Proteccion catodica, con base quimica, electroquimica y electromagnetica

PROTECCIÓN CATÓDICA, CON BASE QUÍMICA, ELECTROQUÍMICA Y ELECTROMAGNÉTICA, PARA MASAS (TANQUES) Y TUBERÍAS (DUCTOS).

Antecedentes.

En la actualidad, los sistemas anticorrosivos para masas, han tenido una relevante importancia para mantener en confiables valores de seguridad la infraestructura petrolera, sobre todo en el almacenamiento de productos peligrosos y altamente volátiles, como los sistemas de bombeo y de transporte de combustibles o derivados del petróleo.

Cada vez, los mantenimientos preventivos y correctivos se han incrementado, inclusive se han presentado fallas inexplicables, en ocasiones con explosiones y consecuencias lamentables, atribuyendo estos eventos a efectos inducidos por descargas atmosféricas y/o electrostáticas.

Objetivo.

American Working Directory de México S.A. de C.V., ha concluido, a través de desarrollos de investigación, que los fenómenos que actualmente se presentan, se resuelven a través de una solución preventiva, por medio de una ingeniería de base electroquímica, despreciando los efectos de tipo electromagnético.

El objetivo principal de este trabajo técnico, es el de analizar cualquier masa metálica que independientemente que tenga o no su sistema anticorrosivo, debe mantenerse en condiciones de equipotenciabilidad referida a nuestro planeta tierra, así como trabajar como una verdadera pantalla de interferencias y una compatibilidad electromagnética entre el fluido o material a manejar, entre su medio de almacenamiento o transporte y el sitio en donde se cimiente o deposite la masa a proteger.

EL PRESENTE TRABAJO SE DESARROLLARÁ DE ACUERDO AL SIGUIENTE TEMARIO:

I. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA.

1. CORROSIÓN

1.1. CLASES DE CORROSIÓN

1.1.1. CORROSIÓN QUÍMICA

1.1.2. CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA

1.1.2a. CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA POR FORMACIÓN DE ELEMENTOS GALVÁNICOS

1.1.2b. CORROSIÓN POR CORRIENTES DE DISPERSIÓN

1.2. PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN

1.2.1. MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONSTRUCTIVAS

1.2.2. PROTECCIÓN SUPERFICIAL

1.2.2a. REVESTIMIENTOS AISLANTES

1.2.2b. REVESTIMIENTOS METÁLICOS

1.2.3. EMPLEO DE CORRIENTE DE PROTECCIÓN

1.2.4. INTRODUCCIÓN A LA PROTECCIÓN CATÓDICA

II. DESARROLLO ELECTROMAGNÉTICO.

2.1 ECUACIONES DE MAXWELL

2.2 CONSIDERACIONES DE LAS MASAS

III. EL PRINCIPIO DE INTERACCIÓN MAGNÉTICA Y ELÉCTRICA

IV. CALCULO DE LA CORRIENTE CATODICA PARA PROTECCIÓN A TRAVÉS DEL SISTEMA FARAGAUSS.

4.1 ANTECEDENTES

4.2 OBJETIVO.

4.3 DESARROLLO.

V. PROBLEMAS DE AISLAMIENTO DE CORRIENTE EN CONTROL DE BOMBEO, CONTROL DE VALVULAS, INSTRUMENTACION Y TRANSFORECTIFICADORES QUE CONFORMAN UN SISTEMA DE TRANSPORTE DE FLUIDOS

5.1 ANTECEDENTES.

5.2 OBJETIVO

5.3 DESARROLLO

5.4 CONCLUSION DE FUNCIONAMIENTO

Desarrollo del tema.

I. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA.

Es importante para soportar el desarrollo de nuestro tema, recordar brevemente y en forma general ya que no es nuestro objetivo profundizar los tan ya estudiados y practicados sistemas de protección catódica.

Así mismo deseamos que este material técnico logre despertar el interés necesario para ir mas allá de ciertos paradigmas, que a través del tiempo han caído lamentablemente, en repetitivas practicas, sin lograr un incremento de los factores de seguridad y la continuidad de los servicios.

Por otro lado, nuestra meta final es el de lograr desplazar los dos principales obstáculos que dentro de la ciencia, se presentan constantemente, los cuales son identificados como la “Inercia Mental” y los “Intereses creados”.

Estos dos conceptos han frenado el cambio, la innovación y el progreso, la “Inercia mental” porque se rinde ante el esfuerzo y el trabajo, dominando la comodidad momentánea y la ley del menor esfuerzo, y el “Interés creado” porque siempre se anteponen las ventajas personales a la trascendencia del bienestar para la mayoría o bien común.

El luchar contra estos dos obstáculos es como realizarlo incansablemente contra dos Gigantes, pues si lo refiriéramos con la mitología hidra, le renacen siempre nuevas cabezas (o aliados).

Electroquímica, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes.

1. CORROSIÓN

Se entiende por corrosión la destrucción o deterioro de los materiales por procesos químicos o electroquímicos. En el caso del hierro y del acero, se habla indistintamente de corrosión o de oxidación. La corrosión comienza en la superficie de la pieza; con ello, en dicha superficie se forma generalmente una capa de un compuesto químico del metal con el elemento atacante, por ejemplo el oxígeno. Si dicho compuesto no es poroso ni soluble en agua, él mismo actúa como un revestimiento protector, como es el caso del óxido de aluminio sobre el aluminio; con ello termina la corrosión. Si dicha capa es porosa, soluble en agua o incluso hidrófila, como por ejemplo el óxido de hierro, acelera la corrosión.

1.1. CLASES DE CORROSIÓN

Se distinguen la corrosión química, la corrosión electroquímica y la electromagnética (todas interactuando).

Razones termodinámicas motivan que los metales que se han obtenido a partir de sus minerales en la naturaleza tiendan, en su uso normal, a volver al estado combinado. El fenómeno que conduce al deterioro progresivo de las propiedades metálicas queda designado por el término corrosión.

La corrosión es casi siempre de naturaleza electroquímica, esto es, una corriente eléctrica que circula entre determinadas zonas de la superficie del metal, conocidas con el nombre de ánodos y cátodos, a través de una solución llamada electrolito capaz de conducir dicha corriente. Este conjunto constituye micro o macro pilas en las que la zona anódica es la que sufre los efectos de la corrosión.

Cuando los átomos del ánodo se disuelven para formar iones, los electrones que dejan libres hacen al ánodo negativo con respecto a la solución. Sus electrones pasan al cátodo a través de la masa metálica y allí neutralizan a los iones positivos. La corrosión, por tanto, es sostenida por procesos simultáneos anódicos y catódicos.

1.1.1. CORROSIÓN QUÍMICA

En el caso de la corrosión química, se forman compuestos de los metales por la acción de sustancias atacantes.

Esta corrosión de tipo electroquímico, característica de estructuras sumergidas o enterradas, es sumamente peligrosa, no por la pérdida de metal en si, que suele ser pequeña, sino por tratarse de una corrosión localizada que puede ser origen de picaduras profundas.

Para que exista corrosión hemos visto la necesidad de que existan simultáneamente ánodos, cátodos y un electrolito.

Estos ánodos y cátodos son micro o macropilas con una diferencia de potencial entre sus dos semielementos.

Las micropilas pueden tener su origen en el metal o en el electrolito, siendo en cada caso provocadas por varios motivos.

El acero caliente se oxida, al recocer por ejemplo el acero, tres átomos de hierro se combinan con cuatro átomos de oxígeno formando óxido ferroso-férrico Fe3O4 (cascarilla). Los contactos de plata se ennegrecen, si el aire está contaminado con humos sulfurados: se forma sulfuro de plata (Ag2S). El cobre de un conductor en manguera de goma se puede combinar con el azufre del aislamiento de la goma, si dicho cobre no está protegido por galvanizado. El cobre se puede combinar también con el ácido acético, dando lugar a la formación de cardenillo, venenoso. El cobre se combina con los elementos componentes del aire, formando una pátina insoluble en agua. Sometido a la acción del aire, el aluminio se cubre de una capa de óxido de aluminio (A12O3). El aluminio es atacado también por los álcalis. Incluso los morteros húmedos son perjudiciales para el aluminio, puesto que contienen caliza y la caliza combinada con agua puede formar un álcali. Asimismo el plomo es atacado por los álcalis.

1.1.2. Corrosión electroquímica

La corrosión electroquímica presupone la existencia de un electrolito (líquido conductor de la electricidad). Normalmente, dicho electrolito es agua (agua de lluvia, corriente o de mar, humedad del aire, sudor corporal). También los aceites y las grasas pueden actuar como electrolitos, si se han vuelto rancios bajo la acción del aire y del calor o si por cualquier motivo no están libres de ácidos y álcalis.

Los procesos que se presentan en la corrosión electroquímica son similares a los producidos en el interior de un elemento galvánico. Cuando un metal se disuelve en un electrolito y debido a la cesión de electrones

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