MONITOREO DE CORROSIÓN EN SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO

Transcripción

1 El monitoreo de la corrosión es una parte integral de cualquier programa de tratamiento químico, es usado para determinar la efectividad del tratamiento y establecer los niveles óptimos que redunden en la optimización del costo del tratamiento, no necesariamente el costo mas barato por Kg. El propósito de monitorear la corrosión es evaluar or predecir el comportamiento de la corrosión en el sistema. Básicamente se tienen dos objetivos en el monitoreo de la corrosión: Obtener información de las condiciones de operación de los equipos. Relacionar esta información con las variable de operación, por ejemplo, ph, temperatura, calidad del agua, tratamiento químico, etc.) Reuniendo estos objetivos se lograrán los siguientes resultados. 1. Incrementar la vida útil de los equipos en planta 2. Predecir las necesidades de mantenimiento en la planta 3. Reducir costos operativos El monitoreo de la corrosión es una práctica estándar en el tratamiento de agua en la industria. Este monitoreo ayuda a identificar los factores responsables de los pro-blemas de corrosión y asegurar la implementación y búsqueda de soluciones. El monitoreo de la corrosión es una herramienta de diagnóstico, y provee información para solucionar los problemas de corrosión. Conocer las tendencias de corrosión es de suma importancia, frecuentemente, varias variables o factores pueden ser significativos y la capacidad de correlacionar las velocidades de corrosión con una variable en condiciones específicas puede ser vital. Lógicamente buscando la capacidad de diagnóstico, el monitoreo de la corrosión es usado de manera efectiva para solucionar un problema específico de tratamiento de agua. El monitoreo de la corrosión puede ser usado para proveer información operacional, si la corrosión puede ser controlada manteniendo una variable en específico (tal como temperatura, ph, tratamiento químico, etc.) dentro de los límites previamente establecidos, entonces esta variable puede ser usada para predecir los cambios la corrosión, en formar positiva o negativa. Como consecuencia también podría establecerse la adición de químicos en forma automática. Las técnicas seleccionadas para monitorear la corrosión depende de su aplicación en el sistema y de la información que esté siendo buscada, algunas técnicas proveen información que es efectiva de manera instantánea, otras proveen medición sobre la velocidad de corrosión. Otras miden corrosión total que incluye la medición del espesor del metal, mientras que otras proveen información general del sistema. La mayoría de las técnicas de medición de corrosión están enfocadas a medir una corrosión con naturaleza general. Aunque algunas proveen información sobre ataque localizado tal como el pitting. Una sola técnica de medición no proporcionará toda la información o datos necesarios para evaluar adecuadamente la eficacia de un tratamiento químico, por lo que será necesario la aplicación de mas de una técnica para algún sistema en particular. Las tabla 1 a la 3 muestran de manera general las diferentes técnicas para monitorear la corrosión usadas normalmente en sistemas de enfriamiento de agua. La información esencial se muestra en la tabla No. 1, mientras que la Tabla No. 2 lista algunas de las características de las técnicas de monitoreo, la tabla No. 3 incluye un resúmen gráfico del total de las técnicas de monitoreo. Fig. No. 1 Hoja 1 de 6

2 Tabla No. 1: Monitoreo de corrosión Método Medición Aplicación Prueba del Cupón Velocidad de corrosión promedio expresada en MPY. Pérdida de peso de 30 a 90 días de exposición. Recomendable para medición de corrosión en condiciones estables del sistema. Puede indicar corrosión por ataque localizado tal como: pitting, corrosión bajo depósito, corrosión galvánica, etc. Los cupones son hechos para la mayoría de las aleaciones. Resistencia de Polarización Lineal (LPR Corrater TM ) Velocidad de corrosión instantánea, medida por polarización electroquímica de +/- 10 mv entre dos electrodos. Puede medir la tendencia al pitting Adecuado para la mayoría de las aleaciones Debe ser instalado en fluidos con suficiente conductividad para proporcionar información precisa. Resistencia Eléctrica (ER Corrosometer TM ) La pérdida de metal es determinada a partir del cambio de resistencia del metal corroído. La velocidad de corrosión general es calculada de la lectura de resistencia. No mide corrosión localizada. Recomendado para mediciones en baja conductividad. Tanto en líquido como en vapor. Analítico Concentración de especies suspendidas o disueltas en un fluido, incluyendo ph y conductividad. No mide corrosión localizada Recomendado para determinar la calidad del agua, residuales de químicos, inhibidores y especies no favorables, productos de corrosión solubles y suspendidos. Unidades de Transferencia de Calor Observación visual del ataque sobre la superficie de transferencia de calor Se puede determinar velocidad de corrosión por pérdida de peso de la superficie calentada. Recomendable para simular el ataque de corrosión en intercambiadores de calor. El tubo para la transferencia de calor puede ser fabricado en diversas aleaciones. Tabla No. 2 Sistema a monitorear Sistema Cupón LPR ER Analítico Intercambiador de calor de prueba De un solo paso X X X X Sistemas Cerrados X X X Sistemas Abiertos X X X X Hoja 2 de 6

3 Tabla No. 3: Características de las Técnicas de Monitoreo Método Intervalo de tiempo de la medición Tipo de información Cupón días Velocidad de corrosión promedio Respuesta a cambios en condiciones Entorno Tipos de corrosión Pobre Ninguno Corrosión general y ataque localizado Facilidad de la interpretación Fácil LPR Instantánea Velocidad de corrosión, pitting ER Corta duración Velocidad de corrosión integrada Rápida Conductivo Generalizada Fácil Moderado Ninguno Generalizada Fácil Analítico Rápido Parámetros que afectan la velocidad de corrosión Rápido Ninguno No aplica Moderado Unidades de Transferencia de Calor días Velocidad de corrosión, incrustación y ensuciamiento Moderado Ninguno Generalizada, ataque localizado, depositación Difícil Tabla No. 4: Estándares de corrosión en un Sistemas de Enfriamiento Abierto (mpy)* Metal / Clasificación Acero al Carbón Cobre y sus aleaciones Acero Galvanizado Aluminio Acero Inoxidable Excelente < 0.1 < 0.1 < 2.0 < 0.5 < 0.1 Bueno Regular Pobre No aceptable > 10.0 > 0.5 > 10.0 > 10.0 > 0.14 *Fuente: AWT (Association of Water Technologies) Hoja 3 de 6

4 Tabla No. 4: Estándares de Corrosión en Sistemas de Enfriamiento Cerrado (mpy) Metal / Clasificación Acero al Carbón Cobre y sus aleaciones Acero Inoxidable Excelente < 0.2 < 0.1 < 0.1 Bueno Regular Pobre > 1.0 > 0.5 > 0.1 CUPONES DE CORROSIÓN: La mayoría de los métodos para evaluar la corrosividad en un sistema de enfriamiento abierto sobre un metal en específico se basa en la exposición de una parte del metal o cupón durante un periodo de tiempo al flujo de agua del sistema a evaluar. Los cupones deben estar hechos del material o aleaciones específicas que se quieran evaluar, estos deben ser pesados conociendo el área de exposición. Los cupones varían en tamaño y forma, los mas comúnmente usados son los de 1/2 (12.5 mm) de ancho, 3 (75 mm) de largo y 1/16 (1.6 mm) de espesor, teniendo aproximadamente 3.4 in 2 (2194 mm 2 ) de área de exposición. Una vez terminado el periodo de exposición seleccionado, los cupones son retirados, limpiados y pesados nuevamente para determinar la pérdida de peso del metal. La pérdida de peso es considerada como la pérdida de espesor del metal y convertida a velocidad de corrosión promedio expresada en mpy como sigue: mpy= x W / (A x d x D) Donde: W = Pérdida de peso expresada en mg A = Area de exposición del cupón (in 2 ) d = Densidad del metal (g/cm 3 ) D = Días de exposición (Días) La conversión a unidades métricas, milímetros por año (mm/y) se obtiene como sigue: mm/y = x mpy Los cupones de corrosión son altamente susceptibles a la corrosión inicial porque la superficie del metal se encuentra en un estado activo mientras se acondiciona la superficie. Los cupones no deben ser manipulados durante el proceso de monitoreo e instalación, por lo que el uso de guantes de látex es altamente recomendado. Normalmente el periodo de prueba es de 30 días, ya que mediciones en periodos menores a 30 días pueden presentar resultados engañosos. Cuando se requiere de un periodo de prueba mayor, generalmente se lleva a 90 días, en este caso se instala una serie de 3 cupones de la misma metalurgia y se retiran a 30, 60 y 90 días. Normalmente el promedio de la velocidad de corrosión es menor a un periodo mayor. Hoja 4 de 6

5 La figura No. 1 (Pag. 1) muestra gráficamente el descenso en la velocidad de corrosión en función del periodo de exposición. Una condición estable se logra generalmente entre días. Es importante considerar que los tornillos y tuercas que sujeten al cupón deben ser de plástico, debe evitarse el contacto entre metales diferentes, por ejemplo, si los cupones son de cobre, no deben usarse tornillos ni tuercas de acero al carbón o de acero inoxidable, nunca deben usarse tornillos o tuercas galvanizados. Cuando los cupones presentan algún depósito puede ser un indicativo de los siguientes factores: Necesidad de ajustar el tratamiento químico, calidad de agua inestable, calidad de agua corrosiva, alternativamente los depósitos pueden ser transportados de alguna parte del sistema, en algunos casos, si los depósitos son uniformes pueden reducir los niveles de corrosión promedio ya que podrían actuar como barrera protectora. Las guías generales para corrosión dependen de la metalurgia. La clasificación general de la velocidad de corrosión se muestra en la tabla 4 y 5. Fig. No. 2 Fig. No. 3 La instalación de cupones debe llevarse a cabo como se muestra en la fig. No. 2, note que la fig. No. 3 muestra el ancho del cupón y se encuentra de manera vertical para prevenir la sedimentación de depósitos durante periodos de bajo flujo. Es importante que el flujo a través de rack corresponda a la velocidad de flujo del sistema. Mantener altos flujos en el rack puede ocasionar ataque por erosión, sobre todo en cupones de cobre o sus aleaciones. Por el contrario, bajos flujos generan una corrosión excesiva y problemas de ensuciamiento. Normalmente el flujo promedio es de 1 2 m/s el agua del rack debe retornarse al bacín de la torre usando tubería de PVC u otro material que no afecte la velocidad de corrosión. Por ejemplo: No use tubería de acero galvanizado, tubería de cobre o válvulas de latón para conectar el rack. En la fig. 2 se muestra un filtro opcional, normalmente debe ser usado en sistemas con alto contenido de sólidos suspendidos o material extraño. El flujo a través de rack puede ser controlado usando una válvula de orificio, aunque está sujeta a presentar obstrucciones que pueden provocar la reducción del flujo ocasionando altos niveles de corrosión en el cupón. La colocación de un rotámetro al final del rack puede proporcionar un poco mas de flexibilidad en el control del flujo, el filtro evitará que la válvula se obstruya, el agua que pasa por el rack deberá descargarse al dren o bacín de la torre, la descarga debe ser atmosférica. Hoja 5 de 6

6 En los edificios, las torres de enfriamiento normalmente se ubican en la parte superior y el monitoreo de la corrosión mediante un rack generalmente lo instalan en el cuarto de máquinas ubicado en el sótano del edificio, el material de construcción del rack debe ser tal que ofrezca rigidez y tenga la mínima influencia en el cupón de prueba, no se recomienda el uso de acero al carbón o acero galvanizado, los cupones debe instalarse en función de la serie galvánica del metal menos noble al más noble, por ejemplo: Aluminio, Acero al Carbón, Acero Inoxidable, Cobre y sus aleaciones respectivamente. CECSA cuenta con Productos que permiten prevenir los problemas de corrosión incrementando así la vida útil de sus equipos. CONTACTENOS y con gusto un Ingeniero de Ventas y Servicio lo visitará. Hoja 6 de 6