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¿Cómo evitar la corrosión de tuberías en aplicaciones industriales? El material es clave

By: Jorge Solorio on August 18th, 2022

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¿Cómo evitar la corrosión de tuberías en aplicaciones industriales? El material es clave

SISTEMAS DE TUBERÍAS

Si la planta utiliza acero inoxidable, acero al carbono u otra aleación para transportar fluidos, la corrosión puede ser un verdadero problema, ya que afecta las velocidades de flujo y la eficiencia, debilita las tuberías y puede provocar tiempos de inactividad inesperados y costosos.

 

Por el contrario, las tuberías y conexiones fabricadas con cloruro de polivinilo clorado (CPVC) son lo suficientemente fuertes como para resistir la alta temperatura y presión de los procesos industriales, además de ser inherentemente inertes para la mayoría de los ácidos, bases, sales e hidrocarburos alifáticos. Esto significa que los iones agresivos que atacan a las moléculas de metal fluyen justo después del CPVC, dejando a las moléculas y a la tubería intactas.

 

Echemos un vistazo a cómo se corroe la tubería de metal y por qué el CPVC es una solución efectiva para eliminar esta amenaza en los sistemas de tuberías industriales…

 

¿Qué causa la corrosión en las tuberías metálicas?

Primero es importante definir qué es la corrosión: es la alteración de un material por reacción química; es el deterioro natural y el posterior desgaste del material de la tubería debido a las reacciones electroquímicas generadas por su entorno, tanto en interior como en exterior.

 

La principal razón por la que se corroen las tuberías metálicas es el tipo de fluido que transportan. Los sistemas metálicos soportan aplicaciones de procesamiento de agua de pH fino a neutro (a pesar del agua salada y salobre). Sin embargo, tan pronto como los niveles de pH de un fluido se extienden fuera de los niveles neutros (+/-7) o se introduce sal (por ejemplo, agua salobre o de mar), los metales comienzan a corroerse y pueden degradarse relativamente rápido.

 

El motivo es que los iones que se encuentran dentro de los fluidos ácidos (pH <7) y alcalinos (pH> 7), así como las soluciones salinas, atacan al metal a nivel molecular, consumiendo el material. Y este ataque se acelera cuando hay oxígeno disuelto.

 

Una vez que comienza el ataque de corrosión (por ejemplo, el color verde del cobre que reacciona con los cloruros en el agua para formar cloruro de cobre), un círculo vicioso conduce a la acumulación de incrustaciones.​

 

Tipos de corrosión: cómo se “materializa” en los tubos

La corrosión se manifiesta de estas maneras principales:

  1. Corrosión por picadura.
  2. Corrosión en grietas.
  3. Corrosión interna (aplicable en picaduras y grietas).
  4. Corrosión externa (aplicable en picaduras y grietas).
  5. Corrosión galvánica (aplicable en picaduras y grietas).

 

Corrosión por picadura

Este tipo de corrosión hace que se formen pequeños hoyos a lo largo de la longitud de la tubería de metal, de ahí su nombre. Dicha corrosión disminuye el espesor de la pared de la tubería, lo que reduce su resistencia y capacidad de soporte de presión.

 

Corrosión en grietas

Una causa de preocupación más importante, sin embargo, es la corrosión en grietas. Aquí es donde los iones fluidos se concentran en grietas alrededor de soldaduras, bridas y otros tipos de conexiones de tubería. La acumulación de iones puede degradar el material más rápidamente, por ello, cuando se producen fugas en el sistema de tuberías, éstas tienden a ocurrir primero en los cordones.

 

La corrosión en grietas es la razón por la cual existen varios estándares para soldar metales como el acero inoxidable, así como muchas técnicas de soldadura y grados de acabado de soldadura.

 

Corrosión interna (aplicable en picaduras y grietas)

Las principales causas son la concentración de oxígeno; la dureza en el caso de aguas; la presencia de microorganismos; la velocidad del fluido; la arquitectura de la estructura de tuberia y también la elección de las dosis equivocadas cuando se utilizan inhibidores de corrosión​.

 

Corrosión externa (aplicable en picaduras y grietas)

La corrosión externa es un gran problema para las plantas en las regiones costeras, ya que el contenido de sal en el vapor de agua puede erosionar el exterior de una tubería de metal. En algunas zonas de México, las plantas recurren a pintar las tuberías externas anualmente para proteger su superficie.

 

Corrosión galvánica (aplicable en picaduras y grietas)

Es común en conductos o tuberías metálicas. Se produce cuando, en presencia de la humedad, se unen tuberías de diferentes metales y potencial eléctrico.

 

Consecuencias de la corrosión – una preocupación para diseñadores, constructores y usuarios

Los efectos y la gravedad de la corrosión dentro de un sistema de tuberías variarán dependiendo de la aplicación, pero en general la corrosión puede ocasionar los siguientes problemas:

  1. La clasificación de presión disminuye debido a la disminución del espesor las paredes de la tubería.
  2. La velocidad de flujo puede ralentizarse, exigiendo más potencia de las bombas.
  3. La pureza del fluido puede contaminarse a medida que las piezas corroídas flotan. Este es un problema importante para aplicaciones con altos estándares de pureza (por ejemplo, plantas de semiconductores).
  4. Los costos de instalación aumentarán, ya que se requieren trabajadores altamente calificados para soldar el sistema. Este nivel de mano de obra tiene un costo importante, mismo que está aumentando a medida que los soldadores más experimentados se acercan a la jubilación.

 

Otras consideraciones importantes sobre esta problemática

Existen algunos metales que desarrollan naturalmente una capa oxidativa sobre su superficie, o se pueden aplicar aditivos manualmente para crear esta capa. Esta oxidación ayuda a fortalecer la tubería creando una armadura a su alrededor que es impermeable al ataque. Esta armadura puede ayudar a proteger una tubería contra los niveles de pH levemente fuera de lo neutral, extendiendo su rango de operación. Sin embargo, ni siquiera las capas de oxidación pueden resistir ácidos y bases más agresivas.

 

¿Cómo eliminar la corrosión en tuberías de metal?

La forma más fácil y efectiva para que la mayoría de las tuberías eliminen la corrosión es reemplazar los sistemas de metal con un material que no se corroa. Se recomiendan particularmente las tuberías, conexiones y válvulas de CPVC.

 

Además de la resistencia a la corrosión, por ejemplo, el material de Corzan® CPVC está diseñado para satisfacer las demandas de muchos procesos industriales de alta temperatura y larga duración, brindando fiabilidad durante la vida útil del sistema.

 

La tubería de CPVC puede ser impermeable a la formación de sarro, mientras que las tuberías de metal no lo son, pero ¿cómo se comparan en otras categorías clave como la resistencia a la temperatua o el valor del ciclo de vida? Te invitamos a descargar nuestro documento comparativo del CPVC vs las tuberías metálicas en aplicaciones industriales.

METAL V. SISTEMA  DE TUBERÍAS CPVC