NACE SP0169 y su rol en el control de la corrosión externa en tuberías

Introducción

En la constante batalla contra la degradación estructural inducida por la corrosión externa, particularmente en infraestructuras que operan en áreas de acceso restringido donde las inspecciones se son dificiles de realizar, la norma NACE SP0169¹ sobre ‘Control de la corrosión externa en sistemas de tuberías metálicas subterráneas o sumergidas’ emerge como una valiosa y exhaustiva herramienta para aquellas organizaciones involucradas en el diseño y funcionamiento de estas complejas instalaciones industriales.

NACE SP0169, es una norma generada y publicada por la Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión (NACE), que ofrece pautas detalladas y estrategias prácticas para enfrentar y mitigar este agresivo fenómeno. Se enfoca principalmente en sistemas de tuberías metálicas, que son de gran uso para la fabricación de los extensos sistemas que transportan petróleo, gas, agua y diversos fluidos.

Publicada inicialmente a principio de 1996 bajo el nombre de NACE RP0169. Ha sido revisada en dos ocasiones previas a la actualización de 2013, específicamente en los años 2002 y 2007.

Analizando el valor de la necesidad de control de la corrosión externa

Esta norma reconoce explícitamente que las estructuras metálicas, ya sea que estén enterradas o sumergidas, son inherentemente susceptibles a la corrosión. No obstante, también señala la eficacia de los procedimientos adecuados de control de la corrosión, los cuales, cuando se aplican correctamente, minimizan o incluso neutralizar la pérdida de metal, asegurando una operación segura y económica.

Detalla las prácticas específicas para evaluar si una tubería metálica enterrada o sumergida necesita un control minucioso de la corrosión externa, realizado mediante un enfoque sistemático, basado en los datos derivados de las inspecciones, registros operativos y comparaciones con sistemas similares. También destaca la importancia de considerar factores ambientales y físicos específicos, como velocidad de corrosión, tipo de producto, condiciones operativas y ubicación de las tuberías.

Desde una perspectiva económica, la NACE SP0169 enfatiza los costos asociados con el mantenimiento y la protección contra la corrosión, e insta a los expertos a considerar gastos directos e indirectos, desde reparaciones, reemplazos y reubicación de los activos hasta responsabilidades civiles y pérdida de ingresos debido a interrupciones del servicio.

Importancia del diseño de los sistemas de tuberías según la NACE SP0169

La norma es clara en la necesidad de un diseño de sistema de tuberías resistente y eficiente que tomen en cuenta la prevención de la corrosión desde las primeras etapas del desarrollo. Así mismo, resalta la importancia de integrar prácticas de gestión de la corrosión desde el diseño hasta la implementación.

El control de la corrosión requiere ser estudiada y evaluado por expertos calificados durante todas las fases de diseño y construcción de la tubería. Esta práctica esta afianzada con los requerimientos de seguridad para ser considerada el centro del proceso de diseño y certificar la durabilidad y eficiencia operativa de los sistemas que operen bajo estas condiciones.

La selección de materiales y recubrimientos es fundamental para la prevención de la corrosión externa. La Protección Catódica (PC) se utiliza con los recubrimientos para proporcionando una barrera para ayudar a reforzar el control catódico y asegurar la vida útil de los activos. Para la selección y uso de sistemas PC hay que tomar en cuenta variables como temperatura, presión, resistencia química, dieléctrica y mecánica, garantizando así, un óptimo y seguro rendimiento bajo diversas condiciones operativas de los sistemas.

Importancia de la selección de recubrimientos externos

Esta parte es sumamente importante desde el diseño y la normativa enfoca su atención en la selección de recubrimientos externos apropiados, que optimicen el control de la corrosión en los sistemas, aislando la superficie externa del entorno corrosivo, para garantizar la implementación del posterior sistema de PC.

Es fundamental aplicar las mejores funciones y criterios de selección para un desempeño optimizado de los recubrimientos, con el fin de reducir los requerimientos de corriente de la PC y mejorar la distribución de la misma. Para garantizar su efectividad, es necesario seleccionarlos y aplicarlos considerando la compatibilidad química y física, la resistencia a electrolitos ácidos o cáusticos y la durabilidad.

Los recubrimientos deben poseer características específicas, como ser un aislante eléctrico, proporcionar una barrera antihumedad, y resistir la degradación química y térmica. Factores como el tipo de ambiente, la ubicación geográfica y física, y la temperatura de funcionamiento también son considerados en la selección del sistema protector.

Adicionalmente es importante considerar las propiedades mecánicas; es decir, que sean resistentes para contrarrestar los daños mecánicos que se puedan ocasionar durante el almacenamiento y manipulación en las tuberías o estructuras. Los recubrimientos seleccionados, deben ser no tóxicos, no degradables. Es importante que las inspecciones sean realizadas por personal capacitado para certificar la calidad del recubrimiento.

Principales criterios y consideraciones para la selección de la PC

En esta sección de la NACE SP0169 se proporcionan detalles sobre los criterios y consideraciones para seleccionar el sistema de protección catódica. Los parámetros y criterios se especifican durante el diseño para garantizar que la PC se seleccione de manera efectiva, reduciendo y controlando la velocidad de corrosión de los sistemas de tuberías metálicas a niveles aceptables.

Es primordial considerar la naturaleza diversa de los entornos, donde la efectividad de los sistemas varía en función de las condiciones ambientales y operacionales específicas. Un único criterio no puede ser aplicable en todas las circunstancias, lo que requiere un enfoque adaptativo a casa caso específico.

El tipo de material, las especificaciones del recubrimiento protector y otras condiciones especiales son variables básicas a tomar en cuenta al momento del diseño de la PC; también los criterios documentados a través de pruebas empíricas son una variable valiosa a incluir en el diseño. La diversidad en las condiciones exige una aplicación cuidadosa y adaptativa de los criterios básicos, con un énfasis particular en la documentación, la medición y la evaluación constantes que garanticen una protección adecuada.

Diseño adecuado e instalación de los sistemas de protección catódica

Estas unidades hacen referencia en identificar condiciones peligrosas, especificar materiales, prácticas de instalación seguras y cumplir con los estándares aplicables. La elección estratégica de ubicaciones es fundamental para reducir corrientes o gradientes de potencial adversos y asegurar operaciones eficientes. El mayor objetivo del diseño de la PC, es proporcionar suficiente corriente a la estructura protegida, minimizar corrientes parásitas, y asegurar una vida útil prolongada del sistema.

Para instalar estos sistemas, el cumplimiento de la metodología de instalación es esencial, se requiere cumplir con las especificaciones de planos de construcción, y la supervisión de personal calificado es obligatoria. Todos los materiales y trabajos de construcción se inspeccionan para certificar la integridad. Los ánodos galvánicos y los sistemas de corriente impresa tienen requisitos específicos de inspección, manipulación, y almacenamiento.

Los ánodos y cables precisan estar libres de defectos, con las medidas específicas para asegurar su óptima condición. Las conexiones entre los cables y las estructuras protegidas requieren ser mecánicamente seguras y eléctricamente conductoras. La integridad del aislamiento eléctrico es elemental; todas las conexiones enterradas o sumergidas requieren sellarse para evitar el ingreso de humedad y mantener el aislamiento eléctrico del ambiente.

Detección y control de corrientes parásitas

Aquí se detallan las prácticas para la detección y control de este tipo de corrientes, que son denominadas estáticas o dinámicas; y se caracterizadas por sus caminos electrolíticos y magnitudes. Originadas de una fuente ajena a la estructura afectada. Factores como la resistividad del electrolito, la calidad del recubrimiento externo y la presencia de juntas mecánicas con alta resistencia eléctrica influencian las corrientes parásitas.

Durante los estudios de control de la corrosión externa, se requieren verificar los cambios o fluctuaciones del potencial y la corriente de línea, así como las fallas en los recubrimientos externos y las picaduras localizadas. Para las nuevas construcciones, es recomendable identificar y planificar la mitigación de estas corrientes desde el diseño, tras completar la construcción, implementar planes de supervisión, prueba y mitigación para controlar sus efectos.

Operación, mantenimiento e inspección de los sistemas de PC

Realizar inspecciones y mediciones eléctricas para determinar que la PC esté operando correctamente es necesario, debido a que las condiciones que afectan estos sistemas están sujetas a cambios en el tiempo, por consiguiente, es posible que se requieran mejoras en los sistemas para mantener la protección.

La eficacia del sistema de Protección catódica debería ser monitoreada anualmente, aunque los intervalos pueden variar según diversos factores.  Cuando las inspecciones y pruebas periódicas indican que la PC ya no es adecuada es necesario tomar acciones correctivas inmediatas; esto incluye reparación, reemplazo o ajuste de los componentes, o una instalación anexa donde se necesita protección adicional.

¿Por qué son importantes los registros de control de corrosión externa?

Es necesario mantener registros de todas las etapas del control de la corrosión. Estos archivos no solo sirven como un historial, sino que facilitan la evaluación continua y efectiva de las medidas implementadas. Cada aspecto, desde la detección y documentación de indicativos de corrosión y la condición del recubrimiento externo, las especificaciones técnicas detalladas de sistemas de PC y las medidas de mitigación de interferencias, requieren registrarse de manera clara y concisa.

En lo que respecta al diseño e instalación; es importante documentar los aspectos críticos como tipos de recubrimiento, distribución de dispositivos de aislamiento, resultados de pruebas de corriente y detalles de controles adicionales. Los registros relacionados de la instalación de la PC y las medidas de mitigación de interferencia son igualmente relevantes.

En referencia al mantenimiento, se deben documentar las reparaciones, reemplazos y evaluaciones continuas de los sistemas; para asegurar y facilitar la identificación y corrección temprana de problemas. Los registros se mantienen durante un período adecuado según la necesidad de cada empresa, garantizando que la información esté disponible para evaluaciones, inspecciones y mejoras continuas en la gestión de controlar la corrosión externa.

Conclusión

La norma NACE SP0169 es una herramienta importante en la mitigación de la corrosión externa, proporcionando directrices y estrategias para el diseño, instalación y mantenimiento de sistemas de tuberías metálicas subterráneas o sumergidas. A través de especificaciones detalladas y una documentación rigurosa, la norma asegura una implementación eficaz de la protección catódica, garantizando la integridad, seguridad y eficiencia operativa de estas infraestructuras críticas.

Referencias

1. NACE SP0169 ““Control de la corrosión externa en sistemas de tuberías metálicas subterráneas o sumergidas”. Año 2013