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CORROSIÓN EN LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO Y EL USO DE TECNOLOGÍAS DE RECUBRIMIENTOS COMO ALTERNATIVA DE PROTECCIÓN Los efectos de la corrosión sobre instalaciones y equipos industriales producen anualmente pérdidas que llegan a cifras muy importantes; en los países industrializados se ha valorado en el 3% del PBI. Este porcentaje puede tomarse sobre la valoración equivalente de la industria petrolera y del gas para llegar a una cuantificación aproximada de sus efectos económicos. La industria del petróleo es compleja, con técnicas de exploración y producción exigentes, lo cual aunada al ambiente facilita que los materiales puedan fallar. Estadísticas indican que de todas las fallas que ocurren en las operaciones de la industria la más importante es la corrosión con el 33% de los casos, siendo la misma uno de los principales problemas que afecta la vida útil de los equipos e instalaciones de la industria petrolera ocasionando el deterioro de los material es metálicos en cada etapa asociada a la industria petrolera como son exploración, perforación, producción y refinación. La industria petrolera utiliza materiales metálicos para lograr extraer, transportar, procesar y almacenar los diferentes productos desde los pozos hasta los terminales de embarque, pasando por etapas de procesamiento y almacenamiento. Por lo general, estas estructuras se ven afectadas por los fenómenos de corrosión externa e interna. El CO2 y el H2S son las especies corrosivas más importantes, las cuales están en equilibrio con las tres fases petróleo, agua y gas por lo que las cantidades de CO2 y H2S en cada fase están relacionadas pero con concentraciones diferentes dadas por las solubilidades correspondientes a cada fase. El oxígeno, que juega un papel importante en la corrosión, no está presente normalmente en las formaciones.

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Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos.

Ingeniería Petrolera

Tecnologías de la Perforación y Terminación No Convencional

Fecha de Edición: Verano 2014

Es en la etapa de perforación que los fluidos introducidos contaminados con oxigeno son inicialmente introducidos. Los lodos de perforación no tratados corroerán no solo las paredes del casing, sino también los equipos de perforación, tuberías y equipos de manejo de lodos. EL agua y el dióxido de carbono ya sea producidos o inyectados por recuperación secundaria pueden causar corrosión severa de la tubería de completación. Las tuberías de completación y las de superficie también pueden sufrir problemas de desgaste/erosión por las altas velocidades de producción o por las arenas de producción. El manejo o de todas estas situaciones de corrosión, con las complicaciones añadidas de las altas temperaturas, presiones y esfuerzos involucrados en las etapas de perforación y de producción, requiere la experiencia de un ingeniero de corrosión, una figura cada vez más importante en la industria.

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Fecha de Edición: Verano 2014

PROTECCIÓN DE TUBERÍAS SUPERFICIALES Las tuberías expuestas al aire libre, son propensas al depósito o acumulación de agua, polvo, herrumbre, escapes de vapor, salitre, etc. La acumulación de estas substancias en tuberías aéreas forma pequeñas pilas galvánicas que eventualmente corroen la superficie del metal. La aplicación de pintura y un programa de limpieza superficial y mantenimiento es suficiente para alargar la vida útil de la tubería. Sin embargo la aplicación del recubrimiento de pintura debe hacerse con especial cuidado, para que cumpla su misión de aislante de agentes externos. A continuación se describe el tratamiento que debe aplicar. − Eliminar la grasa y depósitos de aceite, depositada en la superficie del metal,

mediante el empleo de trapos limpios saturados con un adelgazador o gasolina blanca (libre de plomo). − Para eliminar el barniz de fábrica, escamas de laminación, herrumbre,

salpicaduras de soldadura y humo, tierra, etc. deberá frotarse la tubería con un cepillo de alambre hasta obtener una superficie completamente limpia, de color gris metálico brillante. En caso de existir depósitos fuertes de óxido y escorias de fundición, se removerán, con martillo y cincel y luego se utilizará cepillo de alambre. − Antes de aplicar el fondo o pintura base, la superficie deberá limpiars e cuidadosamente con un paño humedecido en solvente para eliminar partículas de hierro y alambre producidas al utilizar la limpieza con cepillo metálico. − Como primera capa de recubrimiento se debe aplicar dos manos de un

imprimador de agarre. Como película intermedia se utiliza comúnmente rojo óxido de plomo, igualmente a dos capas. Por último como capa de acabado utilice dos manos de un esmalte compatible con el sistema imprimante y película intermedia. − En aquellos puntos donde la pintura tienda a deslizarse dejando puntos

propicios para la corrosión, tales como: soldadura, ángulos, bordes y esquinas se efectuarán retoques de fondo a fin de aumentar el espesor de la película. Es recomendable que, como sistema de recubrimiento, se apliquen las películas de imprimante, capa intermedia y capa de acabado de un mismo fabricante de pintura. Igualmente conveniente es cumplir con las recomendaciones del fabricante del recubrimiento en cuanto a la preparación de la superficie, implementos de pintura, mezcla del producto y técnica de aplicación. El cumplimiento de este proceso y un programa de inspección y mantenimiento de la línea nos garantizará la prolongación de la vida útil de la tubería.

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PROTECCIÓN DE TUBERÍAS ENTERRADAS Las tuberías enterradas, a diferencia de las superficiales, se encuentran completamente sumergidas en un medio electrolítico. Cada suelo tiene características particulares de resistividad-conductividad específicas, y a lo largo de la longitud de la línea esta resistividad varía por efectos de cercanías a cuerpos de agua, instalaciones enterradas, bases de edificaciones, torres de alta tensión, otras tuberías, etc.. Para garantizar la protección contra la corrosión de una tubería enterrada no es suficiente un recubrimiento de pintura. Es necesario la aplicación derevestimientos que aislen la tubería del medio en que se encuentra. Estos revestimientos pueden ser: polietileno o polipropileno, resina époxica, brea époxica, imprimante y cinta plástica adhesiva (teipe) , etc.. El polietileno, polipropileno y resina époxica son de aplicación industrial y las tuberías deben enviarse a plantas de revestimiento especializadas en aplicar este tipo de protección a los tubos. La brea y la combinación de imprimantes y teipes pueden aplicarse en sitio. Ningún revestimiento garantiza una protección del 100%. Impurezas en el material o proceso de aplicación de la capa protectora, golpes o ralladuras al momento del transporte o instalación pueden desmejorar el aislamiento.

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PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN Diseño El diseño de las estructuras puede parecer de poca importancia, pero puede ser implementado para aislar las superficies del medio ambiente.

Los recubrimientos Estos son usados para aislar las regiones anódicas y catódicas e impiden la difusión del oxígeno o del vapor de agua, los cuales son una gran fuente que inicia la corrosión o la oxidación. La oxidación se da en lugares húmedos pero hay métodos para que el metal no se oxide, por ejemplo: la capa de pintura. Elección del material La primera idea es escoger todo un material que no se corroa en el ambiente considerado. Se pueden utilizar aceros inoxidables, aluminios, cerámicas, polímeros (plásticos), FRP, etc. La elección también debe tomar en cuenta las restricciones de la aplicación (masa de la pieza, resistencia a la deformación, al calor, capacidad de conducir la electricidad, etc.). Cabe recordar que no existen materiales absolutamente inoxidables; hasta el aluminio se puede corroer. En la concepción, hay que evitar las zonas de confinamiento, los contactos entre materiales diferentes y las heterogeneidades en general. Hay que prever también la importancia de la corrosión y el tiempo en el que habrá que cambiar la pieza (mantenimiento preventivo). Dominio del ambiente Cuando se trabaja en ambiente cerrado (por ejemplo, un circuito cerrado de agua), se pueden dominar los parámetros que influyen en la corrosión; composición química (particularmente la acidez), temperatura, presión... Se puede agregar productos llamados "inhibidores de corrosión". Un inhibidor de corrosión es una sustancia que, añadida a un determinado medio, reduce de manera significativa la

velocidad de corrosión. Las sustancias utilizadas dependen tanto del metal a proteger como Unidad: 1 Departamento: Materia:

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del medio, y un inhibidor que funciona bien en un determinado sistema puede incluso acelerar la corrosión en otro sistema. Inhibidores de la corrosión Es el traslado de los productos físicos que se agrega a una solución electrolítica hacia la superficie del ánodo o del cátodo lo cual produce polarización. Los inhibidores de corrosión, son productos que actúan ya sea formando películas sobre la superficie metálica, tales como los molibdatos, fosfatos o etanolaminas, o bien entregando sus electrones al medio. Por lo general los inhibidores de este tipo son azoles modificados que actúan sinérgicamente con otros inhibidores tales como nitritos, fosfatos y silicatos.