Muchas industrias utilizan tubos fabricados con carbono y aleaciones de carbono. Se utilizan para transportar fluidos y gases. Los tubos de acero al carbono tienen una gran resistencia, lo que los hace adecuados para su uso en la construcción, sistemas de agua e incluso centrales eléctricas. Estos tubos son duraderos, baratos y resistentes a los daños. Sin embargo, tienen un defecto importante conocido como corrosión. Cuando una tubería de acero al carbono no se trata con cuidado, puede provocar fugas, averías y arreglos costosos. En este artículo descubriremos por qué las tuberías de acero al carbono son propensas a la corrosión, qué medidas de precaución podemos tomar, cómo prevenirla y cuál es la mejor solución disponible.
Composición de los tubos de acero al carbono
tubos de acero al carbono están hechos principalmente de hierro, que contiene pequeñas cantidades de carbono (0,04-2,1% en peso). Esto hace que el acero al carbono sea fuerte y resistente. Las tuberías también pueden incluir manganeso (0,30-1,60%), silicio, fósforo, cromo 2,6%, o una pequeña cantidad de azufre, pero se mantienen en niveles muy bajos para evitar daños en la calidad de la tubería. Los distintos tipos de acero, como el acero con bajo, medio y alto contenido en carbono, modifican la resistencia y flexibilidad de la tubería. El acero con bajo contenido en carbono es blando y se dobla con facilidad, mientras que el acero con alto contenido en carbono es duro pero menos dúctil.
Corrosión de los tubos de acero al carbono
La exposición de las tuberías de acero al carbono a productos químicos, humedad y altas temperaturas puede provocar graves daños. Es normal que el hierro del acero interactúe con el oxígeno presente en el aire y el agua y produzca óxido (óxido de hierro). Esto afecta a la marca de las tuberías de acero al carbono. La corrosión puede ser evidente (como el óxido en la parte superior de una tubería) y también imperceptible (en el interior de la tubería). Con el tiempo, la pared corroída puede desprenderse de la tubería y provocar fugas, pérdidas de presión o averías completas.
| Tipos de corrosión | Impacto en las tuberías |
| Corrosión uniforme | Corroe toda la superficie de los tubos de acero y provoca un deterioro general del hierro en presencia de humedad y otros productos químicos. |
| Corrosión galvánica | En presencia de agua, el acero al carbono se comporta como un ánodo y puede corroerse muy rápidamente en cuanto entra en contacto con otros metales como el cobre o el acero inoxidable. |
| Corrosión por picaduras / grietas | La picadura es una forma de corrosión que crea agujeros profundos. La erosión por agrietamiento se produce a intervalos cercanos y tiene poco oxígeno. Pueden sublimarse y son muy tóxicas. |
| Corrosión microbiana | Algunas bacterias producen sustancias corrosivas en el interior de las tuberías. Esto se denomina guerra microbiológicamente afectada (Mic) y suele afectar a los sistemas industriales. Las bacterias reductoras de sulfato son agentes de corrosión en este caso. |
Es imprescindible que la gente sea consciente de que la Corrosión no se produce de golpe, sino que lleva su tiempo, pero de forma continua. La Corrosión se produce en casos como el de las tuberías que están expuestas a la humedad, a un producto químico o incluso a altas temperaturas. En la mayoría de los casos, esta Corrosión se establece por encima de 0 °C y aumenta con el aumento de la temperatura. El óxido no puede durar mucho tiempo en sistemas cerrados, como los sistemas de tuberías de agua, petróleo o gas, etc. Cuando este daño interno estalla, todo se arruina. Esto se debe a que la tubería no se observa con regularidad.
Causas comunes de la corrosión y sus efectos
Existen muchas razones que influyen en la calidad de los tubos de acero al carbono y de aleación de carbono, algunas de ellas son las siguientes:
| Causas | Cómo afecta a la tubería |
| Exposición a la humedad o al oxígeno | La corrosión del acero se produce cuando está en contacto con el agua y el oxígeno. De hecho, en condiciones húmedas o mojadas, aparece muy rápidamente, sobre todo cerca del mar. |
| Sal (iones cloruro) | La sal, como los cloruros, puede romper la capa protectora del acero por el agua de mar. Se acelera la corrosión y conduce a golpes peligrosos. |
| Dióxido de carbono / acidez | El dióxido de carbono en el agua aireada se convierte ligeramente en ácido carbónico. Suprime el pH y acelera el proceso de Corrosión, y eso que no hay oxígeno. Del mismo modo, el ácido sulfúrico acelera la corrosión. |
| Alta temperatura | Las tuberías calientes o las grandes temperaturas activan las reacciones químicas en movimiento, y el estrés produce grietas o puntos débiles donde comienza el óxido. |
| Soldadura incorrecta | Las juntas de los tubos de acero deben estar soldadas. La plata y la construcción del sello de las articulaciones son pasos clave para asegurar que la tubería de acero no es fácilmente susceptible a la corrosión. |
Estrategias preventivas de la corrosión en tuberías de acero al carbono
Para proteger la superficie de los tubos de acero para evitar la corrosión, existen algunos métodos, como:
- Revestimiento protector
Los fabricantes utilizan pintura, capas de epoxi o galvanización con zinc. Éstas crean una barrera entre el acero y los elementos corrosivos.
- Protección catódica
En este método, la tubería de acero suele estar unida a un metal de sacrificio, como zinc o magnesio, como inhibidor de la corrosión. Esta técnica protege bien las tuberías enterradas o sumergidas.
- Erosión
Añade productos químicos en el interior del fluido de la tubería para crear una película protectora. Reduce la guerra interior, especialmente en tuberías de aceite o agua.
- Diseño y selección de materiales
Elija acero al carbono de calidad respetuosa con el medio ambiente. Cuando sea necesario, utilice tuberías revestidas de polietileno o tuberías de alta calidad API. Diseñe el trazado de las tuberías para evitar zonas estables y reducir los puntos de tensión.
- Metal aislado
En este procedimiento, el fabricante utiliza revestimientos, almohadillas de desgaste o zapatas de tubería para separar el acero al carbono de otros metales y evitar la corrosión galvánica.
- Ayuda a prevenir las vibraciones y la fricción
Los pernos en U, los abrazaderas, las zapatas para tuberías y los colgadores reducen el desgaste mecánico y el agrietamiento. Esto minimiza el riesgo en los puntos de contacto.
- Control medioambiental
Mantenga la zona seca, asegúrese de que los orificios de drenaje están despejados, utilice sellador y evite el contacto con un entorno ácido o de agua salada.
Soluciones existentes para la gestión de la corrosión
La corrosión de las tuberías de acero al carbono es un problema grave, pero hoy en día existen muchas soluciones innovadoras para tratar y reducir sus efectos.
1. Inspección y control periódicos
Una de las medidas más eficaces para controlar la Corrosión es asegurarse de que es rápida. Gracias a las inspecciones frecuentes, existe la oportunidad de identificar formas menores de Corrosión o daños antes de que se conviertan en problemas más importantes. Las pruebas de ultrasonidos, la radiografía (rayos X) y los controles visuales son las herramientas que utilizan los profesionales para controlar el grosor y la posición de la superficie. Algunas empresas también utilizan sensores inteligentes o controles de seguimiento de la Corrosión en el interior de la tubería para obtener datos en tiempo real.
2. Envoltura y manguito para tubos
Empaquetar las tuberías con cinta protectora, fibra de vidrio o fundas a base de resina ayuda a crear una barrera sustancial contra la humedad, la sal y el aire. Este método suele utilizarse en los países altos y las tuberías exteriores, sobre todo en zonas con mucha humedad o cerca del mar.
3. Sistema de protección catódica
Se trata de un método muy eficaz para tuberías subterráneas o submarinas. Funciona utilizando un número de sacrificio (por ejemplo, zinc o magnesio) o enviando una pequeña corriente eléctrica a través de la tubería. Protege el acero al carbono impidiendo que se pierdan electrones (una parte importante del proceso de corrosión).
4. Soporte y zapatas para tuberías
El desgaste mecánico y las vibraciones pueden causar daños donde la tubería toca las superficies metálicas. Un soporte excepcional, como zapatas para tuberías, aislantes y abrazaderas, reduce el movimiento, evita el roce e impide que la humedad se atasque. Esto es especialmente útil en grandes sistemas industriales.
5. Producto químico inhibidor de la corrosión
En las tuberías que transportan agua, petróleo o gas, la adición de productos químicos inhibidores puede ayudar a ralentizar la corrosión interna. Estos productos químicos recubren el interior de la tubería e impiden las reacciones entre el acero y el líquido.
6. Reparación y sustitución
En caso de que una tubería ya esté dañada, se puede limpiar, o en su lugar limpiarla de su óxido y repararla sustituyendo la parte dañada. Sin embargo, cuando el óxido es profundo o extenso, una alternativa más segura y fiable es cambiar esa parte de la tubería la mayoría de las veces.
Planes de acción defensivos de los fabricantes de tubos de acero al carbono
Existen estrategias específicas que un fabricante puede utilizar para evitar que la tubería de acero al carbono se corroa. Aquí en la tabla, los detalles de los beneficios asociados con estos métodos son:
| Estrategia | Beneficio |
| Acero de baja pureza | Las materias primas (de baja importación) y los materiales de carbono controlado utilizados deben ser aceros de baja pureza para reducir la corrosión temprana. |
| Cumplir las normas internacionales | Tome las normas, por ejemplo, ASTM A106/A53, ISO 3183, API o ASME, para asegurarse de que la Corrosión cumple la norma. |
| Recubrimientos en la fábrica | Recubra los tubos con galvanización epoxi o polietileno antes del envío para evitar su deterioro. |
|
Opciones personalizadas de revestimiento |
Recomienda tuberías de PE, revestimiento adaptado, sistema catódico o revestimientos específicos según el caso de uso del cliente |
| Oferta Instrucciones de mantenimiento | Ofrezca instrucciones sencillas sobre las zapatas para tubos, el mantenimiento, la inspección, el uso de obstáculos y el equipo de asistencia. |
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los tipos de corrosión más comunes en los tubos de acero al carbono?
- Corrosión uniforme: Es uniforme en toda la superficie.
- Óxido con picaduras: Se forman agujeros profundos y pequeños.
- Corrosión por grietas: Se produce en las juntas y lugares cerrados.
- Corrosión galvánica: Se produce cuando el acero al carbono entra en contacto con otro metal.
- Grietas por corrosión bajo tensión (SCC): Las grietas por corrosión bajo tensión, que no siempre son visibles.
¿Cuál es el mejor revestimiento para tubos de acero al carbono?
El epoxi funciona muy bien por dentro y por fuera. El galvanizado proporciona una capa antihumedad y antifricción sobre el acero. Las tuberías revestidas con polietileno se comportan bien en condiciones químicas complejas o en condiciones de enterramiento en numerosas situaciones.
¿Cuáles serían los síntomas de la corrosión en mis tubos de acero al carbono?
Compruebe si hay manchas de óxido, fugas, baja presión, agua descolorida u olores no característicos. En caso de Corrosión invisible o interna, deberá utilizar un equipo de ultrasonidos, un equipo de pigmentos o un método de ensayo no destructivo.
¿Se puede reparar o se deben sustituir los tubos de acero al carbono con corrosión?
Según Corrosión suave, puede limpiarse, pintarse y empapelarse. Sin embargo, si la pared es demasiado fina o el agujero no tiene fondo, es seguro sustituirlo, y en muchos casos resulta más barato.
¿Qué parámetros deben cumplir los tubos de acero al carbono para garantizar la resistencia a la oxidación?
- ASTM A106 / A53 para tuberías normales
- ASME B36.10m para dimensiones de tuberías
- ISO 3183 para oleoductos y gasoductos
- API 570 para inspección en servicio
- NACE SP0169 para orientación sobre protección catódica.