Daños por efectos de corrosión en gasoductos

Daños por efectos de corrosión en gasoductos.

DESARROLLO

Se conoce como gasoducto al conjunto de tuberías que se encarga de transportar el gas a alta presión entre grandes distancias. Por lo general los gasoductos pueden estar enterrados bajo tierra o pueden adaptarse en la superficie. El gasoducto tiene el riesgo de presentar corrosión, debido al deterioro que muestran los metales por acción química, electroquímica y termodinámica; propia de la construcción y del medio que lo rodea. Según (Barquin, 2014)

“Transportar gas natural en tuberías a presión tiene el riesgo de que se puedan producir fallos que conlleven al escape del gas. El riesgo más importante es la aparición de un incendio o una explosión tras la rotura del gaseoducto. A lo largo de la historia han sucedido numerosos accidentes, que van desde pequeñas fugas de gas a grandes desastres con consecuencias catastróficas para la población. Las principales causas de rotura son fuerzas externas, aunque también se pueden dar por corrosión, defectos de los materiales o fallos de diseño.”

La corrosión es el degaste o la alteración de un metal o aleación al reaccionar con algunos factores ambientales, ya sea por ataque químico directo o por reacción electroquímica. Esta se presenta deteriorando el material, ocasionando que este pierda algunas características principales. Cuando esta actúa en los gasoductos, produce un llamado “defecto volumétrico” el cual según (Massa & Giudici, 2010) “Un defecto volumétrico es una pérdida de espesor de la pared del ducto, tanto externa como interna, cuya relación largo/ancho es inferior a 10.”

La parte donde se oxida el metal es el ánodo o parte anódica. En este lado la corriente eléctrica continua se dirige desde la superficie del metal hacia el electrolito mientras los iones metálicos abandonan la superficie. Esta corriente circula en el electrolito hacia el lugar donde el oxígeno, agua u otras sustancias están siendo reducidas. Esta parte es denominada como cátodo o lugar catódico. Según (Ramirez, 2019) “La corrosión externa en un ducto sumergido o enterrado se presenta debido a la interacción de este con el electrolito que lo rodea, principalmente suelo en cuya composición se encuentra primordialmente la arcilla.”

En el ámbito económico, es fenómeno de corrosión puede ocasionar pérdidas directas e indirectas. Los costes directos son los que afectan de manera inmediata cuando se produce el ataque. Estos se pueden clasificar en varios tipos también, de los cuales los más importantes son el coste de las reparaciones o sustituciones de los equipos deteriorados y costes por medidas preventivas.

Los costes indirectos son muy difíciles de cuantificar y se consideran que derivan de los fallos debidos a los ataques de corrosión. Los principales son la detención de la producción, pérdidas de producto, de rendimiento, costes por sobredimensionamiento y las responsabilidades por accidentes derivados de la corrosión.

La corrosión además se puede clasificar en diversos tipos dependiendo de los factores que la producen y la forma en la que ataca al material, esta puede ser uniforme y localizada, a su vez la corrosión localizada se subdivide en muchos otros tipos los cuales se irán abordando mas adelante. En su trabajo de investigación, (Barquin, 2014) describe los diferentes tipos de corrosión de la siguiente manera:

En la corrosión generalizada o uniforme, la perdida del material se presenta en la parte que está expuesta en el ambiente, en esta forma existe una relación directa entre pérdida de material, reducción de espesor. Este tipo de corrosión se vuelve prácticamente inevitable bajo la presencia de agua y oxígeno. Si la capa de óxido es soluble, porosa o se desprende con facilidad, la corrosión uniforme avanza produciendo la pérdida de espesor.

Imagen 1. Corrosión generalizada.

La corrosión localizada se produce en lugares discretos en un material. Es debido al efecto localizado del medio ambiente que causa el ataque acelerado de los materiales. En este tipo de corrosión existen unas altas tasas de penetración del electrolito y por lo tanto del ataque, mientras que el resto del metal no se ve afectado. El ataque también puede ser más difícil de detectar, debido a que gran parte del daño que puede haber está bajo la superficie, con sólo una pequeña abertura visible para el ojo. Por otra parte, estas formas de ataque son económicamente importantes y peligrosas, ya que pueden dar lugar el fallo prematuro de una estructura por la penetración rápida con poca pérdida de peso global. Dentro de este tipo de ataque se pueden distinguir diferentes tipos.

Imagen 2. Corrosión Localizada

Corrosión selectiva. El ataque se localiza en determinadas zonas de la superficie metálica. El caso más característico se da en aleaciones que presentan distintas fases con diferentes contenidos en los metales que la constituyen.

Corrosión por picaduras. Constituye un caso límite en cuanto a la localización del fenómeno de corrosión. El ataque se centra en un área muy reducida en comparación con la superficie total expuesta. En ocasiones, el área expuesta no constituye mucha más del 1% de la superficie libre.

Imagen 3. Corrosión por picaduras

Corrosión en resquicios. Se presenta en uniones, intersticios, zonas de solape, zonas roscadas, y, en general, en aquellas regiones mal aireadas o en las cuales la renovación del medio corrosivo está condicionada por mecanismos de difusión. Este tipo de corrosión se debe a la formación de pilas de aireación diferencial originadas como consecuencia de la presencia de distintas presiones parciales de oxígeno en diferentes zonas de la superficie metálica.

Corrosión intergranular: Este tipo se da cuando el ataque se localiza en los límites de grano del material metálico. Como consecuencia de ello, se pierde la coherencia entre granos y el material reduce significativamente los valores de sus características mecánicas habituales. Es una forma peligrosa de la corrosión debido a que las fuerzas de cohesión entre los granos pueden ser demasiado pequeñas para resistir esfuerzos de tracción, reduciéndose la dureza del material seriamente en una etapa relativamente temprana, y la fractura puede ocurrir sin previo aviso. Los granos podrían caer, dejando hoyos o ranuras.

Imagen 4. Corrosión intergranular

Corrosión bajo tensión. Se caracteriza por la aparición de grietas o fisuras que avanzan en la dirección normal a la de la aplicación de la tensión a velocidades variables llegando en su última fase en valores de hasta 2 mm/hora. El desplazamiento de la grieta puede ser a través del grano (transgranular) o a lo largo del límite de grano (intergranular), esto depende de las características metalúrgicas de la aleación.

Imagen 5. Corrosión bajo tensión

Corrosión fatiga. Cuando la tensión aplicada es cíclica, el proceso se conoce como corrosión fatiga. En estas condiciones no se precisa de un medio agresivo específico y el fenómeno se caracteriza, de la misma manera que en el caso anterior por la aparición de grietas que pueden originar la rotura del material en tiempos cortos, morfológicamente las grietas se diferencian porque no están ramificadas.

...