Introducción
Los revestimientos desempeñan un papel fundamental en la protección de los sistemas de tuberías. Las tuberías transportan los combustibles, el agua, los productos químicos y los fluidos industriales que mantienen en funcionamiento ciudades e industrias. Debido a su estructura subterránea, están constantemente expuestas a entornos agresivos, que provocan corrosión, abrasión, óxido y otros fenómenos. Esto puede debilitar la estructura, y su reparación puede resultar costosa.
Desarrollar y construir un sistema de tuberías requiere varios años de planificación, inspecciones y estudios, con la consideración de diversos factores. Así, los revestimientos de tuberías sirven como capa protectora de las superficies externas e internas de las tuberías. Garantizan la integridad y una vida útil más larga, protegiendo contra la tierra, el agua, el barro y otros elementos.
Este artículo trata sobre los revestimientos de tuberías -externos e internos-, cómo funcionan y cómo protegen de los distintos tipos de corrosión. Además, hablaremos de los principales revestimientos de tuberías y del proceso de fabricación de tuberías revestidas. Así que, lea hasta el final.
Revestimientos exteriores frente a revestimientos interiores
Los revestimientos de tuberías deben realizarse en las superficies internas y externas de las tuberías. Cada uno de ellos tiene un nivel de importancia diferente. La mayoría de los oleoductos y gasoductos se recubren con un revestimiento de barrera en combinación con un sistema de protección catódica (PC). No sólo evitan la corrosión de las tuberías, sino que también mejoran la eficacia del flujo. Las normas reglamentarias exigen esta combinación. Veamos en qué se diferencian y en qué se diferencian los revestimientos externos de los internos:
Revestimientos exteriores:
Estos revestimientos se aplican a la superficie externa de las tuberías y las protegen de amenazas externas como la tierra, el agua de mar y los daños mecánicos. La tierra, al ser corrosiva por naturaleza, puede presentarse en forma de lodo o arena y causar graves daños. Además, las rocas, los minerales, las bacterias y la humedad también contribuyen a los daños. Ahí es donde los revestimientos externos, cuando se aplican con el sistema CP, evitan la corrosión de la tubería y mantienen la integridad estructural. Debe tenerse en cuenta que, incluso si la capa primaria se degrada, la capa CP sigue protegiendo la tubería de acero desnuda.
Revestimientos internos:
Los revestimientos internos se aplican en el interior para proteger la tubería de la corrosión causada por el producto transportado. Esto incluye CO₂, H₂S, agua o sólidos. Por eso, en lugar de revestimientos finos a base de disolventes, se suelen aplicar revestimientos sólidos resistentes a la corrosión. Estos revestimientos forman una película densa y protectora que impide la humectación. Ayudan a bloquear la corrosión y reducen la fricción, permitiendo que el fluido se mueva con más facilidad.
Tipos habituales de corrosión y mecanismos de protección del revestimiento
La razón principal por la que fallan las tuberías es la "corrosión". Empiezan siendo pequeñas y crecen en el aislamiento, las condiciones de humedad, la tierra o los depósitos. Para hacerle frente, hay que conocer los tipos más comunes de corrosión y cómo pueden resolverlos los revestimientos. He aquí algunos de ellos:
1) Corrosión uniforme (general)
Es el tipo más común de corrosión causada por condiciones de alta humedad. También puede producirse cuando los metales se exponen a un exceso de agua, lluvia, oxígeno, álcalis o ácidos. Como resultado, el grosor de las paredes del material se afloja con el tiempo en la superficie expuesta. Esto conduce a una reducción de la capacidad de carga y se extiende al debilitamiento de todo el material.
En este caso, el revestimiento protege contra la corrosión formando una capa. Separa el acero del oxígeno, el agua y los iones. En resumen, menos contacto significa menos corrosión.
2) Corrosión por picaduras
Una forma muy agresiva de corrosión que se forma debido a entornos que contienen cloruros, como la exposición al agua de mar. Rompe la película, creando agujeros profundos, aparentemente pequeños en la superficie, pero que en realidad pueden extenderse a cavidades estrechas, provocando fugas.
Los revestimientos poliméricos densos son excelentes para este tipo de corrosión, ya que se difunden lentamente. Si el revestimiento resiste los daños, también reduce los puntos de iniciación de picaduras. Al mismo tiempo, una cobertura continua y buena de los bordes puede hacerlo bien.
3) Corrosión en grietas (corrosión bajo depósito o en zonas blindadas).
La corrosión por intersticios se produce debido al agotamiento del oxígeno en zonas confinadas y estancadas. Entre ellas se incluyen las regiones bajo depósito, los pernos, las juntas solapadas y las juntas. Se propaga rápidamente, debilitando las juntas y los elementos de fijación. Por eso es difícil de tratar, ya que crea condiciones agresivas una vez iniciada.
El revestimiento ayuda a sellar espacios estrechos, rellenar rugosidades superficiales y cerrar vías. Los revestimientos de baja permeabilidad reducen el movimiento de la humedad atrapada. Al mismo tiempo, un revestimiento adecuado de las juntas y los sistemas aplicados sobre el terreno son fundamentales para las zonas soldadas en las que se produce corrosión por hendiduras.
4) Corrosión galvánica (corrosión de metales distintos)
La causa principal de la corrosión galvánica es la reacción electroquímica entre dos metales distintos acoplados en un electrolito. En este caso, uno de los metales actúa como cátodo y el otro como ánodo, mientras que el metal menos noble se corroe rápidamente.
El uso de revestimientos de sacrificio puede ayudar a prevenir la corrosión galvánica. Utiliza un metal como el zinc, de modo que el metal base se salva de la corrosión. En pocas palabras, el revestimiento interrumpe la trayectoria eléctrica a través del electrolito. En las líneas enterradas, el revestimiento, cuando se combina con un sistema de protección catódica, puede funcionar bien. Esto se debe a que el sistema CP puede tratar defectos menores.
Principales tipos de revestimientos de tuberías disponibles
Epoxis con unión por fusión (FBE)
Los epoxis de unión por fusión (FBE) son epoxis termoestables y se utilizan como revestimiento exterior de tuberías. Se pulverizan sobre acero caliente. El polvo se funde, fluye y luego se cura, formando una capa protectora dura. Esta capa puede tener un grosor de hasta 14-16 mils. Puede resistir duras condiciones bajo tierra y bajo el agua.
Entre sus principales puntos fuertes se incluyen una fuerte adherencia, resistencia química y resistencia a la temperatura. Todas estas propiedades hacen que destaquen en diversas aplicaciones, como las plantas de procesamiento químico y el transporte de petróleo y gas.
3PE/3PP (Polietileno/Polipropileno de tres capas)
Cuando se trata de resistencia al impacto, destacan los revestimientos 3PE/3PP. Estos revestimientos son de 3 capas, lo que implica:
- 1ª capa (imprimación): Revestimiento FBE. Funciona como una capa resistente a la corrosión y adhesiva
- 2ª capa (centro): capa adhesiva de copolímero. Sirve de capa intermedia, uniendo las capas superior e inferior.
- 3ª capa (superior): capa de polietileno o polipropileno. Contribuye a la resistencia al impacto.
Combinan las ventajas del FBE y del polietileno/polipropileno. Como resultado, el revestimiento es muy resistente a los impactos y posee una resistencia superior a la temperatura. Los revestimientos 3PE/3PP son los mejores para tuberías enterradas de gran longitud en suelos agresivos o en aplicaciones de alta resistencia.
2PE/2PP (Dos capas)
Es igual que el sistema de 3 capas, salvo que se elimina una capa. En general, es un adhesivo más una capa de polietileno o polipropileno. La capa superior ofrece una gran resistencia al impacto, y la base evita la corrosión. Por lo tanto, la combinación funciona bien en aplicaciones de tuberías enterradas.
Sin embargo, la capa 2PE/2PP es una opción rentable.
Esmalte de alquitrán de hulla (CTE)
Utilizado desde hace décadas, el esmalte de alquitrán de hulla (CTE) presenta una larga historia en aplicaciones de tuberías enterradas. Estos revestimientos forman un recubrimiento termoestable que se cura con resina y un endurecedor. Después de aplicarse en varias capas a las tuberías de acero calientes, se curan para formar un revestimiento duro y protector que resiste los elementos exteriores.
Los revestimientos de esmalte de alquitrán de hulla (CTE) suelen ser rentables. El curado del CTE lleva un poco más de tiempo (5-7 días) porque el revestimiento puede tener un grosor de hasta 15-35 mils. Aunque a veces se realiza un curado forzado, que tarda 8 horas a altas temperaturas. Estos revestimientos son químicamente resistentes y pueden tener una vida útil más larga, por lo que se utilizan sobre todo para reparaciones.
Poliuretano (PU)
Los revestimientos de poliuretano (PU) son comunes y pueden utilizarse en tuberías sobre el suelo y como revestimientos internos. Como estos revestimientos son fuertes, flexibles, resistentes a los rayos UV y a la abrasión y los impactos, encuentran aplicación en diversos sectores, como la construcción y la automoción. Los revestimientos de PU se curan rápidamente, lo que permite aumentar el ritmo de producción.
Sus inconvenientes son la sensibilidad a la temperatura en algunas variaciones y las condiciones de humedad. Estos factores afectan a la calidad del revestimiento.
Galvanización en caliente
Aunque el tubo sea duradero y resistente a la corrosión, la galvanización desempeña un papel fundamental. La galvanización en caliente consiste en sumergir la tubería en zinc fundido, que proporciona una capa protectora. Este método ofrece una mejor protección contra la corrosión.
El galvanizado en caliente tiene varias ventajas. Es rentable, fácil y requiere un tratamiento previo mínimo. Se aplica sobre todo a tuberías elevadas y no funciona bien en tuberías enterradas. Eso se debe a que la agresividad del suelo puede consumir el zinc.
Proceso de fabricación de tubos revestidos
La fabricación de tuberías revestidas es un proceso largo que implica varios pasos. Si se hace correctamente, el revestimiento puede durar más tiempo, proporcionando una mejor protección contra la corrosión. Sin embargo, unas condiciones incorrectas pueden no ajustarse a los objetivos de larga duración de las tuberías.
Pretratamiento superficial de tubos de acero: En primer lugar, se limpia y perfila la superficie del tubo de acero. Este paso inicial implica el chorreado abrasivo, que ayuda a garantizar una buena adherencia de las capas superiores.
Aplicación del revestimiento: Existen varios métodos para aplicar revestimientos a los tubos de acero. Las distintas técnicas de aplicación incluyen la pulverización, la inmersión, la electrostática y el laminado. El tipo de revestimiento, los tipos de corrosión y el estado deciden qué técnica debe aplicarse para una integridad a largo plazo y una funcionalidad adecuada. Tras el revestimiento, los tubos se curan.
Inspección de calidad: Por último, pero no por ello menos importante, se realizan comprobaciones de inspección y control de calidad. Este paso implica el uso de herramientas y técnicas de detección de defectos para identificar los defectos y evaluar la cobertura uniforme del revestimiento.
Conclusión
Ahora que ya ha leído el artículo, sabrá que estos revestimientos desempeñan un papel fundamental en la protección de las tuberías de acero contra la corrosión y en la prolongación de su vida útil. Estos revestimientos deben aplicarse a las superficies externas e internas de la tubería. Esto se debe a que el entorno externo, la arena, las rocas, los minerales y el agua afectan a la superficie exterior de la tubería, pero los productos internos que se transportan también corroen la tubería. Estos daños internos y externos debilitan la integridad estructural y provocan graves daños, que se traducen en costosas reparaciones. Por tanto, elija el revestimiento de tuberías adecuado en función del tipo de corrosión.
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