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Metalización con Arc Spray Una solución a los problemas de erosión corrosión! La Cavitación: qué es? cómo se presenta? Cuando un líquido fluye a través de una región donde la presión es menor que su presión de vapor, él liquido hierve y forma burbujas de vapor. Estas burbujas son transportadas por el líquido hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, implotando bruscamente las burbujas. A éste fenómeno se denomina cavitación. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando cambian de estado, las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas muy altas, ocasionando picaduras sobre la superficie sólida. El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión como si se tratara de grava que golpea con diferentes partes de la máquina. Etapas de Erosión - Corrosión: 1. Se forma una burbuja de cavitación sobre la superficie. 2. El colapso de la burbuja causa el picado local de la superficie. 3. La superficie no protegida del metal está expuesta al medio corrosivo y se forma una película por medio de una reacción de corrosión. 4. Se forma una nueva burbuja en el mismo lugar, debido al aumento de la capacidad de formar núcleos de condensación de la superficie irregular. 5. El colapso de la nueva burbuja destruye la película de oxido. 6. La película se forma de nuevo y el proceso se repite indefinidamente hasta formar huecos bastante profundos. Es posible prevenir los daños? Si. Es posible paliar el daño producido por la cavitación aplicando técnicas de prevención de la erosión corrosión: Modificar el diseño para minimizar las diferencias de presión hidráulica en el flujo del medio corrosivo Seleccionar materiales con mayor resistencia a la cavitación. Dar un acabado de pulido a la superficie sujeta a efectos de cavitación, ya que es más difícil formar burbujas sobre una superficie sin rugosidades Recubrir con materiales que absorban las energías de choque.
Metalización Consiste en el recubrimiento metálico mediante proyección de aleaciones metálicas fundidas. El sistema de arco eléctrico funde la aleación suministrada en forma de alambre, proyectando mediante aire comprimido las partículas fundidas sobre la superficie, para formar un depósito denso y perfectamente adherido. Las piezas sometidas al proceso de metalización, presentan una mayor resistencia frente a la corrosión, al desgaste y a altas temperaturas, que las tratadas con otros revestimientos anticorrosivos como pinturas, galvanización, etc. Se pueden proyectar metales como zinc, aluminio, cobre, níquel y aleaciones diversas. Etapas del proceso Limpieza de las superficies a tratar mediante chorreado abrasivo. Aspirado de las superficies chorreadas. Fusión de metales mediante arco o llama. Proyección sobre la superficie de las partículas fundidas mediante aire comprimido. Construcción de una capa de protección. Cuando metalizar? Cuando existan problemas de Erosión-Corrosión En ambientes marinos con fuertes problemas de corrosión, la capa de metalizado de Aluminio, Zinc o una aleación Al-Zn, actúa como ánodo de sacrificio, protegiendo así el metal contra la erosión. Cuando ya existe corrosión, la capa de metalizado protege al metal, proporcionándole dureza. Ejemplo de Erosión por Cavitación.
Tecnología y materiales Tecnología: ARCSPRAY Arco eléctrico funde los metales. Aire comprimido proyecta las partículas fundidas. Material utilizado en ACEROS Aleación níquel-aluminio(75e) Aleación 13% de cromo(60e) Aleación inoxidable Cromo/Níquel 18/5 (55E) Aleación hierro/cromo/aluminio (78E) Aluminio puro (01E) Zinc puro (02E) Inconel 625 Material utilizado en HORMIGÓN Zinc puro (02 E). Aleación de Aluminio/ Zinc/ Indio. Proceso de metalización 1. Preparación de la superficie: Chorreado con abrasivo de naturaleza y granulometría apropiados. Una buena preparación de la superficie permite un buen anclaje del material y por lo tanto una buena adherencia. Cuando existe un deterioro importante necesitamos homogeneizar la superficie (esmerilar y rellenar con soldadura de acero al carbono). 2. Metalización según hilos a utilizar Sistema utilizado en las Centrales Nucleares - Capa anclaje: aleación níquel-aluminio(75e) - Capa intermedia: aleación semi inoxidable 13% de cromo(60e) - Capa resistente: aleación inoxidable 18/5 Cromo níquel(55e) 3. Recubrimiento de silicona alta temperatura (capa opcional)
Referencias Marinas Recubrimiento de acero del equipo 25 ve 806 PROBLEMA: Corrosión por ambiente marino TRATAMIENTO Limpieza con granalla de fundición de granulometría adecuada. Metalizado con hilo Aluminio-Magnesio al 5% (25E). Espesor proyectado 200-300 micras. EQUIPO UTILIZADO Metallisation Arc Spray 450 System. Tratamiento anticorrosivo de flotadores y boyas Cuerpo interior del Flotador (boya) 1. Granallado Grado Sa 3 Norma ISO 8501-01 2. Aplicación de una capa de 125 micras de brea epoxi en color negro. Cuerpo exterior del Flotador obra muerta 1. Granallado Grado Sa 3 Norma ISO 8501-01 2. Metalización por Arc Spray de alambre de zinc con un espesor adecuado. 3. Aplicación de una capa selladora antioxidante, epoxi poliamida con 25 micras de espesor. 4. Aplicación de una capa intermedia epoxi poliamida de 60 micras de espesor. 5. Aplicación de una capa de esmalte de acabado, poliuretano alifático de 60 micras de espesor (antideslizante). 6. El fondo superior del Flotador llevará también una capa de acabado antideslizante en colores rojo (RAL 3020) y verde (RAL 6018).
Referencias Nucleares Manuales Central Nuclear de Ascó I - Ii PROBLEMA: Erosión por cavitación. Desprendimiento de la capa metálica. Metalización de CALENTADORES SISTEMA PROYECTADO Capa 1ª: aleación níquel-aluminio (75E) Capa 2ª: aleación semi inoxidable 13% de cromo (60E) Capa 3ª: aleación inoxidable 18/5 Cromo níquel (55E) Central Nuclear de Almaraz i - ii PROBLEMA: Erosión por Cavitación. Corrosión localizada. Pérdida de metal. METALIZACIÓN TUBERÍAS CROSS-UNDER SISTEMA PROYECTADO Capa 1ª: aleación níquel-aluminio (75E). Capa 2ª: aleación semi inoxidable 13% de cromo (60E). Capa 3ª: aleación inoxidable 18/5 Cromo-níquel (55E). Capa final de sellado: silicona para altas temperaturas.
Referencias Nucleares Robotizadas TIRANT 3 Para la realización de trabajos de metalización de las tuberías de vapor desde la turbina de alta presión hasta los MSRs (Cross Under) de la Central Nucleoeléctrica de Laguna Verde (BWR), la Comisión Federal de Electricidad de Mexico, pidió la utilización de un sistema robotizado que evite en lo posible la permanencia de trabajadores en el interior de las tuberías de vapor. La respuesta a esta petición ha sido el TIRANT 3 Sistema robotizado manejado desde el exterior de la tubería, con sensibles mejoras frente a la metalización manual: - Protección al trabajador, que minimiza las dosis recibidas. - Trabajo en ambiente libre de penalidades: trabajo confortable y menos peligroso. - Recubrimiento mas uniforme: mas resistente a la erosión corrosión. - Mayor tiempo efectivo de metalización: mejor rendimiento. - Trabajo sin pausas: plazos de ejecución más cortos Ventajas de aplicar la Metalización con TIRANT 3 1.- Mejora de las condiciones para el trabajador: El trabajador solo está dentro de la tubería en las fases de posicionamiento del robot y cambio de hilos. Sólo se producen paradas en el proceso por mantenimiento del equipo. 2.- Aumento de la uniformidad del recubrimiento Distancia de aplicación del recubrimiento constante. Avance en la proyección del recubrimiento constante. Aumento de la resistencia del recubrimiento. 3.- Posibilidades de nuevas aplicaciones Reducción del tiempo de aplicación del recubrimiento. Reducción del coste de no producción por parada técnica. Aumento de la resistencia del recubrimiento. Zonas radiactivas. Tuberías de diámetro reducido. El robot TIRANT 3, un sistema innovador a nivel mundial, es teleoperado desde el exterior, por lo que la intervención humana se reduce a las operaciones de posicionamiento y cambio de hilos. El rendimiento del proceso se incrementa significativamente al reducirse los periodos de descanso y rotación de los operarios. Sólo se detiene en las operaciones de mantenimiento. El sistema TIRANT 3 permite aumentar la uniformidad del recubrimiento depositado, y con ello, su resistencia final.
Tirant 3 Logística y Acondicionamientos Industriales, S.A.U. Av. Cortes Valencianas, 58. Sorolla Center, local 10 46015 Valencia - España Tel. +34 963 540 300 Fax +34 963 540 340 www.lainsa.com info@lainsa.com