Revestimiento de tubería
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La protección anticorrosiva es un sector especial: Michael Schad y Luc Perrad respondieron a las preguntas más importantes de la revista líder internacional World Pipelines sobre todo lo relacionado con los recubrimientos de tuberías.

¿Cómo obtener resistencia ante la corrosión con recubrimientos de alta tecnología?

Por definición, alta tecnología hace referencia a algo que está sometido a los últimos y más modernos desarrollos en el mercado. En relación con las grandes tuberías del sector del petróleo y gas, los últimos y más modernos recubrimientos son los siguientes:

• Recubrimientos aplicados en fábrica:
  • Polietileno de 3 capas (3LPE)
  • Polipropileno de 3 capas (3LPP)
  • Epoxy adherido por fusión (FBE)
     
• Recubrimientos aplicados en el terreno:
  • Juntas en el terreno:
    • Bandas termorretráctiles de 3 capas
    • Cintas de caucho butílico y polietileno de 3 capas
    • Recubrimientos líquidos (por ejemplo, epoxis o poliuretanos)
  • Saneamiento:
    • Recubrimientos líquidos (por ejemplo, epoxis o poliuretanos)
    • Cintas de caucho butílico y polietileno de 3 capas

En general, todo recubrimiento debe proporcionar la mejor protección posible frente a la corrosión y garantizar un alto nivel de protección mecánica para evitar que sufra daños. En el caso de los recubrimientos aplicados in situ, es necesario considerar además la facilidad de aplicación, incluso bajo condiciones severas en el lugar (temperaturas ambiente, arena, contaminación superficial, etc.). Los sistemas de recubrimiento deben satisfacer los estándares internacionales más exigentes; la mejor demostración de la capacidad de estos sistemas es que consigan una resistencia a la corrosión en una experiencia de larga duración. Su rendimiento ha sido confirmado en el terreno tras décadas de servicio, con buenos resultados en lo que se refiere a adhesión, resistencia al agua y al oxígeno, aislamiento eléctrico, resistencia al desprendimiento catódico y resistencias mecánicas.

¿Cómo afecta la preparación superficial de la tubería y la aplicación de recubrimientos a la hora de determinar el éxito de estos?

Esta pregunta tiene sentido para los recubrimientos aplicados en el terreno, cuando las condiciones de aplicación no están totalmente bajo control.

La preparación superficial incluye la limpieza (de polvo, grasa, etc.), el perfil superficial (patrón de anclaje) y la humedad (lluvia, niebla o condensación):

• La limpieza y la humedad afectan a la adherencia.
• El perfil superficial afecta al desprendimiento catódico.

Las condiciones de aplicación de los recubrimientos dependen de su tipo:

• Las bandas termorretráctiles necesitan calor suficiente, incluidos el precalentamiento y el postcalentamiento, así prevenir que quede aire atrapado bajo la banda.
• Los recubrimientos líquidos necesitan mezclarse en la proporción correcta, un espesor de aplicación adecuado y un curado suficiente entre las diferentes pasadas.
• Las cintas de caucho butílico y polietileno de 3 capas necesitan tensión suficiente y un solapamiento constante, que generalmente se garantizan con facilidad si se utiliza una encintadora motorizada o manual, por ejemplo, DENSOMAT^®-11.

Los sistemas de recubrimiento deben satisfacer los estándares internacionales más exigentes, de modo que la mayoría de los fallos que se producen en los recubrimientos en el terreno no están provocados por fallos intrínsecos de las propiedades del material, sino por una preparación inadecuada de la superficie y una aplicación inapropiada. Por tanto, tenemos que minimizar el impacto humano en los fallos de los recubrimientos desarrollando productos que sean fáciles de aplicar y tolerantes a fallos. Un sistema de recubrimiento que pueda corregirse o ajustarse durante la aplicación (incluso con una máquina) tiene máximas posibilidades de éxito.

¿Cómo influyen los recubrimientos en la eficiencia del caudal?

Este tema se refiere a las tuberías de transporte de gases, en las cuales tenemos experiencia. Un recubrimiento interno (capa fina de epoxi líquido curado por evaporación o disolventes) reduce la fricción entre la pared interna de la tubería y el gas transportado. Utilizando un revestimiento interno en el tubo, la eficiencia del caudal puede aumentar hasta en un 20 %. El revestimiento interno proporcionará una superficie lisa que reducirá las turbulencias y la fricción en la tubería considerablemente. En consecuencia, las caídas (o pérdidas) de presión a lo largo de la tubería también se reducen, lo que da lugar a la disminución en el número de estaciones de compresión a lo largo de la ruta del conducto. El beneficio económico de reducir las estaciones de compresión compensa con creces los costes del revestimiento interno. El principal cometido del revestimiento interno es facilitar la fluidez del producto (gas), y no tanto proteger las paredes internas de la tubería contra la corrosión. Este no es el caso cuando se transporta crudo, pues pueden producirse ataques bacterianos dentro de la tubería, dando lugar a corrosión. Este fenómeno se denomina MIC (Microbiological Influenced Corrosion, corrosión por influencia microbiológica).

¿Qué avances innovadores se han realizado recientemente en la industria del recubrimiento de tuberías?

Como se ha mencionado anteriormente, la preparación superficial es crítica para garantizar el rendimiento del recubrimiento (principalmente, la adhesión). La protección de la superficie de acero en el terreno frente a la humedad (lluvia o niebla) puede conseguirse fácilmente utilizando cerramientos adecuados. Sin embargo, retirar la humedad que procede de la condensación del agua presente en el aire (temperatura del sustrato por debajo del punto de rocío) es mucho más complicado y puede resultar muy caro. Esto sucede típicamente en las tuberías en servicio cuando la temperatura del producto transportado es baja. Muchos explotadores de tuberías no desean reducir ni detener el flujo del producto transportado durante la aplicación del recubrimiento (pérdida de beneficios). Tampoco es posible pagar los gastos de acondicionar el aire del lugar de trabajo sellando completamente este espacio.

Por tanto, la alternativa más eficiente es considerar un sistema de recubrimiento que pueda aplicarse sobre superficies húmedas al tiempo que garantice el nivel de rendimiento requerido para proteger el sustrato frente a la corrosión. Este tipo de recubrimiento ha sido desarrollado recientemente combinando la aplicación de dos cintas, una de Petrolatum y otra de caucho butílico y polietileno, que se fusionan fuertemente entre sí (y, por tanto, muestran separación cohesiva durante la prueba de pelado). Al contrario que los recubrimientos de epoxi diseñados para superficies húmedas, Este nuevo sistema no necesita limpieza por chorro de arena conforme con SA 2½.

¿Qué normas internacionales y nacionales son importantes?

La respuesta depende principalmente de la localización geográfica de los explotadores de la tubería.

En Europa, África, Oriente Medio y la parte occidental de Asia, se utilizan principalmente las normas internacionales de las organizaciones EN e ISO. Para los recubrimientos, las normas internacionales más relevantes son ISO 21809-3 para recubrimiento de juntas en el terreno, e ISO 21809-1/2 para recubrimiento de fábrica para tuberías. La norma europea EN 12068 sigue gozando de prestigio y resulta muy popular para las juntas en el terreno ejecutadas con cintas o bandas termorretráctiles, pues esta norma considera los aspectos prácticos de las diferentes cargas de tensiones in situ. En general, todas las normas deberían estar relacionadas con cada caso de presiones y cargas, el lugar de ser una selección basada únicamente en los materiales.

• En Norte América, las normas NACE para tuberías de petróleo y gas, y las normas AWWA para tuberías de agua son las más importantes.
• En Rusia y en los países de la antigua Comunidad de Estados Independientes, las normas GOST son predominantes.

Las normas nacionales cada vez se consideran en menor medida.

¿Cómo se resuelven los fallos de los recubrimientos?

Es bien sabido y reconocido que, en la industria del recubrimiento de tuberías, la mayoría de los fallos de este son consecuencia de las malas condiciones de aplicación. Estas condiciones suelen relacionarse con la preparación de la superficie, la meteorología, la condensación, la contaminación salina y una aplicación que no cumple las recomendaciones del fabricante. Otra razón del fallo de los recubrimientos es la consecuencia de una selección incorrecta de estos: parámetros como la temperatura de servicio de la tubería, su diámetro, los materiales de relleno del terreno y los impactos mecánicos son críticos a la hora de seleccionar un sistema de recubrimiento adecuado. La mejor forma de combatir los fallos de los recubrimientos es considerar todos los parámetros indicados anteriormente.

¿Cómo y porqué se realizan saneamientos en los recubrimientos de tuberías?

El saneamiento de los recubrimientos de tuberías es necesario. El saneamiento de los recubrimientos de tuberías debe considerarse cuando el recubrimiento existente pone compromiso la integridad de la tubería.  No existe una regla o norma reconocida para definir qué condiciones del recubrimiento podrían poner en peligro la integridad de la tubería. Cada explotador asume la plena responsabilidad de decidir si sanea o no el recubrimiento. Esta decisión está influenciada por factores económicos y medioambientales: el saneamiento de un recubrimiento de tubería para agua no se basa en los mismos criterios que el de un gaseoducto de alta presión.

Pasos principales para sanear revestimientos de tuberías:

1. Excavar la sección de tubería.
2. Retirar el recubrimiento existente.
3. Preparar la superficie: perfil superficial y limpieza (suciedad, grasa, sal).
4. Nueva aplicación de revestimiento y curado.
5. Nueva inspección del recubrimiento y reparación si es necesario.
6. Relleno del terreno.

El saneamiento de la tubería es necesario cuando el revestimiento de fábrica se fragiliza o debilita tras 30-35 años de servicio. En particular, los recubrimientos de alquitrán mineral y bituminosos muestran una tendencia a fragilizarse y deben ser saneados. Una vez retirado el antiguo recubrimiento de fábrica mediante chorro de arena o de agua, puede aplicarse el nuevo recubrimiento en el terreno.

Para este fin se utilizan preferentemente cintas de caucho butílico y polietileno de 3 capas autofusionantes, o bien recubrimientos líquidos basados en epoxi o poliuretano. Para las cintas autofusionantes, se cuenta con registros demostrables que abarcan más de 40 años de servicio. Estas secciones de tubería han sido excavadas y probadas en laboratorios, demostrando resultados excelentes tras este largo período de servicio: incluso más de 40 años después, cumplen con creces los requisitos de las actuales directrices ISO 21809-3 y EN 12068 Clase C50.

¿Cuáles son las actuales limitaciones de la tecnología de recubrimientos?

El sistema de recubrimiento ideal debe estar configurado como solución universal para todas las aplicaciones contra todos los factores influyentes, y además debe ser fácil de aplicar y, al mismo tiempo, eliminar o, al menos, reducir significativamente el componente de error humano. Pero, ¿esto es realmente posible? No, al menos de momento, pues la gran variedad de factores influyentes requiere unas propiedades de materiales armonizadas en consecuencia. La propiedad de un producto que sea ideal para un requisito puede no ser idónea para otro requisito o aplicación. Existen varios requisitos que debe satisfacer un sistema de recubrimiento.

El comportamiento o el envejecimiento lo largo del tiempo es también una limitación importante para todos los sistemas de recubrimiento: incluso si el recubrimiento muestra unos niveles de rendimiento excelentes cuando comienza su vida útil, es posible que se debilite pasado un cierto número de años. Por lo tanto, es significativamente importante elegir el recubrimiento correcto que no solamente prometa ser duradero, sino que además proporcione el correspondiente registro demostrable en el terreno durante décadas.

La selección del recubrimiento correcto debe realizarse conforme a datos objetivos relevantes para evaluar el mejor sistema para las demandas específicas in situ. En lugar de centrarse en las propiedades de los materiales (en bruto) del sistema de recubrimiento, las cargas esperadas, tales como la temperatura, la corrosión, el impacto mecánico, su situación en la costa o altamar, etc., son las que deben determinar la elección del sistema de recubrimiento adecuado. Estos criterios deben ser vigilados por terceras partes independientes. Además, los operarios necesitan realizar formación regular para refrescar conocimientos sobre las últimas técnicas de aplicación.