Boletín DIVULGA Ediciones 0-5

Dirección: Km 2 Vía Refugio, Sede UIS, Guatiguará, Piedecuesta, Santander, Colombia. Tels: (57) (7) 6550807 / 6550809 Fax: (57) (7) 6550808

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Es un Centro de Desarrollo Tecnológico creado en el marco de la ley colombiana de Ciencia y Tecnología; de carácter mixto, sin ánimo de lucro y su objetivo es la producción de conocimiento, innovación y tecnología, a partir de la solución e investigación de problemas de corrosión industrial. Desde 1994 opera en la sede de la Universidad Industrial de Santander – Guatiguará- Piedecuesta/Santander.

Año 2012 N°0

Primera edición +

Quienes somos +

Programas Productos Servicios

Programas – Productos – Servicios especializados Programa de gestión de integridad Inspección interna en líneas de transporte de hidrocarburos Monitoreo de corrosión interna Estudios de corrosividad de fluidos Estrategia para el control de corrosión interna de piernas muertas Determinación de calidad de gas Análisis de fallas de materiales metálicos y no metálicos Programas integrales de protección catódica Técnicas de inspección directa, indirecta e inteligente Evaluación del desempeño de materiales por técnicas electroquímicas Evaluación en autoclaves Procedimiento “Pipping Class” Programa de evaluación integral de recubrimientos Valoración de efectividad de agentes biocidas Procedimiento “Best in class” Determinación de corrosividad microbiológica Medios de cultivo para la detección y monitoreo de biocorrosión Desarrollo de herramientas software para modelamiento, simulación y evaluación Simulación para determinar la corrosividad de fluidos Diseño y fabricación de equipos y facilidades para monitoreo y control de corrosión: sistemas retráctiles, cupones, viales, estaciones y unidades rectificadoras de protección catódica.

Boletín publicado por la Corporación para la Investigación de la Corrosión

ENTIBADO METALICO Alternativa para prevenir accidentes en excavaciones

”El termino seguridad se interpreta como ausencia de contingencia –ausencia de riesgo” La actividad de excavaciones es considerada como de alto riesgo; las estadísticas nacionales reportan miles de accidentes de trabajo en ésta actividad, muchos de ellos mortales. La CIC comprometida con la seguridad de sus funcionarios, ha diseñado un sistema de Entibado Metálico con el fin de prevenir accidentes derivados de la caída de aludes de tierra, el sistema está diseñado para el desarrollo de actividades de inspección de tubería de transporte de gas principalmente. El entibado consiste en 12 paneles de aluminio, 24 uniones metálicas y 4 tubos metálicos para estabilización del sistema por instalación secuencial a medida que se realiza el apique. El diseño del sistema permite facilidad de transporte y armado en poco tiempo. Con el desarrollo de este tipo de alternativas la CIC realiza un aporte de gran impacto social en prevención de riesgos, mejora de calidad de vida de los operarios y productividad institucional.

HSE +

Seguridad Industrial +

Prevención

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Año 2012 N°1

COQUE METALURGICO Un relleno viable para aplicaciones en sistemas de

protección catódica

El coque del petróleo calcinado es ampliamente utilizado como material de relleno para camas anódicas en sistemas de protección catódica por corriente impresa. No es el caso del coque metalúrgico, material de alta disponibilidad en el país y menor precio, puesto que no se han determinado en forma sistemática las propiedades electroquímicas que definen la calidad del material para esta aplicación. El riesgo que representa para una estructura protegida catódicamente la utilización de un relleno no validado, eventualmente de características inadecuadas y desempeño deficiente, como es el caso del coque metalúrgico, ha consolidado la cultura comercial de proveerse de coque calcinado del petróleo de origen foráneo. La CIC con el apoyo de COLCIENCIAS y en asocio con la UPTC, se ha comprometido en el desarrollo de un proyecto de investigación aplicada, para establecer con certeza la viabilidad técnica de utilizar el coque metalúrgico colombiano para rellenos en camas anódicas. El logro de un producto de aplicabilidad competitiva como resultado de éste proyecto permitiría el desarrollo de una nueva tecnología de gran repercusión en el ámbito social y económico. Para el desarrollo de este proyecto, se diseñó y construyó una celda electroquímica de laboratorio para simular de manera acelerada un sistema de protección catódica por corriente impresa. En la evaluación de laboratorio se emplearon muestras de coque metalúrgico originarios de la región cundí-boyacense, y se utilizó como coque relleno de referencia una muestra del producto de mayor grado de competitividad mundial para aplicaciones de este tipo. Todas las muestras fueron caracterizadas mediante análisis tecnológico, densidad, porosidad, resistividad eléctrica, análisis próximo, análisis último. Posteriormente, se realizaron pruebas de simulación acelerada, donde se determinó la variación de la resistencia eléctrica en función del tiempo.

Sistemas de Protección catódica

+ Materia prima

Colombiana +

Análisis de producto comercial

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Disposición y características de la cama anódica

Las muestras de coque evaluadas reflejaron cambios significativos en el crecimiento de la resistencia eléctrica a través del tiempo como función de sus propiedades fisicoquímicas de las camas anódicas utilizadas. El crecimiento de la resistencia de la cama anódica puede asimilarse a una barrera al drenaje de corriente, la cual afecta su desempeño; éste comportamiento depende directamente de las propiedades físico-químicas del material de relleno. La medición del incremento de la resistencia permite realizar una evaluación indirecta de la calidad del coque en sistemas de protección catódica por corriente impresa. De acuerdo con lo anterior, es necesario definir las características particulares de cada coque y establecer una relación optima entre el tamaño y forma de partícula y el área interna de cada grano, que garantice el mejor nivel de conductividad del material. Bajo una referencia fija de granulometría y resistividad eléctrica establecida en esta forma, es técnicamente viable disponer de un coque metalúrgico de competitividad universal, para aplicaciones relacionadas con rellenos de camas anódicas convencionales, lechos profundos y sistemas de puesta a tierra.


Figura 1. Coque Figura 2. Resistividad de las muestras de coque respecto a su tamaño de partícula

Año 2012 N°2

SHIREC - Su consultor en línea, para uso de recubrimientos en el control de la corrosión

Normalmente la especificación de un sistema de recubrimientos se basa en el comportamiento histórico conocido por el mercado usuario, basado en usos tradicionales y en la confianza que éste tenga hacia sus proveedores para asimilar recomendaciones de cambios, los cuales hipotéticamente se justifican en aspectos ambientales, de facilidad del proceso de aplicación y/o en la reducción de los costos. Esta cultura dificulta la transferencia de los resultados de investigaciones metódicas hacia el mercado usuario, por cuanto la incorporación de nuevos productos y/o procesos es muy lenta, ya que normalmente las nuevas incorporaciones son avaladas o recomendadas por el sector comercializador y no por los sectores dedicados a la investigación que actuarían de manera imparcial. La consolidación de la información generada a partir de proyectos de investigación aplicada, enfocada a determinar el comportamiento de sistemas de recubrimientos expuestos a condiciones plenamente identificadas y caracterizadas, es un recurso valioso y de alta confiabilidad. Sin embargo, las técnicas de valoración del desempeño implican tiempos de evaluación muy

Recubrimientos +

Software +

Gestión de conocimiento

similares a los requeridos para definir los tiempos reales de vida económicamente útiles; ésta situación es un hecho adicional que reduce la transferencia de tecnología para el beneficio del usuario.

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La CIC dispone de la información del comportamiento de sistemas de recubrimientos generada en condiciones reales y bajo condiciones simuladas en laboratorio, en proyectos de investigación aplicada desarrollados para la industria nacional. Los resultados obtenidos bajo condiciones reales en campo y tras años de seguimiento del comportamiento de los sistemas, se relacionan luego con los resultados obtenidos en laboratorio bajo condiciones aceleradas, (tiempos de evaluación en horas), utilizando adicionalmente técnicas electroquímicas, para predecir con un grado mínimo de incertidumbre la vida útil del sistema evaluado. De esta manera se puede evaluar el tiempo de vida económicamente útil de sistemas de recubrimiento para control de la corrosión; así se facilita el cálculo de la relación costo – beneficio de diferentes alternativas, lo que en esencia significa cuantificar el beneficio real de optar por nuevas tecnologías o mantener la tradicionalmente utilizada. Esta información ha sido consolidada de manera sistemática en una base de datos denominada SHIREC, la cual cuenta con herramientas que posibilitan una función efectiva de consultor, en razón de que los resultados de los ensayos son cuantificados y convertidos a unidades universales, mediante metodologías desarrolladas en la CIC, las cuales permiten consolidar la información del desempeño de los diferentes sistemas de recubrimientos. La estructura del software dispuesto para el uso del SHIREC, permite que su aplicabilidad sea amigable para cualquier usuario, independientemente del grado de conocimiento en el tema de recubrimientos, y para perfiles de interés tanto de tipo comercial como técnico. Estas condiciones responden a la misión central de la CIC: poner la gestión del conocimiento a disposición de la sociedad en forma abierta y objetiva, para que sea el mismo mercado de usuarios el que interprete los beneficios específicos acorde con sus limitaciones y expectativas. Adicionalmente el mercado de la oferta, con el uso de herramientas conexas, puede facilitar la prefijación de un alto grado de satisfacción y confianza de sus clientes, mediante la definición de sus niveles de competitividad.

Wether-o meter. Ensayo de recubrimientos en ambientes simulados


Año 2012 N°3

ATMÓSFERA Un medio que se debe caracterizar para poder proteger

Comúnmente se observa que los activos de la industria pierden valor debido al deterioro causado por el medio al cual se encuentran expuestos. En países tropicales como el nuestro, las condiciones atmosféricas son particulares; por tanto, los mecanismos de control de corrosión deben ser diseñados y seleccionados para estas condiciones. La corrosión atmosférica es el deterioro que experimentan los materiales por estar expuestos al ambiente; el grado de ésta afectación depende de los contaminantes atmosféricos y de las condiciones meteorológicos propias del sitio de interés. La corrosión atmosférica se puede describir como la sumatoria de procesos de corrosión que se presentan cada vez que se forma una capa de electrolito sobre la superficie del material, en espesores que van desde algunas micras (imperceptibles a la vista humana) hasta espesores perceptibles como humectación del material. La intensidad del proceso de corrosión depende fundamentalmente del tiempo durante el cual, esta capa permanece sobre la superficie. El mecanismo de corrosión atmosférico descrito electroquímicamente, se caracteriza por un proceso anódico y otro catódico mediados por un electrolito de resistencia óhmica determinada. En el proceso anódico, el material se disuelve por oxidación en la capa del electrolito; la concentración de material disuelto crece hasta precipitación de un compuesto poco soluble. En el proceso catódico la mayoría de los materiales se corroen por reducción de oxígeno.

Corrosión atmosférica +

Monitoreo +

Estación meteorológica


La difusión de oxígeno a través de la película acuosa suele ser el factor que controla el fenómeno corrosivo. Una vez alcanzado el nivel de humedad necesario para la formación de la pila de corrosión, la contaminación atmosférica determina la capacidad conductora del electrolito y se convierte en un factor que define la velocidad de corrosión.

La contaminación atmosférica expresa la presencia en el aire de sustancias extrañas, gaseosas, líquidas o sólidas, en concentraciones variables y durante tiempos de permanencia, que pueden provocar efectos nocivos para la salud humana así como deterioro de instalaciones y del paisaje. La corrosión de los materiales, resultante de la agresividad de la atmósfera, se puede medir en forma indirecta con base en parámetros ambientales básicos tales como humedad relativa, temperatura de bulbo seco y contaminación, y en forma directa por determinación de la velocidad de corrosión utilizando cupones atmosféricos. Para determinar la corrosividad de una atmósfera es necesario correlacionar todos los factores que la afectan, enfatizando en aquellos que tienen incidencia directa sobre el proceso de deterioro. El tiempo de humectación de la superficie metálica y la concentración de contaminantes - causantes de corrosión - que pueden depositarse sobre las superficies metálicas, son determinantes para definir el nivel de agresividad ambiental. A través de la metodología presentada en los estándares internacionales ISO se categorizan los ambientes según los criterios mencionados. Dada la magnitud del deterioro sobre el aparato productivo generado por la atmósfera, la Corporación para la Investigación de la Corrosión ha desarrollado proyectos de investigación aplicada, alrededor de la temática de corrosión atmosférica y ha implementado servicios convencionales y de valor tecnológico agregado incorporando nuevas metodologías, hardware y software, encaminados a caracterizar e identificar los microambientes a los cuales se encuentran expuestas las estructuras tecnológicas. Estos procesos se basan en la valoración de los niveles de contaminación, las variables meteorológicas y la exposición de cupones atmosféricos, para establecer el nivel de agresividad ambiental y seleccionar y diseñar metodologías y mecanismos de control y mantenimiento, que permitan mitigar el efecto adverso de este fenómeno sobre la infraestructura productiva.

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Año 2012 N°4

Corrosividad de Aceites Dieléctricos Metodología Electroquímica para su evaluación

La Corporación para la Investigación de la Corrosión ha desarrollado y validado una metodología confiable con resultados cuantitativos para el mantenimiento preventivo y evaluación de los aceites dieléctricos usados en transformadores y reactores eléctricos, basada en corridas electroquímicas tanto de corriente alterna como directa. La evaluación de la corrosividad de los aceites dieléctricos es una herramienta valiosa para los programas de confiabilidad operacional de los transformadores y reactores eléctricos; sin embargo, equipos en los cuales se encontraban operando aceites que cumplían con las especificaciones físico-químicas estandarizadas, han presentado fallas intempestivas y muy costosas, que indican deficiencias en la metodología basada en la Norma ASTM D130 utilizada actualmente para tal evaluación. Esta afirmación se soporta en ensayos realizados en los laboratorios de la CIC, información histórica disponible del desempeño de diferentes equipos, y evaluación de muestras de aceites dieléctricos usados, con lo que se estableció que la clasificación del nivel de corrosividad del Cobre según la Norma mencionada anteriormente, no presenta un grado de confiabilidad suficiente ni una correlación claramente definida entre los factores: a) Contenido de Azufre en el aceite. b) Cantidad de Azufre presente en las espiras de cobre de los equipos. c) Valor de Resistencia a la Polarización Lineal. d) Velocidad de corrosión evaluada por técnicas electroquímicas. La metodología propuesta por la CIC comprende la varias etapas: evaluación de viabilidad de electrolitos y aceites dieléctricos de referencia; selección del proceso y de la proporción de mezcla aceite-electrolito; selección de electrolitos

Innovación +

Metodología +

Electroquímica


y del tipo de prueba electroquímica de mejor respuesta. Mediante estas etapas se pudo ratificar que la corrosividad de los aceites usados depende en gran medida tanto de su contenido de azufre, como de los lodos formados por la normal degradación del sistema aceite – papel de aislamiento.

Como resultado de la aplicación de la metodología propuesta se adoptó un procedimiento que consiste en la aplicación híbrida de técnicas electroquímicas de Resistencia a la Polarización Lineal y de Espectroscopía de Impedancias, utilizando electrolitos agua/aceite y etanol/aceite, cuya validación se basó en ensayos de aproximadamente dos docenas de aceites usados, pertenecientes a equipos que al ser inspeccionados presentaban toda la ventana de grados de corrosividad según la norma ASTM D 130, así como aceites que salieron de operación por fallas intempestivas. Al aplicar las corridas electroquímicas de la metodología propuesta en una muestra determinada de aceite dieléctrico, el valor de la Resistencia de Polarización que se obtenga, determinará la adopción de alguna de las medidas preventivas o correctivas relacionadas a continuación: a) Monitoreo del aceite con una frecuencia normal. b) Programación del cambio del aceite con alta frecuencia de monitoreo. c) Acción de cambio inmediato del aceite del equipo. Estos tres tipos de acciones de mantenimiento, corresponden a las clasificaciones de corrosividad permisible, moderada y severa respectivamente. La metodología obtenida es de alta aplicabilidad, por cuanto su realización puede ser efectuada en cualquier muestra de aceite dieléctrico que se encuentre en servicio o que se desee monitorear, bien en los laboratorios de la CIC, o bien en la estación correspondiente; en efecto los equipos y ayudas conexas de evaluación pueden ser instalados en cualquier lugar con las facilidades mínimas de un recinto cerrado, energía eléctrica y servicios básicos afines.

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Año 2012 N°5

DATACIC MPP Una herramienta versátil para mapear potenciales de

sistemas de protección catódica.

El DATACIC MPP es un equipo digital, portátil y liviano que cuenta con múltiples opciones para el registro y almacenamiento de datos, permitiendo asignar la ubicación de los puntos de manera lineal o matricial, con respecto a la estructura mapeada o sobre la cual se toman los datos. Posee un software de fácil manejo que permite al operario visualizar los datos a través de una pantalla de cristal líquido, programar la toma de registros y almacenar hasta diez mil datos. Facilita la conexión a computadoras personales y exporta a diferentes formatos para el posterior análisis de los datos recopilados; es operable a control remoto y tiene la opción de incorporar un sistema GPS para la ubicación automática de los datos a mapear. Este equipo facilita las actividades de monitoreo de los programas para el control de la corrosión, las cuales se constituyen en una estrategia primordial para la conservación de infraestructuras operacionales no renovables. La implementación de dichos programas requiere caracterización adecuada del medio electrolítico, de las condiciones operacionales y de la susceptibilidad del material de la infraestructura, aspectos que permiten el diseño y selección adecuada de las técnicas y materiales para el control respectivo. Un monitoreo adecuado implica disponer de equipos móviles que registren en forma confiable, las variables críticas que definen las condiciones de protección, con las facilidades suficientes para el manejo e interpretación de los registros obtenidos; de esta forma los planes realmente operan como herramientas para la toma de decisiones y ejecución de acciones.

Protección catódica +

Monitoreo +

Desarrollo tecnológico

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La CIC identifica estas necesidades como parte integral de sus proyectos de investigación y establece un plan para el desarrollo de hardware y software con el fin de cumplir los requerimientos, para que los resultados obtenidos sean implementados de manera fácil y efectiva por el mercado usuario asociado a tales proyectos. En el marco del proyecto “Optimización del sistema de protección catódica por ánodos de sacrificio para embarcaciones de hasta 3600 toneladas”, en asocio con COLCIENCIAS y COTECMAR se definieron los requerimientos específicos para las labores de mantenimiento realizadas en los astilleros de Bocagrande y Mamonal en cuanto a la toma de datos de los mapeos de potenciales de las embarcaciones y se adecuo la versión del equipo DATACIC MPP que cumple con las especificaciones de COTECMAR. El equipo DATACIC MPP en su Ingeniería de desarrollo, fue validado en laboratorio mediante pruebas de sus módulos de memoria, tiempo, acondicionamiento de señales, visualización, protecciones y presentación, para asegurar su disponibilidad y confiabilidad funcional para uso en condiciones reales; posteriormente fue evaluado en su desempeño por Ingenieros de desarrollo de la CIC, mediante el mapeo de los potenciales de protección catódica de embarcaciones en puerto de astilleros, y por último, se realizó su evaluación por parte de ingenieros de protección catódica de la CIC, en diversas embarcaciones en puerto de astilleros, previo y posterior al mantenimiento respectivo, con lo cual se completó el ciclo de evaluación, tanto en su ingeniería de detalle como en su funcionalidad para lograr una validación integral en campo. Finalmente, la información de los mapeos de potenciales realizados en las embarcaciones mediante el DATACIC MPP, fue descargada para valorar la funcionalidad del software, y analizada por el grupo de ingeniería de protección catódica, para con ello validar la aplicabilidad del equipo, y convertirlo en un recurso adecuado para la toma rápida de decisiones en cuanto a los requerimientos del mantenimiento del sistema de protección catódica.


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