measurement method
Measurement interval
1-3 meter
Use trailing wire and
data logger
To check CP Protection
level along pipeline

TOOLS OF ECDA
(External Corrosion Direct Assessment)
Close Interval Survey (CIS)

Técnica de CIPS (Close Interval Potential Survey)
La técnica consiste en la medición continua de los potenciales
de la cañería con respecto al electrodo de referencia de cobre
/ sulfato de cobre.
Gráfico de potenciales on - off
MEDIDA DE LA EFECTIVIDAD DE LA PROTECCIÓN CATÓDICA

TOOLS OF ECDA
(External Corrosion Direct Assessment)
Direct Current
Voltage Gradient
(DCVG)

CONTROL DE CORROSION
INSPECCION EN LINEA
(ILI)

ASME B31G
ILI ProcessSummary
ILI REPORT
USE B31G,
MOD B31G,
OR
RSTRENG,
TO CALCULATE
FAILURE PRESSURE
APPLY B31.8S
FIG 4 TOASSIGN
DUE DATE
RESPONSE
REPAIR
Adjustments: growth rates, pipe
specs, tolerance, due dates, etc.
EVALUATE IN THE
DITCH USING
B31G
MOD B31G
RSTRENG
THE CALCULATED
FAILURE PRESSURE
IS THEN MULTIPLIED
BYAN ACCEPTABLE
SAFETY FACTOR
TO DETERMINE
A SAFE OPERATING
PRESSURE.
SAFE
OPERATING PRESSURE
> MAOP
YES
NO
REPAIR or
LOWER PRESSURE RECOAT
PRIOR TO
DUE DATE
Anomaly and Pipeline Data Analysis
Actionable Anomalies

ASME B31G

Guided Wave Ultrasonic Testing
(GWUT)

https://www.youtube.com/watch?v=QYd9ENn1nP0
https://www.youtube.com/watch?v=uAo5_tHTJb8
https://www.youtube.com/watch?v=OFSw5RHl4fI
https://www.youtube.com/watch?v=k4komyUIims

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