903-hm120-p09-gud-054 (materoales y corrosion).pdf

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PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-054

Rev. 2GUA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIN Y LA CORROSIN

FECHA OBJETOELABORIniciales

REVISIniciales

APROBIniciales/Cargo

DIC. 09 Revisin General AAABA/GP

MJP/GP

MS/VPO

SN/VPO


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n d i c e

Pgina

1.

INTRODUCCIN ................................................................................................ 5

2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 5

3. USO DE LOS CRITERIOS Y LA NORMATIVA .................................................. 6

4. EXCEPCIONES.................................................................................................. 6

5.

INEDON RELACIONADOS ................................................................................ 7

6.

ACRNIMOS Y SIGLAS .................................................................................... 9

7. SMBOLOS QUMICOS .................................................................................... 12

8. LECCIONES APRENDIDAS ............................................................................ 14

9. DEFINICIONES GENERALES ......................................................................... 14

10.

MATERIALES DE CONSTRUCCIN ............................................................... 32

10.1.

Metales Ferrosos y sus Aleaciones .................................................................. 33

10.1.1. Acero al Carbono.............................................................................................. 3310.1.2. Aceros de Baja Aleacin .................................................................................. 34

10.1.3.

Acero Inoxidable ............................................................................................... 34

10.1.4. Hierro Fundido .................................................................................................. 4010.1.5. Hierro Fundido Gris .......................................................................................... 4010.1.6.

Hierro Fundido Blanco ...................................................................................... 41

10.1.7. Aleaciones del Hierro Fundido ......................................................................... 4110.1.8. Composicin de los Metales Ferrosos .............................................................. 4210.2.

Metales No Ferrosos y sus Aleaciones ............................................................ 42

10.2.1.

Nquel y sus Aleaciones ................................................................................... 42

10.2.2.

Aleaciones Medias en Nquel ........................................................................... 4210.2.3. Aleaciones Altas en Nquel ............................................................................... 43

10.2.4. Aluminio y sus Aleaciones ................................................................................ 4410.2.5.

Cobre y sus Aleaciones .................................................................................... 44

10.2.6.

Titanio ............................................................................................................... 45

10.2.7. Tantalio ............................................................................................................. 45


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10.4.8.

Plsticos Reforzados con Fibra de Vidrio (FRP) .............................................. 49

10.4.9. Termoplsticos Reforzados .............................................................................. 4910.4.10. Resistencia de los Plsticos a Productos Qumicos ......................................... 4910.5.

Designacin de los Materiales .......................................................................... 49

11.

CORROSIN ................................................................................................... 54

11.1. Errores Comunes Relaciones con la Corrosin ................................................ 5511.2. Proceso de la Corrosin ................................................................................... 5611.3.

Materiales No Metlicos ................................................................................... 57

11.4. Corrosin Permitida .......................................................................................... 5711.5. Tipos de Corrosin ........................................................................................... 5911.6.

Corrosin Localizada ........................................................................................ 59

11.6.1.

Corrosin por Picadura ..................................................................................... 60

11.6.2.

Corrosin en Cavidades ................................................................................... 61

11.6.3.

Corrosin por una Celda de Concentracin de Oxgeno .................................. 61

11.6.4.

Corrosin Galvnica ......................................................................................... 62

11.6.5. Corrosin Intergranular ..................................................................................... 6211.6.6. Agrietamiento Debido a la Corrosin por Tensin ............................................ 6311.6.7.

Corrosin Debida a la Presencia de Sulfuro de Hidrgeno .............................. 65

11.6.8. Corrosin Debida a la Presencia de Dixido de Carbono ................................ 69

11.6.9.

Corrosin en Servicio de Amina ....................................................................... 71

11.6.10.

Corrosin en Servicio de Custico ................................................................... 73

11.6.11. Corrosin por Metales Lquidos ........................................................................ 7411.6.12. Corrosin por Ataque de Hidrgeno ................................................................. 7411.6.13.

Corrosin en Servicio de cido Hidrofluordrico ............................................... 75

11.6.14.

Corrosin por cidos Naftnicos ...................................................................... 76

11.6.15. Corrosin por Choque (Erosin-Corrosin) ...................................................... 7811.6.16.

Corrosin por Cavitacin .................................................................................. 80

11.6.17.

Corrosin del Tope de la Lnea ........................................................................ 8011.6.18.

Corrosin por Cenizas de Combustible ............................................................ 82

11.7.

Corrosin Uniforme .......................................................................................... 82

11.8. Corrosin Estructural ........................................................................................ 8211.8.1. Corrosin por Formacin de Grafito ................................................................. 8211.8.2.

Corrosin Biolgica .......................................................................................... 82


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11.11.

Ejemplos de Corrosin en Plantas de Procesamiento de Gas ......................... 94

11.11.1. Compresin de Gas .......................................................................................... 9411.11.2. Hornos .............................................................................................................. 9511.11.3.

Sistemas de Despojamiento con Vapor ............................................................ 95

11.11.4.

Regeneracin de Lechos de Desecante Slido ................................................ 9612. CRITERIOS GENERALES PARA LA SELECCIN DE LOS MATERIALES .... 97

12.1. Fluido del Proceso ............................................................................................ 9712.1.1.

Composicin ..................................................................................................... 97

12.1.2. Estado del Fluido ............................................................................................ 10412.1.3. Velocidad y Rgimen de Flujo ........................................................................ 10412.1.4.

Temperatura ................................................................................................... 104

12.2.

Mtodos de Proteccin ................................................................................... 112

12.3.

Normativa ....................................................................................................... 115

12.4.

Costo del Material........................................................................................... 120

12.5.

Tiempo ........................................................................................................... 125

12.6. Experiencias Previas ...................................................................................... 12612.7. Plantas Existentes y Equipos Tipo Paquete ................................................... 12612.8.

Diagramas de Bloques con Ejemplos ............................................................. 127

13. MATERIALES DE CONSTRUCCIN EN LOS PRODUCTOS DE

INGENIERA ................................................................................................... 133

13.1.

Hojas de Datos de los Equipos e Instrumentos .............................................. 133

13.2.

Planos Mecnicos de los Equipos .................................................................. 134

13.3. Diagramas de los Materiales de Construccin ............................................... 13514. RECOMENDACIONES PARA LAS PROPUESTAS TCNICAS.................... 137

15.

REFERENCIAS .............................................................................................. 137

ANEXO 1 ELEMENTOS DE ALEACIN DE LOS ACEROS ....................... 144

ANEXO 2 NMERO DE LAS SERIES PRIMARIAS DEL UNS ................... 148

ANEXO 3 SELECCIN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIN ENFUNCIN DE LA TEMPERATURA ................................................................ 150

ANEXO 4 EQUIVALENCIAS DE LAS NOMENCLATURAS DE LOSMATERIALES ................................................................................................. 156

ANEXO 5 RESUMEN DE LAS ESPECIFICACIONES PARA ACEROS ENSERVICIO BAJA TEMPERATURA Y CRIOGNICOS PARA


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1. INTRODUCCIN

La Disciplina de Procesos en un Proyecto participa en el grupo multidisciplinariode la Unidad de Ingeniera que selecciona o evala los materiales de

construccin de las lneas y los equipos de una instalacin de procesos,refinera, facilidad de produccin de gas o crudo, planta petroqumica, planta detratamiento de agua, centrales de generacin de potencia elctrica, etc.

La correcta seleccin de los materiales tiene aspectos de seguridad yeconmicos en el diseo de las instalaciones. Por tal motivo, el personal de laDisciplina de Procesos tiene que estar familiarizado con los diferentes criteriosusados en la industria.

Los materiales de construccin son seleccionados para resistir a la corrosindel fluido, condiciones extremas de temperatura, la erosin del fluido o lacombinacin de estos factores.

2. OBJETIVOS

Los objetivos principales de este INEDON son el suministro de:

Informacin sobre los materiales de construccin ms comunes para laslneas y los equipos.

Informacin sobre la corrosin en los metales. La corrosin esconsiderada una de las principales fuentes de falla de los materiales en laindustria. Los fluidos del proceso pueden ser promotores de corrosin.

Debido a esto, el INEDON contiene una extensa seccin sobre corrosin,incluyendo los tipos y factores que la afectan y tambin los medios parasu control.

Criterios generales para la seleccin de los materiales de construccin,con un enfoque basado en la experiencia de la Unidad de Procesos y


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3. USO DE LOS CRITERIOS Y LA NORMATIVA

I. Los criterios especificados por el Cliente tienen prioridad sobre los

indicados en este INEDON. Si las especificaciones del Cliente carecen dealgn criterio, el Lder de Procesos en el Proyecto solicita la aprobacindel Cliente para usar los criterios mostrados aqu.

II. El usuario de este INEDON tiene la obligacin de utilizar la revisin msactualizada de la normativa (normas, cdigos, estndares,especificaciones, leyes, etc.) nacional e internacional usada en elProyecto. As como, solicitar al Cliente o ente gubernamental

correspondiente, la normativa local usada en el pas donde se construyela instalacin.

4. EXCEPCIONES

El INEDON no abarca los siguientes aspectos de la seleccin o uso de losmateriales de construccin:

A) Materiales para:

a) empacaduras;

b) internos de bombasa, compresores y otros equipos rotativos;

c) internos de instrumentos, vlvulas manuales, de control, de alivio de

presin, etc.B) Materiales o recubrimientos para fosas de agua de lluvia, de desecho, etc.

C) Materiales de construccin como: plomo, metales nobles, madera,cermica, grafito, cemento, concreto.


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E) Seleccin de los materiales en funcin de su capacidad de conduccintrmica y elctrica, para aislamiento trmico, como refractario o para unaposible exposicin al fuego.

F) Verificacin de la composicin de los materiales segn procedimientospara aseguramiento de la calidad como la identificacin positiva demateriales (PMI, por sus siglas en ingls).

5. INEDON RELACIONADOS

Procedimientos e instrucciones de trabajo relacionados con este INEDON:

Ingeniera (HM010)

903-P3000-A20-ADM-917 Procedimiento para la Identificacin, Registro yAplicacin de Lecciones Aprendidas

903-HM010-A90-GUD-009 Instructivo para Elaboracin de Propuestas deIngeniera

903-HM010-A90-TEC-003 Equivalencia de Trminos entre Centros deEjecucin

Gestin de la Calidad (HM060)

903-HM060-G09-ADM-901 Elaboracin y Actualizacin de INEDONES

Procesos (HM120)

903-P3100-P09-ADM-901 Bases de Diseo

903-HM120-P09-GUD-013 Bases y Criterios de Diseo

903-HM120-P09-GUD-023 Gua para la Elaboracin de los DiagramasBsicos de Procesos
http://ineweb/inedon/HM010/903-P3000-A20-ADM-917.pdfhttp://ineweb/inedon/HM010/903-HM010-A90-GUD-009.pdfhttp://ineweb/inedon/HM010/903-HM010-A90-TEC-003.pdfhttp://ineweb/inedon/HM060/903-HM060-G09-ADM-901.pdfhttp://ineweb/inedon/HM120/903-P3100-P09-ADM-901.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-013.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-023.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-025.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-023.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-013.pdfhttp://ineweb/inedon/HM120/903-P3100-P09-ADM-901.pdfhttp://ineweb/inedon/HM060/903-HM060-G09-ADM-901.pdfhttp://ineweb/inedon/HM010/903-HM010-A90-TEC-003.pdfhttp://ineweb/inedon/HM010/903-HM010-A90-GUD-009.pdfhttp://ineweb/inedon/HM010/903-P3000-A20-ADM-917.pdf


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903-HM120-P09-GUD-067 Dimensionamiento de Lneas de Transporte conFlujo Multifsico

903-HM120-P09-GUD-069 Gua para los Clculos de Prdida de Presin

903-HM120-P09-GUD-071 Gua para los Clculos de Despresurizacin903-HM120-P09-GUD-076 Gua para la Especificacin de las Torres de

Enfriamiento Evaporativas de Tiro Mecnico

903-HM120-P09-GUD-086 Gua para la Especificacin de las Unidades deDeshidratacin de Gas con Glicol

903-HM120-P09-GUD-087 Gua para la Especificacin de las Unidades deEndulzamiento de Gas con Aminas

Diseo Mecnico (HM140)

903-P3060-T05-GUD-X01 Instructivo de Codificacin de Materiales

903-P3060-T05-GUD-X02 Instructivo de Especificaciones de Materiales deTuberas

903-P3060-T10-GUD-067 Criterios para el Diseo de Pipelines

903-P3060-T11-ESP-059 Especificacin para Pruebas Hidrostticas yNeumticas de Tuberas

Ingeniera Elctrica (HM150)

903-P3070-E39-GUD-010 Gua de Diseo de Proteccin Catdica

Automatizacin y Control (HM160)903-K3200-I01-ESP-079 Especificacin de Materiales Mecnicos para

Instrumentacin

Ingeniera Civil (HM170)
http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-067.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-069.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-071.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-076.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-086.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-087.pdfhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX01.PDFhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX02.PDFhttp://ineweb/3060diseno/lineamientos/T10GU067.PDFhttp://ineweb/3060diseno/especificaciones/t11es059.pdfhttp://ineweb/3070ELECTRICIDAD/INEDONES/MANUALES/903-P3070-E39-GUD-010-REV-1.PDFhttp://ineweb/k3200instrumentacion/Inedones%20PDF/903-K3200-I01-ESP-079.pdfhttp://ineweb/k3200instrumentacion/Inedones%20PDF/903-K3200-I01-ESP-079.pdfhttp://ineweb/3070ELECTRICIDAD/INEDONES/MANUALES/903-P3070-E39-GUD-010-REV-1.PDFhttp://ineweb/3060diseno/especificaciones/t11es059.pdfhttp://ineweb/3060diseno/lineamientos/T10GU067.PDFhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX02.PDFhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX01.PDFhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-087.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-086.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-076.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-071.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-069.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-067.pdf


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6. ACRNIMOS Y SIGLAS

El cuadro siguiente muestra los acrnimos, siglas usadas en el texto y figuras

de este INEDON. Muchos de los acrnimos y siglas usados corresponden alidioma ingls por conveniencia con la informacin tcnica.

Espaol Ingls

AISI American Iron and SteelInstitute

AN cidos naftnicos Naphthenic AcidsANSI American National Standards

Institute

API American Petroleum Institute

ASCC Agrietamiento por Corrosinde Fatiga Alcalina

Alakine Stress CorrosionCracking

ASME American Society ofMechanical Engineers

ASTM American Society for TestingMaterials

AWWA American Water WorksAssociation

C/C Con Costura, Con Soldadura Welded (Wld, WLD)Cl. Clase Class

CP Corrosin Permitida Corrosin Allowance (CA)

CPVC Policloruro de Vinilo Clorado Chlorinated Polyvinylchloride


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Espaol Ingls

FKCS Acero al CarbonoCompletamente Calmado

Fully Killed Carbon Steel

FRP oFGRP

Plstico Reforzado con Fibrade Vidrio

Fiberglass-Reinforced Plastic

GLP Gases Licuados de Petrleo Liquefied Petroleum Gases(LPG)

GNL Gas Natural Licuado Liquified Natural Gas (LNG)

Gr. Grado Grade

HAZ Zona Afectada por el Calor Heat Affected Zone

HdD Hoja de Datos Data Sheet

HIC Agrietamiento Inducido por elHidrgeno

Hydrogen-Induced Cracking

INEDON inelectraDocumentoNormalizado

ISO International Organization forStandardization

KCS Acero al Carbono Calmado Killed Carbon Steel

LTCS Acero al Carbono para BajaTemperatura

Low Temperature CarbonSteel

MDEA Monodietanolamina MonodiethanolamineMPOP Mxima Presin de Operacin

PermisibleMaximum Allowable WorkingPressure (MAWP)

NACE National Association ofCorrosion Engineers


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Espaol Ingls

ptb Libras (de sal) por cada milbarriles

Pounds (of salt) per thousandbarrels

PTFE Politetrafluoruro de Etileno Polytetrafluoroethylene

PVC Policloruro de Vinilo Polyvinyl Chloride

PVDF Polifluoruro de Vinilideno Polyvinylidene Fluoride

PWHT Tratamiento Trmico Post-Soldadura

Post Welded Heat Treatment

RP Practica Recomendada Recommended PracticeSAE Society of Automotive

Engineers

S/C Sin Costura, Sin Soldadura Seamless (Smls, SMLS)

SCC Agrietamiento debido a laCorrosin por Tensin

Stress Corrosion Cracking

SCH No. de Cdula ScheduleSOHIC Agrietamiento Inducido por

Hidrgeno y Orientado por laTensin

Stress-Oriented Hydrogen-Induced Cracking

SS Acero Inoxidable Stainless steel

SSC Agrietamiento debido a la

Corrosin por Tensin enPresencia de Sulfuro deHidrgeno

Sulfide Stress Cracking

STD Estndar Standard

TLC Corrosin del Tope de la Lnea Top of Line Corrosion


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7. SMBOLOS QUMICOS

El siguiente listado muestra los smbolos qumicos y los nombres completos de

los elementos y las sustancias qumicas usados en este INEDON.

Elementos

Al Aluminio Aluminum

B Boro Boron

C Carbono Carbon

Ca Calcio CalciumCb Colombio Columbium

Co Cobalto Cobalt

Cr Cromo Chrome

Cu Cobre Copper

Fe Hierro IronMn Manganeso Manganese

Mo Molibdeno Molybdenum

Ni Nquel Nickel

P Fsforo Phosphorus

Pb Plomo Lead

Pd Paladio Palladium

S Azufre Sulfur

Se Selenio Selenium

Si Silicio Silicon


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Sustancias

CO Monxido de carbono, xido

de carbono

Carbon monoxide

CO2 Dixido de carbono, xido decarbono (IV), anhdridocarbnico

Carbon dioxide

FeCO3 Carbonato de hierro Iron carbonate

Fe2O3H2O xido de hierro(III) hidratado Iron(III) oxide hydrated

Fe(OH)2 Hidrxido de hierro (II) Iron(II) oxideFeSx Sulfuros de hierro (por

ejemplo, FeS2: disulfuroferroso, pirita)

Iron sulfides

H2 Hidrgeno (gaseoso) Hydrogen (gaseous)

H2CO3 cido carbnico Carbonic acid

H2O Agua WaterH2S, SH2 Sulfuro de hidrgeno, cido

sulfhdrico (cuando estdisuelto en agua)

Hydrogen sulfide

H2SO4 cido sulfrico Sulfuric acid

HCl Cloruro de hidrgeno, cidoclorhdrico (cuando est

disuelto en agua), cidomuritico (cuando es extradode la sal marina)

Hydrogen chloride

HF cido hidrofluordrico Hydrogen fluoride, hydrofluoricacid (aqueous solution)


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Sustancias

NH4HS Hidrosulfuro de amonio Ammonium hydrosulfide

O2 Oxgeno (gaseoso) Oxygen (gaseous)

Zn(OH)2 Hidrxido de zinc Zinc hydroxide

Grupos

-COOH Carboxilo Carboxyl

-NH2 Amino Amine

-PO3H2 Fosfanato PhosphonateIones

Cl Cloruro Chloride

CrO4 Cromato Chromate

H+ Hidrgeno Hydrogen

OH Hidrxido Hydroxide

NO2 Nitrito Nitrite

NO3 Nitrato Nitrate

8. LECCIONES APRENDIDAS

Las Lecciones Aprendidas estn disponibles a travs de la pgina de intranetde Ingeniera. El sistema de Lecciones Aprendidas puede contener informacinadicional para el tema de este INEDON.

El INEDON Procedimiento para la Identificacin, Registro y Aplicacinde Lecciones Aprendidas, N 903-P3000-A20-ADM-917, indica losiguiente cuando no se encuentre evidencia del uso del Sistema deL i A did l N C f id d d
http://ineweb/portal_ing/portales/unidad_operaciones/division_ingenieria/http://ineweb/inedon/HM010/903-P3000-A20-ADM-917.pdfhttp://ineweb/inedon/HM010/903-P3000-A20-ADM-917.pdfhttp://ineweb/portal_ing/portales/unidad_operaciones/division_ingenieria/


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Acero al Carbono Calmado (Killed Carbon Steel, KCS)

Acero que ha sido completamente desoxidado por aadidura de un agente

como silicn o aluminio, antes de ser colado, lo que prcticamente evita laevolucin de gas durante la solidificacin. Los aceros calmados se caracterizanpor un alto grado de homogeneidad qumica y tambin por estar libres deporos.

Acero al Carbono Galvanizado (Galvanized Carbon Steel)

Acero que ha sido sometido a un proceso qumico para evitar su corrosin. El

acero es cubierto con capas de zinc y este se oxida; pero evita la oxidacinpase al acero. El acero es sumergido en zinc derretido y sometido a lagalvanizacin que es una reaccin qumica, la cual fija permanentemente elzinc al acero. El grado de galvanizacin es generalmente expresado en unidadde masa del zinc por unidad de rea, y no por el espesor del zinc.

Acero Inoxidable (Stainless Steel, SS)

Aleacin del hierro con un mnimo de 10,5 % de cromo. Otros elementos dealeacin pueden ser aadidos para mejorar su dureza, fuerza y resistencia abajas temperaturas. Los elementos ms comunes son nquel, molibdeno, titanioy cobre. Vase la Seccin 10.1.3.

La designacin acero resistente a la corrosin (corrosin resistant steel) esms apropiada porque 1 este tipo de acero contiene elementos de aleacin(cromo, nquel) que se oxidan y originan una capa que protege al acero; y 2 noest protegido ms que contra ciertos fluidos del proceso. El nombre en inglsstainless steel indica que no se mancha o corroe fcilmente (stain less).

cido (Acid)

S t i di l i t l t i d l i d


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Un cido fuerte es aquel que se disocia completamente en agua, es decir,aporta iones H+ pero no los recoge. Ejemplos: cido clorhdrico (HCl), cidosulfrico (H2SO4), cido ntrico (HNO3).

Un cido dbil aporta iones H+

al medio, pero tambin es capaz de aceptarlos,formando un equilibrio cido-base. La mayora de los cidos orgnicos sondbiles.

Agua Libre (Free Water, Water Film)

Agua en estado lquido procedente del reservorio o formada por condensacinen un proceso.

Alcalino (Alkal i)

Metal situado en el grupo 1 de la tabla peridica: litio (Li), sodio (Na), potasio(K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr). Los metales alcalinos son muyreactivos y se encuentra siempre como xidos, hidrxidos, etc. y no en estadopuro.

En este INEDON se usa el trmino solucin alcalina para las disoluciones delos hidrxidos de los metales alcalinos en agua.

Aleacin (Al loy)

Metal compuesto de la combinacin de dos o ms metales o la combinacin deun metal y un no metal (Figura 1). Las aleaciones son creadas para generarmejoras que no tienen los metales puros. El acero al carbono es una aleacindel hierro con el carbono y otros elementos. El Anexo 1contiene informacinsobre los elementos usados para las aleaciones de acero.

La literatura especializada tiene varias maneras de mostrar el contenido de losdiferentes metales o no metales que forman una aleacin. La nomenclatura

t d d j l


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Figura 1. Ejemplos de aleaciones, elementos y contenidos.

Amalgama (Amalgam)

Aleacin del mercurio con otro metal.

Austentico (Austenitic)

Trmino que se refiere a un tipo de estructura metalrgica (no magntica)

normalmente encontrada en la Serie 300 de los aceros inoxidables [9] con unalto contenido de cromo y nquel, esto los provee de una mayor resistencia a lacorrosin que otros tipos de aceros inoxidables. Vase la Seccin 10.1.3.

Base (Base)

Acero al carbono ASTM A 106 Grado B:

Acero inoxidable Tipo 304:

MonelAlloy400:

Fe

98,54 %

Mn

1,06 %

C

0,3 %

Si

0,1 %+ + +

Fe66,42 %

Cr20 %

Ni10,5 %

Mn2,0 %

+ + +Si

1,0 %C

0,08 %+ +

Ni63 %

Cu34 %

Mn1,25 %

Fe1,08 %

+ + +Si

0,5 %C

0,15 %+ +

S0,02 %

+


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Una base fuerte es la que se disocia completamente en agua, es decir, aportael mximo nmero de iones OH. Ejemplos: hidrxido de potasio (KOH) ehidrxido de sodio (NaOH).

Una base dbil tambin aporta iones OH

al medio, pero est en equilibrio elnmero de molculas disociadas con las que no estn.

Bases de Diseo (Basis of Design)

Documento elaborado conjuntamente entre el Cliente e inelectra. Eldocumento establece la informacin bsica del lugar del Proyecto, premisas ycriterios de diseo especiales o particulares, requerimientos de operacin,

constructibilidad y mantenimiento, normativa para el Proyecto, y toda lainformacin adicional en la cual se fundamenta la ejecucin del Proyecto.

Dependiendo del alcance del Proyecto y del documento, los usuarios puedenser solo Procesos, varias o todas las Disciplinas. Consltense los INEDONBases de Diseo, N 903-P3100-P09-ADM-901, y Bases y Criterios deDiseo, N 903-HM120-P09-GUD-013.

Custico (Caustic)

La definicin bsica es una sustancia qumica que quema los tejidos. Estassustancias pueden ser tanto cidos como bases, orgnicas o inorgnicas.Normalmente los metales alcalinos (por ejemplo, Na y K), los metalesalcalinotrreos (por ejemplo, Mg y Ca) y los hidrxidos (por ejemplo, NaOH yKOH) suelen ser custicos.

Clasificacin de Presin-Temperatura (Pressure-Temperature Rating)

Mxima presin manomtrica permitida de operacin para el material y ladesignacin de la clase para un rango de temperaturas definidas [18]. Lasclasificaciones ms comunes bson 150, 300, 600, 900, 1500, 2500.
http://ineweb/inedon/HM120/903-P3100-P09-ADM-901.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-013.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-013.pdfhttp://ineweb/inedon/HM120/903-P3100-P09-ADM-901.pdf


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es necesaria la resistencia a la corrosin debida a la presencia de H2S (SCC)dentro de los lmites definidos de un servicio.

El cumplimiento NACE es establecido por el Cliente, o las Disciplinas de

Ingeniera del Proyecto. Este requerimiento est basado en aspectos deseguridad e impacto econmico.

En algunas especificaciones de Clientes y los INEDON de inelectra, se indicasencillamente que el material, lnea, instrumento o equipo es NACE.

Designaciones para el Espesor de Pared y No. de Cdula (Schedule, SCH)de las Lneas

A) Acero al carbono, ASME B36.10M [22]:

Las designaciones para el espesor de pared STD (estndar), XS (extrafuerte) y XXS (doble extra fuerte) han sido comercializadas por aos [22];los nmeros de cdula fueron aadidos luego.

El No. de cdula 40 y la designacin STD son idnticos hasta un NPS 10,

inclusive. El No. de cdula y la designacin XS son iguales hasta un NPSde 8, inclusive.

B) Acero inoxidable, ASME B36.19M [23]:

Las designaciones son 5S, 10S, 40S y 80S.

Consltese tambin el INEDON Gua para los Clculos de Prdida dePresin, N 903-HM120-P09-GUD-069.

Diagrama de Flujo de Procesos (Process Flow Diagram)

Representacin esquemtica de la secuencia, las etapas, los equipos y lasi t i i l d l T bi ti i f i b i b l
http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-069.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-069.pdf


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Diagrama de los Materiales de Construccin (Material of ConstructionDiagram)

Representacin esquemtica de los diferentes materiales de construccinusados para las lneas principales del proceso o de servicios y de los equipos.Este diagrama usa como base el DFP o DFS. Consltese el INEDON Guapara la Elaboracin de los Diagramas Bsicos de Procesos, No 903-HM120-P09-GUD-023.

Diagrama de Tuberas (Caeras) e Instrumentacin, DiagramasMecnicos de Flujo (Piping and Instrumentation Diagram, Mechanical

Flow Diagram)

Diagrama que describe la secuencia del proceso, su automatizacin y control,indicando todos los equipos, las lneas, la instrumentacin, las lgicas decontrol y accesorios que los conforman. Consltese el INEDON Gua para laElaboracin de los Diagramas de Tuberas e Instrumentacin, No 903-HM120-P09-GUD-025.

Dimetro Nominal (DN) y Tamao Nominal de la Lnea (NPS) (NominalDiameter y Nominal Pipe Size)

El sistema de medicin mtrico usa la abreviatura DN, en vez de Nominal PipeSize (NPS); el Cuadro 1 muestra las equivalencias. El ASME B36.10M [22]contiene valores de NPS hasta 80 (DN 2000) y tambin los valores en elsistema mtrico.

Cuadro 1. Equivalencias entre DN y NPS [22].

DN NPS DN NPS DN NPS DN NPS

6 1/8 50 2 250 10 650 26

8 1/4 65 2 300 12 700 28
http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-023.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-023.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-025.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-025.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-025.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-025.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-023.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-023.pdf


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Ductilidad (Ductility)

Propiedad de los metales y las aleaciones cuando, bajo la accin de una

fuerza, pueden deformarse sin romperse.Dplex (Duplex)

Tipo de acero inoxidable que contiene acero ferrtico y austentico. Vase laSeccin 10.1.3.

Dureza Brinell (Brinell Hardness)

Nmero para la indicacin de la dureza del metal basado en la prueba deBrinell. La prueba consiste en la aplicacin de una carga especfica sobre lasuperficie plana del espcimen a ser probado, por medio de una bola dura condimetro definido (10 mm). El dimetro promedio de la hendidura es usadacomo base para calcular el nmero de dureza Brinell[25].

Enchapado (Cladding)

(1) Metal o aleacin para enchapado: componente o componentes usadospara crear un revestimiento de metal sobre el metal base. El metal o laaleacin para enchapado es una pequea fraccin del total del espesor dela pared del equipo o la lnea.

(2) Operacin de enchapado: proceso de fijar el metal para enchapado con elmetal base por medio de una fijacin (o unin) por los siguientes

mtodos [43]:

a) Enrollamiento (roll cladding): las placas (la chapa y el metal base)son enrolladas en un molino especial. La unin es parcialmentemecnica y parcialmente metalrgica. Se producen placas det l t l f b i t f l d t fi l


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c) Capa de soldadura (weld overlay): es usada para partes pequeas ode geometra compleja (por ejemplo, la cara de una brida).

Equipo Final de Alivio y Venteo

Equipo ubicado al final del sistema de alivio de presin para la disposicinsegura de los fluidos de alivio. Para efectos de este INEDON, dicho equipopuede ser un Mechurrio (Venezuela), una Tea (Colombia), una Antorcha(Argentina), un Quemador de Desfogue (Mxico) o un Venteo. Consltese elINEDON Gua para el Diseo de los Equipos Finales de Alivio y Venteo, N903-HM120-P09-GUD-046.

Especificacin de Materiales de la Lnea (Piping Material Specification)

Cdigo de cuatro dgitos que indica la clasificacin de presin-temperatura, elgrupo del fluido, el tipo de material y sobre espesor por corrosin o la variablede civil. Ejemplo:

1 AC D

Consltese el INEDON Instructivo de Especificaciones de Materiales deTuberas, N 903-P3060-T05-GUD-X02, para ms informacin.

Falla Mecnica (Mechanical Failure)

Cualquier cambio en el tamao, forma o propiedad del material de un equipo,lnea, instrumento, etc. o una de sus partes que origina una incapacidad para

li f i

[Corrosin permitida, D: 1,27 mm]

[Clase, AC: hidrocarburos no corrosivos (entreotros fluidos) y acero al carbono como material]

[Clasificacin de presin-temperatura, 1: 150]
http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-046.pdfhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX02.PDFhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX02.PDFhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-046.pdf


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Fluido de Servicio Categora D (Category D Fluid Service)

Definido como un fluido de servicio que cumple con todo los siguiente: 1) el

fluido no es inflamable ni txico; 2) la presin de diseo manomtrica noexcede 10,34 barg (150 psig); 3) la temperatura de diseo est entre 29 C(20 F) y 182 C (360 F) [72].

Fluido Retenido (Retained Fluid)

Fluido producido por un pozo o inyectado en un pozo [5].

Fragilizacin (Embrittlement)

Reduccin o prdida de la ductilidad de un metal o un plstico debido a uncambio fsico o tratamiento trmico.

Forja (Forge)

Pieza de metal moldeada por deformacin plstica. Los accesorios para unin

de las lneas y conexin de equipos son elementos forjados, por ejemplo, loscambios de direccin (codos y T), los cambios de dimetro (reducciones yexpansiones), los cuellos de las bridas, algunos tipos de bridas y algunaspiezas de las vlvulas manuales y de control.

Gas Hmedo (Wet Gas)

(1) Un gas que contiene agua o no ha sido deshidratado.

(2) Trmino que equivale a un gas rico, es decir con cierta cantidad dehidrocarburos pesados y recuperables.

Herramienta de Limpieza e Inspeccin, Cochino (Venezuela), Marrano(C l bi ) Ch h (A ti ) Di bl (M i ) (Cl i d


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erosin o determinar la ruta de la lnea por medio de sistemas deposicionamiento global.

Separar dos tipos de lquidos transportados en la misma lnea (Figura 3).

Envo de inhibidor de corrosin para lograr que toda la superficie internade la lnea sea cubierta por una pelcula del inhibidor (Figura 4).

El INEDON Especificacin Tcnica para Trampa de Cochino, N 903-P3060-M59-ESP-033, contiene informacin sobre los dispositivos (trampas) de envo yrecepcin de las herramientas.

Figura 2. Tipos de herramientas de limpieza e inspeccin. Abajo, los del tipointeligente para mediciones.
http://ineweb/3060diseno/especificaciones/m59es033.pdfhttp://ineweb/3060diseno/especificaciones/m59es033.pdfhttp://ineweb/3060diseno/especificaciones/m59es033.pdfhttp://ineweb/3060diseno/especificaciones/m59es033.pdf


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Figura 4. Bache de inhibidor de corrosin separado por dos herramientas.

Hierro Fundido o Colado (Cast Iron)

Tipo de acero que se solidifica a su forma final desde un estado fundido.Contiene como mnimo 2 % de carbono, al igual que porcentajes de silicio yazufre. Vase la Seccin 10.1.4 y subsiguientes.

In (Ion)

tomo o molcula cargada elctricamente, debido a que ha ganado o perdidoelectrones.

Lnea (Line, Pipe)

Con el objeto de generalizar este trmino, el INEDON usa el concepto delnea para los tubos, las tuberas, caeras, los caos y ductos: conducto deforma cilndrica por donde se transportan los fluidos del proceso (hidrocarburos,productos petroqumicos, etc.) o de servicios (agua, aire, gas combustible, gas

inerte, etc.).Lnea Con Costura (C/C), Con Soldadura (Welded Pipe)

Lnea que tiene costuras o soldaduras longitudinales o helicoidales:

Inhibidor de corrosin

Herramienta


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Lnea Sin Costura (S/C), Sin Soldadura (Seamless Pipe)

Lnea fabricada de un lingote cilndrico, el cual es calentado en un horno antesde la extrusin. Este tipo de lnea es la mejor para la contencin de la presindebido a su homogeneidad en todas las direcciones y es la manera ms comnde fabricacin y por ende ms comercial (Figura 5).

Figura 5. Lneas sin costura y con costura.

Lnea, Tubera API 5L (API 5L Pipe)

Lnea construida segn la API SPEC 5L[4]

.

Lnea de Transporte (Transport Line)

Lnea de mucho longitud usada para el transporte de los hidrocarburos (gas,lquido o mezcla de ambos) y/o agua desde reas de produccin hasta las detratamiento o desde las instalaciones hasta las reas de almacenamiento.

Maleabilidad (Malleability)

Propiedad de los materiales cuando permiten la obtencin de delgadas lminassin romperse.

M i bilid d (M hi bilit )

Con costura

HelicoidalLongitudinal

Sin costura


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10.1.3 para ms informacin. El tratamiento trmico y/o el proceso de soladuraseguida de un enfriamiento rpido pueden producir esta estructura en el aceroal carbono y de baja aleacin.

Material, Metal Base (Base Material, Metal)

(1) El metal presente en la mayor proporcin en una aleacin, por ejemplo,una aleacin en base de hierro.

(2) Un metal activo que se oxida fcilmente o que se disuelve para formariones.

(3) El metal para ser soldado (Figura 7), cortado, unido, etc.

(4) Despus de la soldadura, la parte del metal que no se ha derretido.

Mxima Presin de Operacin Permisible, MPOP (Maximum AllowableWorking Pressure, MAWP)

(1) Recipientes a presin [3]: es la mxima presin permisible en el tope del

recipiente en su posicin normal de operacin a la temperatura de diseocoincidente especificada para esa presin. Es el menor de los valoresdeterminados de mxima presin de operacin permisible para todas laspartes esenciales del recipiente.

(2) Lneas dentro de las instalaciones [19]: es equivalente a la presin dediseo, y no es menor que la presin a la condicin ms severa depresin interna o externa y coincidente con temperatura (mnima o

mxima) durante el servicio.

(3) Lneas para los sistemas de transporte de gas [21]: es la mxima presin ala cual puede operar el sistema de gas segn lo establecido en el cdigo.

(4) L l i t d t t d hid b l id [20]


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Modos de Falla Mecnica (Mechanical Failure Modes)

Proceso o procesos que individualmente o combinando sus efectos producenuna falla mecnica [53], los ms frecuentes son:

A) Arrastramiento, fluencia lenta (creep), deformacin debida a un esfuerzoconstante.

B) Corrosin, vase la Seccin 11.

C) Desgaste (wear), la erosin del fluido del proceso es una posible causa.

D) Fatiga (fatigue).

E) Fractura, el material se rompe antes de tener deformaciones significativas.Una temperatura baja es una de las posibles causas.

F) Impacto (impact), se origina cuando el material es sujeto a cargas noelsticas.

G) Pandeo, desplazamiento (buckling).

H) Plasticidad, fluencia (yielding), es un tipo de deformacin en los materialesdctiles.

Partes por Milln (Parts per Million)

Notacin cientfica y de ingeniera que indica una parte entre 1 000 000 departes, una parte entre 106o un valor de 1106:

0000001

1ppm1 =


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Sistema de Alivio (Relevo) de Presin (Pressure Relieving System)

Instalacin de un dispositivo de alivio de presin, lneas y medios paratransporte y disposicin de los fluidos de alivio en fase gaseosa, lquida oambas. Un sistema de alivio de presin puede consistir en una sola vlvula dealivio o disco de ruptura, con la lnea de salida, en un recipiente o lnea. Unsistema ms complejo puede contar con varios dispositivos de alivioconectados a un sistema de recoleccin y los equipos finales de disposicin:KO Drum, mechurrio o venteo. Consltese el INEDON Gua de Diseo para losSistemas de Alivio de Presin, N 903-HM120-P09-GUD-041.

Soldadura (Welding)Proceso de fabricacin en donde se realiza la unin de dos materiales,generalmente metales o termoplsticos, usualmente logrado por medio de lacoalescencia (o fusin), en la cual las piezas son soldadas derritiendo ambas yagregando un material de relleno derretido (Figura 7). Este relleno tiene unpunto de fusin menor que la pieza a soldar para conseguir un charco dematerial fundido que, al enfriarse, se convierte en un empalme fuerte.

Temperatura Mnima de Diseo del Metal, TMDM (Minimum Design MetalTemperature, MDMT)

Mnima temperatura esperada en servicio para el metal [3], excepto cuando sepermiten temperaturas ms bajas segn la ASME Sec VIII Div 1 [3]. La TMDMmarcada en la placa de identificacin corresponde a una presin coincidentecon la MPOP. Basado en lo anterior, la MDMT es la temperatura lmite que el

material de un recipiente o lnea puede soportar a la presin de diseo sinrequerir una prueba de impacto.

Tratamiento Trmico Post-Soldadura (Post-Welded Heat Treatment, PWHT)

P d l t i t d ld d d b j d l t t
http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-041.pdfhttp://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-041.pdf


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Unidades de Medicin de Presin

El SI establece que las unidades de presin no llevan la letra a paravalores absolutos ni g para valores manomtricos. Actualmente, losestndares estadounidenses tambin estn comenzando a usar el SI,especialmente cuando son estndares idnticos para la ISO. El SI indicaque la palabra presin es calificada apropiadamente. Ejemplo: presinabsoluta de 10 kPa. Sin embargo, este INEDON an emplea lasunidades barg, bara, psia, psig, etc. hasta que el uso del SI est msgeneralizado.

Velocidad de Corrosin (Corrosion Rate)Medida para conocer la resistencia de los materiales a la corrosin o laeficiencia de un inhibidor de corrosin. El Cuadro 2 muestra una manera simplede convertir datos entre las unidades ms comunes de medicin de lacorrosin, por ejemplo en corriente de corrosin (mAcm2), prdida de masa(gm2da1) y velocidad de penetracin (mmao1o mpy) [54].

Cuadro 2. Unidades de medicin de corrosin.mAcm2 mmao1 mpy gm2da1

mAcm 1 3,28M/nd 129M/nd 8,95M/n

mmao 0,306nd/M 1 39,4 2,74d

mpy 0,00777nd/M 0,0254 1 0,0694d

gm

da

0,112n/M 0,365/d 14,4/d 1

Donde:

mpy es una unidad de medicin inglesa y equivale a milli-inch per year( il )


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mAcm mmyear mpy gm day

mAcm 1 11,6 456 249

mmyear 0,0863 1 39,4 21,6

mpy 0,00219 0,0254 1 0,547gm2day1 0,00401 0,0463 1,83 1

Cuando la velocidad de corrosin es determinada por la prdida de masa de unmaterial, se suele usar la ecuacin siguiente [30]:

][g/cm[h]][in

[mg]534

[mpy] 32 el metaldensidad dtiemporea

masaprdida de

nde corrosiVelocidad

=

Velocidad de corrosin[mm/ao] = 0,0254 velocidad de corrosin[mpy]

Zona Afectada por el Calor (Heat Af fected Zone, HAZ)

Porcin del metal base que no es derretido durante el proceso de soldadura

(Figura 7); pero cuyas microestructuras y propiedades mecnicas son alteradaspor el calor y pueden ser afectadas por la corrosin.

Figura 7. Esquema de una soldadura.

Soldadura

Zona afectada por el calorMaterial base

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Figura 8. Materiales de construccin descritos en este INEDON.

10.1. Metales Ferrosos y sus Aleaciones

10.1.1. Acero al Carbono

MATERIALES DE CONSTRUCCIN

Metales Ferrosos ysus Aleaciones

Metales No Ferrososy sus Aleaciones

CompuestosInorgnicos NoMetlicos

CompuestosOrgnicos NoMetlicos

Acero al Carbono

Hierros Fundidos

Aceros de BajaAleacin

Aceros Inoxidables

Nquel y susAleaciones

Cobre y sus Aleaciones

Aluminio y susAleaciones

Titanio

Polivinilo de Cloruro(PVC)

Polipropileno (PP)

Polivinilideno deFluoruro (PVDF)

Plsticos Reforzadoscon Fibra de Vidrio

(FRP)

Polivinilo de CloruroClorado (CPVC)

Polietileno (PE)

Politetrafluoruro-Etileno(PTFE)

Fluoroetilenopropileno(FEP)

Tantalio

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Cuadro 3. Designaciones de los aceros en funcin del contenido de carbono.

DesignacinContenido de carbono

[%]

Bajo 0,10 a 0,25

Medio 0,25 a 0,45

Alto 0,45 a 0,95

Muy alto 0,95 a 2,1

10.1.2. Aceros de Baja AleacinLos aceros de baja aleacin (low-alloy steel) contienen uno o ms elementosde aleacin para mejorar las propiedades metlicas o la resistencia a lacorrosin que el acero al carbono.

Un ejemplo tpico de un acero de baja aleacin contiene 0,4 % de carbono,0,7 % de manganeso, 1,85 % de nquel, 0,8 % de cromo, y 0,25 % de

molibdeno. El nquel aumenta la fuerza, mejora las propiedades a bajatemperatura y la resistencia a la corrosin. El cromo mejora la dureza, laresistencia a la abrasin, la corrosin y la oxidacin. El molibdeno proveefortaleza a altas temperaturas.

Los elementos de aleacin producen una capa adherente de xido ajustada ydensa, pero la resistencia a la corrosin es similar al acero al carbono parasoluciones cidas y alcalinas. Sin embargo, la mayor dureza permite paredes

ms delgadas en los equipos de procesos fabricados con acero de bajaaleacin.

Varios de los aceros de baja aleacin son usados para servicios de altatemperatura (por ejemplo, vapor de alta presin), los ms comunes para lasl f t d l ASTM A 335 P11 (1 25 C 0 5 M ) P21 (3 C 1 M )

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Los aceros inoxidables son resistentes a la corrosin, altas y bajastemperaturas, y no contaminan los fluidos del proceso. La Figura 9 muestra laclasificacin de los aceros inoxidables ms comunes.

Figura 9. Clasificacin de los aceros inoxidables por el contenido de aleacin y

su microestructura.

Los aceros inoxidables comunes estn divididos en cuatro grandes grupos:

A) Aceros inoxidables austenticos (austenitic stainless steels):

ACEROS INOXIDABLES

Tipos con Cromo

Martensticos Ferrticos

403,410,414,416,

416Se,420,431,

440A,440B,440C

405,430,

430F,430Se,

442,446

Tipos con Cromo-Nquel

Austenticos Semiaustenticos

201, 202,301, 302,

302B, 303,303Se, 304,304L, 305,308, 309,

309S, 310,

310S, 314,316, 316L,317, 321,

321H, 347,347H, 348

PH 15-7 Mo,17-7 PH,AM 355

Martensticos

17-4 PH,15-5 PH,

StainlessW

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Tambin existen las variantes con alto contenido de carbono (letra H:high) y los que tienen nitrgeno aadido (de 0,1 % a 0,3 %) para aumentarsu resistencia a la extensin (letra N).

El Tipo 304 (18 Cr-8 Ni-0,08 C) es usado en condiciones de oxidacindonde la corrosin intergranular no es un problema, pero s la resistenciaa la corrosin o pureza de los productos.

La adicin de molibdeno produce los Tipos 316 (18 Cr-12 Ni-3 Mo) y 317(18 Cr-13 Ni-4 Mo), los cuales tienen una resistencia mejorada a medioscon cloro, as como qumicos especficos (cidos orgnicos, aminas, etc.).

En la actualidad existen aceros inoxidables superaustentico como el UNSS31254 (ASTM A 249, de 6 % a 6,5 % de Mo), el cual es una alternativaeconmica con respecto al titanio para los tubos de los condensadores delas centrales de generacin de potencia [76]y es usado desde comienzo delos aos 80 [31].

B) Aceros inoxidables ferrticos (ferritic stainless steels):

Contienen entre 15 % y 30 % de cromo, con un bajo contenido de carbono(0,1 %). Un ejemplo tpico es el Tipo 430 (UNS S43000). El alto contenidode cromo mejora la resistencia a la corrosin, pero no tienen buenaresistencia contra cidos reductores como el HCl. Solucionesmedianamente corrosivas y medios oxidantes pueden ser usados con estaclase de aceros inoxidables.

Los aceros inoxidables de la Serie 400 (ejemplo, 405, 409, 410, 410S, 430

y 446) son susceptibles a la fragilizacin por temperaturas cercanas a475 C (885 F) [9]. Su uso debe ser evitado en platos de destilacin eintercambiadores de calor que operen a la mencionada temperatura defragilizacin.

L i id bl f ti l UNS S44735 UNS

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grupo. Son usados en medios poco corrosivos (condiciones atmosfricas,agua fresca). La resistencia a la corrosin es menor que para los acerosaustenticos.

D) Otro sub-grupo de los aceros inoxidables es el denominado dplex, conuna distribucin de aproximadamente 50:50 de ferrtico y austentico,diseado para mejorar la fuerza y la resistencia a los efectos del cloro.

Los Tipos ms comunes son la aleacin 2205 (UNS S310803, 22 Cr-6 Ni-3 Mo) y la 255 (UNS S32550, 26 Cr-6 Ni-3 Mo-2 Cu). Adicionalmenteexisten marcas comerciales como el Durcomet100.

Los aceros inoxidables dplex como las aleaciones 2205, 2304 y 2507son susceptibles a la fragilizacin por temperaturas cercanas a 475 C(885 F) [9]. Su uso debe ser evitado en platos de destilacin eintercambiadores de calor que operen a la mencionada temperatura defragilizacin.

Cuadro 4. Resumen de la definicin de los aceros inoxidables segn elAISI/SAE.

Serie Tipo (a) Informacin

100 101102

Usados para muebles.

200 201202205

Aceros austenticos de aleaciones de cromo, nquel ymanganeso.

300 Aceros austenticos de aleaciones de cromo y nquel.

301 Muy dctil, para productos maquinados.

302 Resistencia a la corrosin igual que el Tipo 304; perocon un poco ms de fuerza debido al mayor contenido

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Cuadro 4. Resumen de la definicin de los aceros inoxidables segn elAISI/SAE.

Serie Tipo a Informacin

304L Versin con 0,03 % de carbono (vs 0,08 % del 304)para minimizar la precipitacin de carburos durante lasoldadura. La L indica que es un Grado con bajocontenido de carbono.

316 Contiene molibdeno para prevenir tipos especficos decorrosin. Adems del uso en plantas de procesospetroqumicos, tambin es usado en las industrias de la

alimentacin y en la medicina.316L Similar a lo indicado para el 304L.

400 Aleaciones ferrticas y martensticas.

408 Resistente al calor, mala resistencia a la corrosin,11 % de cromo y 8 % de nquel.

409 Ferrtico, Tipo ms econmico.

410 Martenstico, alta dureza.420 Martenstico, usado para cubiertos y equipos mdicos.

430 Ferrtico. Adems del uso en plantas de procesospetroqumicos, tambin es usado para decoracin.

440 Grado alto de acero para cubiertos.

446 Para servicios de alta temperatura

600 Aleaciones martensticas endurecidas por precipitacin.

630 Tipo ms comn, conocido como PH 17-4 (17 Cr-4 Ni).

Nota:(a) El nmero del Tipo segn el AISI/SAE es usado tambin en la normativa del

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Cuadro 5. Ejemplos del uso del acero inoxidable dplex en la industria de larefinacin del petrleo [16].

AplicacinResistencia a la corrosin o

mecanismos de falla

Unidades de hidroprocesamiento

Efluente de los enfriadores por airede los reactores

Corrosin por NH4HS

Condensadores del tope (cima) dela columna de despojamiento

Corrosin por NH4HS

Efluente de los intercambiadores dealimentacin a la columna defraccionamiento o reactor

Corrosin por H2/H2S, SCC por cloro

Despojadores de agua agria

Rehervidores Corrosin por sales, SCC por cloro

Intercambiadores de la alimentacin

o producto de fondo

Corrosin por NH4HS

Condensadores de tope o bombasde recirculacin entre platos (pump-around)

Corrosin por NH4HS

Unidades de crudo

Condensadores de tope (cima) de

las torres atmosfricas ointercambiadores de tope/crudo

Corrosin por sales o por HCl, SCC

por cloro, H2S hmedo

Condensadores tipo jet por vaco Corrosin por sales, SCC por cloro,H2S hmedo

Enfriador de la salmuera del Corrosin por sales SCC por cloro

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PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-054 Rev. 2

GUA SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIN Y LA CORROSIN

Cuadro 5. Ejemplos del uso del acero inoxidable dplex en la industria de larefinacin del petrleo [16].

AplicacinResistencia a la corrosin o

mecanismos de falla

Unidades de aminas para remocin de H2S

Condensador de la torreabsorbedora (regeneradora)

Corrosin por NH4HS

Enfriador de amina pobre Corrosin por amina caliente

Rehervidor y recuperador de amina(reclaimer)

Corrosin por amina caliente, gascido y cloruros

FCC y recuperacin de ligeros

Condensador de tope (cima) de lafraccionadora

Corrosin por NH4HS

Enfriador interetapa del compresor Corrosin por NH4HS

Rehervidor de la desetanizadora Corrosin por H2S hmedo

CoquificacinCondensador de tope (cima) de lafraccionadora

Corrosin por NH4HS

Enfriadores interetapas delcompresor de tope (cima) de lafraccionadora

Corrosin por NH4HS

10.1.4. Hierro Fundido

Los denominados hierros fundidos o colados (cast irons) no son, generalmente,fuertes como material estructural, pero debido a su bajo costo son ampliamenteusados en la industria.

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El hierro fundido gris tiene excelentes propiedades de amortiguacin, es decirla habilidad para absorber vibracin, as como resistencia al desgaste. Sinembargo, el hierro fundido gris es quebradizo y con pobre resistencia alimpacto y el choque.

En importantes excepciones, el hierro fundido gris tiene resistencia a lacorrosin similar al acero al carbono. Resisten corrosin atmosfrica comoataques de aguas naturales y neutrales, y suelos neutrales.

El hierro fundido gris es resistente a los cidos concentrados (ntrico, sulfrico,fosfrico) as como a las soluciones alcalinas y custicas. Vlvulas, bombas ylneas de hierro fundido gris son comunes en plantas de cido sulfrico [73].

cidos disueltos y soluciones de sales-cidos atacan este material.

10.1.6. Hierro Fundido Blanco

El hierro fundido blanco (white cast iron) es quebradizo y difcil de maquinar. Esmuy resistente a la abrasin y el desgaste. Este material es usado comorevestimiento y para bolas de pulverizacin, e impulsores de bombas.

10.1.7. Aleaciones del Hierro FundidoLa resistencia a la corrosin del hierro fundido puede ser mejorada por mediode aleaciones.

Los hierros fundidos con alto contenido de silicn (high-silicon cast irons) tienenuna excelente resistencia a la corrosin. El material conocido como Durioncontiene de 13 % a 16 % de silicn. Mientras que el Durichlor contiene

adicionalmente 4 % de cromo. Estas aleaciones no son fciles de maquinar nisoldar y tiene que ser protegidas contra choques trmicos o mecnicos. Loshierros con silicn son muy usados en servicio de cido sulfrico, dado que nose ven afectados por el cido sulfrico independientemente de suconcentracin.

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10.1.8. Composicin de los Metales Ferrosos

El Anexo 8 contiene cuadros con las composiciones de aceros al carbono,aleaciones de hierro fundido, aceros inoxidables, aleaciones de nquel y de

aluminio.

10.2. Metales No Ferrosos y sus Aleaciones

10.2.1. Nquel y sus Aleaciones

Las aleaciones con base de nquel son numerosas comercialmente. Una de lasms conocidas es el Monel400 (UNS N04400, aprox. 67Ni-30Cu), el cual esresistente a los cidos y alcalinos en la ausencia de agentes oxidantes. Laresistencia a la corrosin es generalmente superior a la de sus componentes,siendo ms resistente que el nquel en medios de reduccin y ms resistenteque el cobre en medios de oxidacin. El Monelpuede ser usado para cidosulfrico diluido (concentracin en peso menor de 80 %), aunque la aeracinpuede incrementar la corrosin. Tambin puede soportar cido hidrofluordrico(HF) hasta 92 % en peso y 115 C (239 F). Soluciones alcalinas tienen poco

efecto sobre el Monel.10.2.2. Aleaciones Medias en Nquel

Las aleaciones medias en nquel (medium Ni-alloys) son un grupo, en sumayora, de aleaciones propietarias con una mejor resistencia a la corrosinque los aceros inoxidables. El miembro ms popular de este grupo es el

Alloy 20 (UNS N08020, aprox. 20 Cr-33 Fe-36 Ni-4 Cu-3 Mo-0,07 C), el cual fue

originalmente desarrollado para una resistencia mayor al cido sulfrico que elacero inoxidable. Variantes propietarias del Alloy 20 son el Durimet y elWorthite.

Otros miembros del grupo de las aleaciones medias son el Incoloy 825 (40 Ni-21 C 3 M 2 25 C ) l H t ll G 3 (44 Ni 22 C 6 5 M 0 05 C)

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10.2.3. Aleaciones Altas en Nquel

Las aleaciones altas en nquel (high Ni-alloy) tienen los Tipos HastelloyB-3,Chlorimet 2, Chlorimet 3, HastelloyC-276, HastelloyC-4, InconelAlloy 600

y Monel400, entre otros.

A continuacin, algunos ejemplos de los usos y propiedades para una seleccinde las aleaciones de altas en nquel:

A) Hastelloy B-2 (UNS N10665, 61 Ni-28 Mo): tiene alta resistencia paratodas las concentraciones de cido clorhdrico a altas temperaturas en laausencia de agentes oxidantes. El efecto del cido sulfrico es bajo paratodas las concentraciones hasta una temperatura de 65 C (150 F). Loscidos oxidantes y las sales corroen rpidamente esta aleacin. Mientrasque las soluciones alcalinas le causan poco dao. Esta aleacin tiene unaexcelente resistencia a la corrosin por tensin y a los ataques en lneasde corte y zonas afectadas por calor.

B) HastelloyC-276 (UNS N10276,15,5 Cr-15,5 Mo-3 W): es resistente a

las soluciones altamente oxidantes de cloruro, como cloro hmedo ysoluciones de hipoclorito. Es una de las pocas aleaciones resistentestotalmente al agua de mar. Sus aplicaciones se encuentran en los camposdel control de la polucin, procesos qumicos, tratamiento de efluvios yproduccin de pasta de papel.

C) InconelAlloy 600 (UNS N06600, 16 Cr-8 Fe-0,15 C): tiene una excelenteresistencia a la corrosin de soluciones alcalinas calientes. Tambin

resiste halgenos y sus cidos a altas temperaturas. Sus aplicacionesincluyen elementos para hornos, sectores qumico, alimentos y nuclear.

D) Monel Alloy 400 (66,5 Ni-31,5 Cu): tiene alta resistencia mecnica yexcelente resistencia a la corrosin en una variedad de medios cidos y

l li i l t d d i d t d t

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10.2.4. Aluminio y sus Aleaciones

El aluminio y sus aleaciones son resistentes a los cidos oxidantes y otrosqumicos, dentro de parmetros especficos de uso. Son resistentes a los

qumicos orgnicos y algunos solventes clorados, y alcoholes anhdridos.Pueden resistir aminas concentradas, pero son atacados por solucionesacuosas como fuertes soluciones alcalinas (por ejemplo, las soluciones de sodacustica).

La resistencia a la corrosin del aluminio y sus aleaciones es sensible a trazasde contaminacin. Pequeas cantidades de mercurio, iones de metalespesados, o iones de cloruro pueden causar una rpida falla.

La facilidad con que se puede maquinar el aluminio y sus aleaciones, permiteun amplio uso en la industria. La conductividad trmica del aluminio es 60 % delcobre puro, por lo cual es usado en muchas aplicaciones para transferencia decalor.

El uso principal del aluminio en las instalaciones de procesos (y desde el

objetivo de este INEDON) es para las aletas (fins) de los intercambiadores decalor de superficie extendida y en los intercambiadores criognicos (cajasfras).

10.2.5. Cobre y sus Aleaciones

El cobre y sus aleaciones son muy usados en procesos qumicos debido a suconductividad trmica y elctrica. La conductividad trmica es el casi el doble

del aluminio y el 90 % de la plata. El cobre tiene generalmente alta resistencia aambientes marinos, alcalinos y solventes. cidos oxidantes corroenrpidamente el cobre. Sin embargo, las aleaciones tienen propiedadesdiferentes a las del cobre puro.

E t l l i d b t l b l l ti t

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10.2.6. Titanio

El titanio est disponible en un rango de aleaciones diferentes, los grados msresistentes a la corrosin son Titanio Gr. 2 (UNS R50400), Gr. 7 (UNS R52400,

Gr. 11 (UNS R52250, con 0,15 % de Pd) y Titano Gr. 12 (UNS R53400, con0,3 % de Mo y 0,8 % de Ni) [81]. El titanio y sus aleaciones tienen buenaresistencia a la corrosin por su fuerte capa de xido, la cual es ms protectoraque la formada por los aceros inoxidables, y tiene buen desempeo en fluidoscomo agua de mar (para una temperatura menor de 110 C [230 F]),ambientes altamente oxidantes como cloro hmedo y cido ntrico fuerte (conciertos lmites).

El Titanio Gr. 2 es un material comn para los tubos de los condensadores devapor en las centrales de generacin de potencia que usan agua de mar,salmuera o efluentes del tratamiento de agua de desecho municipal comomedio de enfriamiento.

Algunas de las desventajas del titanio son que no es fcil de maquinar y lasoldadura es realizada en una atmsfera inerte porque se vuele frgil por la

absorcin de gases como oxgeno, nitrgeno e hidrgeno. Adicionalmente, eltitanio no es recomendado para altas temperaturas debido a la fragilizacin porencima de 250 C (480 F) en servicio de hidrgeno y de 450 C (850 F) enservicio de aire, oxgeno o nitrgeno.

10.2.7. Tantalio

El tantalio (Ta) es un metal pesado relativamente muy costoso (incluso para

enchapado interno) y tiene una densidad mayor al doble del acero. El tantalioes fcil de fabricar, es suave, dctil y maleabe; pero la soldadura debe serrealizada en una atmsfera inerte. En la actualidad, es el metal con mayorresistencia a la corrosin debido a una capa de xido muy resistente, sinembargo, no es adecuado para uso con vapores de cido sulfrico, soluciones

l li li t HF [81] El l i d t i d l

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10.3. Compuestos Inorgnicos No Metlicos

Entre los compuestos inorgnicos no metlicos se encuentran el vidrio, lacermica y el cemento.

El vidrio y la cermica no son usados generalmente en el manejo de fluidos delos procesos. En cuanto al cemento, este puede ser utilizado comorecubrimiento interno para las lneas que manejan agua salada, consltese elINEDON Instructivo de Especificaciones de Materiales de Tuberas, N 903-P3060-T05-GUD-X02.

10.4. Compuestos Orgnicos No Metlicos

Los compuestos orgnicos no metlicos (plsticos) tienen un uso limitado atemperaturas y presiones moderadas. El Cuadro 6 muestra el resumen de lastemperaturas mximas de servicio recomendadas para los plsticos descritosms adelante en este INEDON. La mnima temperatura de serviciorecomendada es generalmente de 29 C (20 F) para todos los plsticos

Adicionalmente, los plsticos son poco resistentes al abuso mecnico, tienenbaja resistencia a los solventes (con algunas excepciones). Sin embargo,

tienen poco peso, buen aislamiento trmico, son fciles de fabricar y tienenbajos factores de friccin.

Los plsticos tienen, generalmente, excelente resistencia a cidos mineralesdbiles; pero son afectados por soluciones de sales inorgnicas. Debido a quelos plsticos no se corroen electroqumicamente, tienen una gran ventaja sobrelos metales. Sin embargo, existen limitaciones para el uso de plsticos en laindustria petrolera y petroqumica; a continuacin, algunos ejemplos segn la

Ref. [19] (Part7: Materials, seccin A323.4.2: Specific Requirements.):

A) No pueden ser usados en servicios de fluidos inflamables, salvo que secumplan todas las condiciones siguientes:

) El t d l l d DN 25 (1 NPS)

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http://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX02.PDFhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX02.PDFhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX02.PDFhttp://ineweb/3060diseno/instructivos/T05GUX02.PDF


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Cuadro 6. Temperaturas mximas de servicio recomendadas para los plsticos.

CompuestoTemperatura mxima

[C (F)]

PVC 60 C (140 F)CPVC 99 C (210 F)

PP 82 C (180 F)

PE 49 C (120 F)

PVDF 138 C (280 F)

PTFE 260 C (500 F)

FEP 200 C (390 F)

FRP(con resinas epxicas)

149 C (300 F)

FRP(con resinas de polister y ster de vinilo)

93 C (200 F)

RTP 93 C (200 F)

Nota general:Los lmites de temperatura son vlidos para los materiales mostrados arriba y noson una evidencia de su uso efectivo con servicios especficos a estastemperaturas. El personal de las Disciplinas de Ingeniera es exhortado a consultaral fabricante para aplicaciones especficas, especialmente cuando la temperaturadel fluido del proceso est cercada a los lmites mostrados.

d) Se consideren las precauciones del Apndice F del ASME B31.3,

prrafos F323.1 (a) al (c).

B) Tienen que ser protegidos cuando son usados en un servicio distinto alFluido de Servicio Categora D.

C) PVC CPVC d d i i d i

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10.4.2. Polivinilo de Cloruro Clorado (CPVC)

El CPVC es muy usado para manejar fluidos corrosivos hasta 99 C (210 F).En cuanto a la resistencia qumica es comparable con el PVC. El CPVC, adiferencia del PVC, es resistente a los rayos ultravioleta sin necesidad de

proteccin externa (por ejemplo, la pintura).

10.4.3. Polipropileno (PP)

El PP es el ms ligero de los termoplsticos usados como material de laslneas. Tiene excelente resistencia qumica y puede ser usado a temperaturasde hasta 82 C (180 F). El PP es muy usado en la industria para servicios querequieren resistencia a compuestos azufrados, lneas de disposicin de aguasalada y agua desmineralizada.

10.4.4. Polietileno (PE)

El PE tiene una resistencia mecnica relativamente baja, pero tiene buenaresistencia a los qumicos a temperaturas por debajo de 49 C (120 F). LosTipos I y II (baja y alta densidad, respectivamente) son usados frecuentementeen recipientes y lneas. El PE es considerado excelente para el manejo delodos (slurry) abrasivos.

10.4.5. Polifluoruro de Vinilideno (PVDF)

El PVDF es un plstico con fluoruro, fuerte y resistente a la abrasin. Resistedistorsin y es capaz de mantener la dureza hasta 138 C (280 F). El PVDF escapaz de manejar halgenos (por ejemplo, el cloro y bromo) secos y hmedos;

tambin resiste la mayora de los cidos, bases y solventes orgnicos. PVDFno es recomendado para soluciones custicas fuertes. Uno de los usos msfrecuentes, es para agua desionizada.

10.4.6. Politetrafluoruro de Etileno (PTFE)

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con la excepcin que no se recomienda para exposiciones continuas atemperaturas por encima de 200 C (390 F).

10.4.8. Plsticos Reforzados con Fibra de Vidrio (FRP)

Los FRP incluyen resinas epxicas (por ejemplo, diglicidil-ster de bisfenol A),resinas de polister, ster de vinilo, etc. Las ventajas para la industria petrolera,qumica y petroqumica son el bajo costo inicial, bajo mantenimiento, ampliorango de resistencia a los productos qumicos, alta dureza, bajo peso, fcilfabricacin, flexibilidad del diseo, etc. La mxima temperatura recomendada[72] para uso de las resinas epxicas es 149 C (300 F), para resinas depolister y de ster de vinilo se recomienda 93 C (200 F). La mnimatemperatura recomendada para FRP es 29 C (20 F).

10.4.9. Termoplsticos Reforzados

Materiales como PE, poliamida-11 o PVDF son reforzados con poliamidaaromtica (llamada tambin aramida) o con fibra de polister para fabricarlneas (RTP, reinforced thermoplastic pipe) para el transporte de hidrocarburossegn lo establecido en el API RP 15S [7]. Sin embargo existen algunaslimitaciones, por ejemplo:

Lneas de flujo hasta DN 150 (NPS 6).

Presin hasta 345 barg (5000 psig).

Temperatura mxima de 93 C (200 F).

10.4.10. Resistencia de los Plsticos a Productos Qumicos

ElAnexo 6muestra una gua de resistencia a productos qumicos [49]para PVC,CPVC, PP, PVDF, PE, PTFE y resina epxica.

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A) ANSI.

Elabora cdigos para lneas en plantas de procesos qumicos,petroqumicos y petroleros, entre otros.

B) API.

Dentro la diversidad de normativa para la industria del petrleo y del gas,el API tiene la Specification for Line Pipe 5L [4] y otras, las cualescontienen los requerimientos para la fabricacin de lneas de acero y otrasaleaciones.

C) ASME.

Genera los cdigos de calderas y recipientes a presin. Lasdesignaciones estn basadas en los nmeros de las especificaciones ycomienzan generalmente con SA-XXX o SB-XXX. En la literatura y losdocumentos de fabricantes se encuentran las designaciones con espacioen blanco (SA XXX) o sin este (SAXXX). El uso del guin est acorde conla Ref. [2].

D) ASTM.

Elabora las especificaciones de la mayora de los materiales usados enlos cdigos de lneas del ANSI y de calderas y recipientes a presin del

ASME. Las designaciones de los materiales usan los nmeros de lasespecificaciones y comienzan con A XXX o B XXX. Las designaciones del

ASME y del ASTM varan en que el ASME antepone la letra S, pero los

nmeros son iguales. En la literatura y los documentos de fabricantes seencuentran las designaciones con guin (A-XXX) o sin este (AXXX). Elespacio en blanco es el usado en las especificaciones del ASTM.

E) SAE.

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Figura 10. Ejemplo del ASME SEC II Parte D

[2]

.Informacin sobre las designaciones del ASME y ASTM:

Las designaciones del ASME y del ASTM varan la numeracin segn laforma del producto Ejemplos para el acero inoxidable 304 (UNS S30400):

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La Figura 10 es un ejemplo extrado del ASME SEC II Parte D (Table1A) [2]donde se muestra la composicin nominal, la forma del producto, elnmero de la especificacin, el Tipo o Grado y la designacin UNS.

La normativa ASME y ASTM con la letra M despus del nmero, porejemplo A 182M, indica que usa unidades mtricas; la normativa con y sinla M (A 182/A 182M), indica el uso de unidades inglesas y mtricas.

En la actualidad, la normativa internacional incluye las designaciones del UNS.El Anexo 2 muestra el cuadro con los nmeros de las series primarias delUNS [28]. El Anexo 4 contiene las equivalencias en las nomenclaturas de losmateriales segn el uso.

Cuadro 7. Lista de materiales (resumida) .

MaterialEjemplo con cdigo del

UNS

Aleaciones de aluminio

Aluminio puro comercial A91100

Aleacin con manganeso A93003

Aleacin con manganeso y silicn A96063

Hierro y acero

Acero al carbono o acero de baja aleacin G1030, G4340

Hierro fundido gris F10001

Hierro fundido con alto contenido de nquelHierro fundido con 15 % de Ni F41000

Hierro fundido con 20 % de Ni F41002

Hierro fundido con 30 % de Ni F41004

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UNS

9 Cr S50400

3,5 Ni K32025

Acero inoxidable

Martenstico S41000

Ferrtico S43000

Austentico (18-8) S30403

Austentico (18-12-3) S31603

Acero inoxidable de alto desempeo

Ferrtico (1 Mo) S44625

Ferrtico (4 Mo) S44700

Austentico sin Mo S31003

Austentico con Mo S31254Dplex S31803

Aleaciones con alto contenido de silicn (Propietarias)

Aleaciones de alto desempeo ricas en nquel

Sin Mo N08800

3 % de Mo N08825, N08020

6 % de MoN08028, N08026,

N06007

Aleaciones en base de nquel sin cromo

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UNS

Aleaciones en base de nquel con cromo

Sin Mo N06600

Alto contenido de MoN06625, N10276,

N06022

Aleaciones en base de cobre

Cobre C11000

Bronce-aluminio C6140090-10 Cu-Ni C70600

70-30 Cu-Ni C71500

Metales reactivos, refractarios

Titanio Gr. 1 R50250



Titanio Gr. 7 Pd R52400

Titanio Gr. 11 Pd R52250


Termoplsticos

Polietileno (PE) ---

Polipropileno (PP) ---

Polivinilo de cloruro (PVC) ---

P li i il d l l d (CPVC)

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disuelven 5 toneladas de acero en el mundo. En este INEDON se desarrolla eltema de la corrosin originada por el fluido del proceso dentro de la lnea o elequipo, mas no de la corrosin externa.

La corrosin se define como la alteracin que causa el medio en un objeto

manufacturado, excluyendo los efectos puramente mecnicos (como eldesgaste por frotacin y la ruptura por impactos). Los ejemplos ms conocidosson las alteraciones qumicas de los metales a causa del aire, como laherrumbre del hierro y el acero o la formacin de patina verde en el cobre y susaleaciones (bronce, latn). Sin embargo, la corrosin es un fenmeno muchoms amplio que afecta a todos los materiales (metales, cermicas, polmeros,etc.) y todos los ambientes (medios acuosos, atmsfera, alta temperatura, etc.).

La terminologa estndar (en idioma ingls) sobre corrosin puede ser obtenidade la Ref. [29].

11.1. Errores Comunes Relaciones con la Corrosin

Los errores que hay que evitar con respecto a la corrosin son [36]:

A) La falta de comprensin del fluido o servicio con corrosin, por ejemplo,establecer slo el cido predominante sin otros detalles como el pH,potenciales de oxidacin y reduccin, temperatura, sales en solucin,condiciones del flujo del fluido, nuevos aspectos o cambios en el procesoqumico.

B) La atencin en la corrosin general; pero ignorando la corrosinlocalizada.

C) La omisin del servicio alcalino. Slo porque las soluciones alcalinasfuertes no causan corrosin general severa en el acero al carbono o elinoxidable, no se debe olvidar la corrosin con esfuerzo, el agrietamiento(ASCC) o los efectos sobre otros materiales.

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soportar cidos reductores, una pequea cantidad (en partes por milln)de un producto qumico oxidante puede tener efectos devastadores.

G) La omisin de rastros de productos qumicos. Los lmites de lasconcentraciones de cloruro para los aceros inoxidables y de amonaco

para las aleaciones a base de cobre son en el orden de las partes pormilln.

11.2. Proceso de la Corrosin

La corrosin produce un material no deseado, diferente al metal original ypuede tener como consecuencia la prdida de propiedades de ese metal. Elproducto ms comn de la corrosin es la herrumbre (u xido) que aparece en

la superficie del acero:

Acero Herrumbre

Para que esto ocurra, el principal componente del acero, el hierro (Fe), en lasuperficie sigue los pasos siguientes:

A) El tomo de hierro puede perder algunos electrones y adquiere una cargapositiva. Esto favorece la unin de otros grupos de tomos cargadosnegativamente:

Fe Fen++ nelectronesB) La otra parte de la reaccin se realiza en la presencia de agua y oxgeno:

O2+ 2H2O + 4e4OH

C) Los iones cargados negativamente se combinan con el hierro, ignorandolos electrones se obtiene:

2Fe + O2+ 2H2O 2Fe(OH)2

Hi + A di lt Hid id d hi

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PROCESOS


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Los pasos anteriores permiten resumir lo siguiente del proceso de corrosin:

A) Iones estn involucrados y necesitan un medio para moverse, usualmenteel agua.

B) El oxgeno est involucrado y es suministrado.

C) El metal est dispuesto a ceder electrones para comenzar el proceso.

D) Se forma un nuevo material, el cual puede reaccionar de maneradesfavorable o puede proteger al metal original.

Algo muy importante es que una interferencia en alguno de los pasos, permitedetener la corrosin o disminuir su efecto.

11.3. Materiales No Metlicos

El fenmeno de la corrosin aplica a

903-hm120-p09-gud-054 (materoales y corrosion).pdf

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