boletin de corrosion en tanques de crudos

5/16/2018 Boletin de Corrosion en Tanques de Crudos - slidepdf.com

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Resumen

En este trabajo se presentan resultados relacionados con la agresividad corrosiva de los fluidos de agua de crudo

de la Terminal Marítima de Dos Bocas (TMDB), sobre la efectividad de los métodos de control anticorrosivo ysobre medidas de control que podrían adoptarse. Asimismo, este artículo forma parte de un trabajo realizado porpersonal del Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) durante el año 2002.

La corrosión en tanques es de naturaleza electroquímica y tiene su origen en la fase acuosa que acompaña al crudoal ser extraído del subsuelo. En el caso de los tanques de almacenamiento, la fase acuosa se separa en el fondo,ocasionado el mojado de las placas de acero del fondo y su degradación. Debido al limitado acceso al interior deltanque durante su operación, se diseñó un dispositivo de pruebas que fue conectado a una válvula de drenado de untanque de la terminal. El trabajo experimental buscó evaluar la agresividad de los fluidos, el tipo de productos decorrosión formados y la eficacia de la protección catódica y de los recubrimientos. Adicionalmente, se recolectaronmuestras de fluidos para analizar el nivel de agresividad natural que presenta el agua de los tres tipos de crudos: Maya,Olmeca e Istmo, manejados en la terminal, estudiando muestras de acero y de fluidos de planta bajo condicionescontroladas de laboratorio. La agresividad se obtuvo de mediciones de velocidades de reacción de corrosión y deanálisis de actividad microbiana. Se analizó la factibilidad de aplicar el método de protección catódica, observando su

efectividad, así como formas particulares de corrosión como la que ocurre en los pontones. Los resultados del estudioconducen a proponer un esquema de monitoreo para el seguimiento de la integridad de los recubrimientos, la opera-ción de la protección catódica y la corrosión en tanques, con el que se podría tener un mejor control de la operaciónde los métodos anticorrosivos y de la degradación que ocurre por corrosión.

Evaluación de la problemáticaEvaluación de la problemáticaEvaluación de la problemáticaEvaluación de la problemáticaEvaluación de la problemática

de corrosión en fondos dede corrosión en fondos dede corrosión en fondos dede corrosión en fondos dede corrosión en fondos detanques de almacenamiento detanques de almacenamiento detanques de almacenamiento detanques de almacenamiento detanques de almacenamiento de

petróleo crudopetróleo crudopetróleo crudopetróleo crudopetróleo crudo

José M. Malo T., Jorge Uruchurtu C.,

Beatriz Meza y Luis F. López C.*

Introducción

La corrosión es un procesoelectroquímico y, por lo mismo,asume la presencia de agua en al-guna forma. Por tanto, en el ma-nejo de hidrocarburos, la corro-sión sólo toma lugar ante la pre-

sencia de agua como contaminan-te del hidrocarburo. La presen-cia de agua puede presentar diver-sas formas: como una fase sepa-rada, como gotas en una mezclaagua-aceite o como una películadelgada de agua sobre el acero.Los principales efectos corrosivosasociados al agua de crudo se ex-plican a partir de especies agresi-

vas como son el dióxido de carbono (CO2 ) y el ácido sulfhídrico (H2S).Ambas especies actúan como catalizadores de las reacciones de corrosión,es decir, facilitan las reacciones de oxidación del acero y de reducción dehidrógeno y oxígeno del agua. Además, en los tanques de almacenamien-to de hidrocarburos el problema se puede ver agravado por la presenciade otros agentes agresivos como el oxígeno, la acción de bacterias y elalto contenido de cloruros que hacen inestables los productos de corro-sión que podrían actuar como barreras protectoras.

La corrosión interior de los tanques de almacenamiento de hidrocar-buros se puede dividir en tres zonas: (a) el techo del tanque, (b) la pared y(c) el fondo como se ilustra en la Figura 1. En el caso del techo o domodel tanque, la corrosión se genera en el espacio entre éste y la fase dehidrocarburo y tiene su origen en un mecanismo de condensación delagua en forma de una película delgada de la misma, en la que se disuelveny actúan los agentes agresivos. En el caso de la pared del tanque, ocurre

* Región Marina Suroeste, Pemex Exploración y Producción.

Aplicaciones tecnológicas



12Boletín IIE, enero-marzo del 2003

Figura 1. Zonas de corrosión en un tanque de almacenamiento.

por el contacto de la fase acuosa contenida en el crudo en forma de gotas;este proceso generalmente es mitigado por el crudo mismo, que forma unafase continua que dificulta el mojado de la pared por el agua. Un caso muydiferente es el del fondo del tanque que es mojado directamente por la faseacuosa por períodos prolongados de tiempo, en tanto el agua es drenada.

Las principales formas de control de corrosión en tanques de alma-cenamiento consisten en aplicar barreras protectoras, es decir recubri-mientos, que aíslan al acero del medio acuoso. Al envejecer, los recu-brimientos desarrollan defectos, siendo éstos sitios susceptibles de corro-sión cuya gravedad radica en la función de la agresividad natural del agua decrudo. Por esta razón, es posible complementar el uso del recubrimientocon protección catódica, a través del que se modifica el potencial eléctricodel acero reduciendo la velocidad de las reacciones de corrosión, aun en losdefectos del recubrimiento. Una estrategia de control de la corrosión adi-cional consiste en el drenado periódico de agua de los tanques, sin embargo,existe la preocupación de que el sistema de protección catódica se impregnede crudo al retirarse el agua y bajar el hidrocarburo hasta el fondo.

Hoy en día no se cuenta con métodos de inspección que permitandeterminar el estado del fondo del tanque por lo que típicamente se reti-ran de operación cada 5 años. Si se consideran las dimensiones de los 14tanques de almacenamiento de la TMDB (80 m de diámetro y 14 m dealto) y los altos costos del vaciado, la interrupción de la operación y elalto costo de mantenimiento de los tanques, se comprende la necesidadde optimizar los métodos de protección que redundarían en periodos máslargos entre salidas de tanques.

Corrosividad del agua de tanques de almacenamiento

En esta sección se presentan los resultados de la evaluación de la agresividadcorrosiva natural de agua de fondo de tanques de almacenamiento. Las velo-cidades de corrosión sirven como una referencia que permite justificar yadoptar medidas protectoras y estimar el riesgo que se corre si estas medidasno operaran correctamente. Se busca determinar cuál es el nivel decorrosividad esperado por el contacto del acero de fondo de los tanques conla fase acuosa que ahí se separa del crudo. Ya que la corrosión ocurre porreacciones electroquímicas, se utilizaron métodos electroquímicos para ob-

tener la información de la agresi-vidad corrosiva.

Las pruebas efectuadas se rea-

lizaron en dos condiciones:• Pruebas de corrosión en untanque de pruebas conectadoal tanque de almacenamientode crudo Istmo (TV-5010), rea-lizándose pruebas en muestrasde acero sujetas a una inmer-sión prolongada (1-3 meses).

• Pruebas de corrosión de res-puesta rápida a partir de mues-tras de fase acuosa obtenidasde los fondos de los tanquesde crudos Maya, Olmeca e Ist-mo, realizadas en laboratorio

a diferentes temperaturas.

Adicionalmente, se realiza-ron pruebas de actividadmicrobiana a través del creci-miento de dos variedades típicasen medios de cultivo.

Pruebas en sitio (TMDB)

La pruebas en sitio buscan simu-lar lo más posible las condicio-nes de operación de los tanquesde almacenamiento. Llevar este

enfoque a la práctica se dificul-ta, debido a los limitados acce-sos que el diseño de un tanquede almacenamiento contemplapara introducir muestras de ace-ro o probetas de prueba. Ejem-plos de sitios de acceso son elcaso de el tubo guía, el tubo demuestreo o los sellos del domo,que tienen como inconvenienteel ser espacios reducidos de tra-bajo y la exposición del perso-nal a emisiones nocivas. Comoalternativa, en este proyecto sebuscó contar con una sección ex-perimental de pruebas que per-mitiera realizar estudios del efec-to de una exposición prolonga-da del acero a un medio acuosode un tanque de almacenamien-to. Este esquema de pruebas de-bía cumplir con los siguiente re-querimientos:

Corrosión por salmue-ra rica en CO

2, H

2S,

Cl-, O2

y bacterias

Depósito de sulfurode hierro

Mezcla de aguaen crudo

Película de aguacondensada

AceroFase acuosaCrudo



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• Permitir que la corrosión ocu-rra libremente en el tiempo,desarrollando productos de

corrosión, ataque por bacte-rias, efecto de la proteccióncatódica, etc., que son fenóme-nos que no se manifiestan conclaridad en un período corto.

• No interferir con la opera-ción del tanque de almacena-miento.

• Contar con un fluido repre-sentativo del fondo del tan-que y con capacidad de re-frescar el flujo.

• Contar con aislamiento de laatmósfera (evitar ingreso de

oxígeno) y permitir colocary retirar muestras a diferen-tes períodos.

El tanque de pruebas fue ins-talado a un costado del tanque TV-5010, que almacena crudo Istmo.En la Figura 2 se muestra el esque-ma de conexión del tanque depruebas. El ingreso de agua al tan-que de pruebas se realiza a travésde la apertura periódica de la vál-vula del drenaje aceitoso, entran-do por la parte inferior del tanque

de pruebas. En la parte superior,el tanque de pruebas cuenta conun desagüe, por que rebosa el aguaal alcanzar su nivel máximo per-mitido. El agua que sale del tan-que de pruebas se lleva al drenajeaceitoso.

Procedimiento experimental

Las pruebas electroquímicas develocidades de corrosión se reali-zaron utilizando muestras de pla-ca de fondo de los tanques. A par-tir de la placa se maquinaronespecimenes de 1 cm2 de superfi-cie que fueron embebidos en unaresina aislante tipo poliester, paraexponer una sola cara, y pulidos alija de carburo de silicio. Cada elec-trodo estuvo soldado a un alam-bre de cobre aislado, que comuni-caba al instrumento de medición

ubicado en el exterior del tanque de pruebas. Los electrodos son introduci-dos al tanque de pruebas a través de un acceso en la tapa del tanque.

Para medir las velocidades de corrosión se utilizó un instrumento

potenciosto-galvanostato, modelo Gill8 AC de ACM Instruments, que escontrolado por una computadora personal. Ese instrumento permite po-larizar, es decir, modificar el potencial del electrodo Trabajo construidode acero, permitiendo obtener la respuesta en corriente a un estímulo enpotencial. Los potenciales referidos son medidos respecto a un electrodode referencia de cobre-sulfato de cobre, que también es introducido por latapa del tanque de pruebas. Un tercer electrodo, el denominado Auxiliaro Contraelectrodo, cerró el circuito con el electrodo Trabajo, permitien-do el paso de la corriente necesaria para polarizar al electrodo de acero aun valor de potencial deseado.

El tipo de estímulo en potencial aplicado al electrodo de acero consis-te de una rampa por debajo del potencial de corrosión, obteniéndose asíla llamada Rama catódica. Después de una pausa de 20 minutos, se aplicaotra rampa en dirección positiva, obteniendo la llamada Rama anódica.

Se puede inferir la velocidad de corrosión de cualquiera de las dos for-mas, particularmente de la extrapolación de zonas lineales al potencial decorrosión se puede leer la densidad de corriente, o sea la velocidad decorrosión (Thompson y Prayer, 1998).

Resultados

Como resultado de las pruebas en sitio, se obtuvo gráficamente una curvacatódica típica de una muestra de acero de fondo con un periodo de in-mersión de 3 meses en el tanque de pruebas. Las curvas catódicas presen-tan un control difusional, probablemente de oxígeno como agente agresi-vo, lo que se manifiesta por una zona semivertical en corriente cerca delpotencial de corrosión. La extrapolación de la zona lineal permite calcu-lar valores de adelgazamiento de la pared entre 60 y 137 milésimas de

pulgada por año (MPY).Con estos resultados se puede apreciar que los valores de corrosión

naturales para el acero en agua de crudo Istmo son altos, es decir, el aceropresenta poca resistencia a la corrosión, que corresponde a un adelgaza-miento del orden de 2.5 mm/año.

Pese a que en esta prueba se ha dado oportunidad de que los produc-tos de corrosión se generen en la superficie, esperando introducir barre-ras protectoras, estos productos no tienen propiedades protectoras queobstaculicen el fenómeno de corrosión.

Pruebas en laboratorio

En esta sección se presentan los resultados de mediciones de velocidadesde corrosión de electrodos de acero, fabricados de placa de fondo detanque frente a muestras de fluidos recolectados en la TMDB. En con-traste con la sección anterior, las pruebas se realizan en el laboratorio decorrosión del IIE, trabajando sobre muestras de acero a tres temperatu-ras en un intervalo de temperaturas que se presentan en la terminal.

A diferencia de las pruebas en el tanque de pruebas, aquí fue posibletrabajar con los tres tipos de agua de crudos estudiados, Maya, Olmeca eIstmo. Debido a que la inmersión es más corta, de pocas horas, el nivel deagresividad es la de un material con los productos de corrosión que llegana formarse en el período de prueba.






Los fluidos son recolectados en la TMDB en recipientes herméticos, queson llenados hasta el tope del cuello, buscando evitar el ingreso de oxíge-no. Las muestras son trasladadas al laboratorio de pruebas donde se co-nectan a un circuito cerrado, como se muestra en la Figura 3. La tapa delrecipiente hermético es cambiada por un tapón con dos conductos devidrio, uno más corto que el otro. Después, se traslada una muestra de200 ml a la celda de pruebas presionando con nitrógeno el tubo más cor-to, que tuvo de ser desaireada con nitrógeno previamente. La celda depruebas contiene un arreglo de tres electrodos (Trabajo, Auxiliar y Refe-rencia) con los que se pueden polarizar la muestras de acero e inferir velo-

cidades de corrosión, como seexplicó en una sección anterior.Asimismo, la celda cuenta con

una chaqueta de vidrio con la quese controla la temperatura delfluido en la celda de pruebas.

En este caso, el cálculo de lavelocidades de corrosión es pormedio de la extrapolación deTafel de la rama anódica, cuandopresenta una zona lineal clara.

Resultados

Los resultados obtenidos sonarrojados por curvas de polariza-ción anódicas de las diferentes

aguas de crudos a tres tempera-turas típicas de operación. Aun-que se realizaron otro tipo depruebas durante el estudio, los au-tores del reporte concluyeronque las ramas anódicas permitenlas mediciones más representati-vas de la velocidad de corrosión.

En la Tabla 1 se presentanvalores relativos de velocidadesde corrosión para aleacionesferrosas y los términos común-mente utilizados para calificarlas.En la Tabla 2 se resumen los va-

lores de velocidades de corrosiónpara los casos estudiados. Las ve-locidades de corrosión se presen-tan tanto en unidades de densi-dad de corriente (miliamperiospor cm2 ) como en unidades deadelgazamiento del acero, es de-cir, MPY y mm/año.

Con la información de estastablas se puede concluir que losniveles de agresividad obtenidospara los tres tipos de crudos, a lastres temperaturas evaluadas, hacenver al acero de fondo como un ma-terial poco resistente a la corrosiónfrente al agua de crudo. El espesorde placa de fondo es de 6.4 mm,por lo que los periodos potencia-les de vida menores a 5 años delacero de fondo son confirmadospor los resultados. El nivel de agre-sividad justifica el uso de medidasde protección anticorrosivas.

Figura 3. Arreglo experimental para efectuar pruebas de corro-

sión en laboratorio.

Figura 2. Diagrama de instalación de tanque de pruebas.



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La agresividad corrosiva delcrudo Maya es mayor a la del Ist-mo y a la del Olmeca. Los opera-

rios de la terminal asumen me-nor agresividad en tanques de cru-do Istmo, debido al mayor con-tenido de agua (6% vol) compa-rado con el Maya (> 1% vol). Sinembargo, de acuerdo a los resul-tados, los tanques de crudo Mayapueden sufrir daños mayores.

No se observa un aumento enla agresividad por efecto de unatemperatura mayor. El fenómenocorrosivo es relativamente insen-sible al cambio de la temperatura.

Corrosión Microbiológica

La Corrosión Microbiológica oCorrosión Influenciada Micro-biológicamente (CIM) es una for-ma de corrosión ocasionada porla acción de bacterias. La CIMconsiste en la formación de de-pósitos (nódulos) y el subsecuen-te mecanismo de ataque por pi-cado bajo-depósitos (Baboian,1995). Esto puede conducir albloqueo de tuberías y rápido adel-gazamiento de paredes de equi-

pos. Es una forma de corrosiónque requiere ser evaluada pormétodos especializados, a menu-do diferentes de los métodos paraevaluar otras formas de corro-sión, particularmente porqueinvolucran la presencia y detec-ción de seres vivos.

En este estudio, el trabajo seha orientado a la detección de dostipos de bacterias que predomi-nan en tanques de almacenamien-to de crudos: las Bacterias Pro-ductoras de Ácido (BPA) y lasBacterias de Bajos Nutrientes(BBN). Las BBN son bacteriasque se desarrollan en ambientescon bajos niveles de alimento or-gánico, como el agua potable, elagua de tanques u otros y sonbacterias aeróbicas. En el caso delas BPA, como su nombre lo in-dica, generan ácidos a través de

su metabolismo, que oxidan los metales. Las pruebas microbiológicas usa-das, utilizan medios de cultivo donde se reproducen estas dos variedades de

bacterias esenciales para el diagnóstico de problemas microbianos en tanquede almacenamiento de crudos.


Se tomaron muestras de los tanques TV-5010 con agua de crudo Itsmo,TV-5002 con agua de crudo Olmeca y TV-5004 con agua de crudo Maya.También se removieron muestras de productos de corrosión superficia-les de una placa con exposición mayor a dos meses en agua de crudoIstmo y se diluyeron en agua del mismo tipo de crudo. Utilizando una jeringa esterilizada, se inyectaron muestras de 1 cc en un primer frasco delos medios de cultivo tanto de las BBN, como las de BPA. En otros fras-cos de cultivo nuevo, se generó una dilución 1 a 10, a partir de 1 cc delprimer frasco. De esta manera, por cada muestra de agua de crudo, se

tuvieron dos concentraciones de bacterias, la segunda diez veces más di-luida que la primera; tanto para las pruebas de BNN como las de BPA.

Para las BPA se observa, como prueba de la presencia de este tipo demicroorganismos, el cambio de color de rojo (color original) a amarilloanaranjado (presencia de bacterias) o a amarillo más tenue (mayor presen-cia de bacterias). Si el frasco conserva el color rojo indica la ausencia delos microorganismos. Para las BNN se observa, como prueba de la pre-sencia de este tipo de microorganismos, turbidez (presencia de bacterias)y la turbidez con depósitos (mayor presencia de bacterias). Si el líquido

Tabla 1. Tabla de criterios relativo de corrosión (Fontana, 1986).

Resistencia a la Velocidades de corrosión

corrosión relativa MPY mm/año

Sobresaliente <1 <0.02

Excelente 1-5 0.02-0.1

Buena 5-20 0.1-0.5

Regular 20-50 0.5-1

Pobre 50-200 1-5

Inaceptable 200+ 5+

Tabla 2. Resumen de resultados de velocidades de corrosión

obtenidas para diferentes aguas de crudos y temperaturas.

Agua de Crudo Temperatura, oC Velocidad de corrosión

mA/cm2 MPY mm/año

Maya Ambiente 0.22 100 2.5

30 0.45 206 5.2

40 0.20 91 2.3

Olmeca Ambiente 0.13 60 1.5

30 0.13 60 1.5

40 0.12 55 1.4

Istmo Ambiente 0.23 105 2.7

30 0.20 91 2.3

40 0.12 55 1.4





del frasco conserva el aspecto cristalino original, indica la ausencia de losmicroorganismos.

Resultados

En la Tabla 3 se resumen los resultados obtenidos. En los tres tipo decrudos, Maya, Itsmo y Olmeca hay evidencias de la actividad de BPA.

En el caso de las BBN, éstas se manifiestan en el crudo Maya. El aguade los crudos Olmeca e Istmo no refleja actividad microbiana por BBNconducente a corrosión.

La muestra tomada de los productos de corrosión de la placa expuestaa agua del crudo Istmo, presenta actividad tanto de BBN como de BPA.

Con los resultados de la Tabla 3 se concluye que la actividad microbianapuede contribuir al fenómeno de corrosión de los tanques de almacena-miento y que se deben considerar medidas para controlar la reproduc-ción y efecto de esta forma de corrosión, como el uso de biocidas y laremoción oportuna de agua de fondo.

Protección catódica de fondo

Mediante la aplicación de un potencial de polarización a un material me-tálico, éste se puede mover en dirección negativa respecto al potencialnatural, para llevarlo a la zona de inmunidad de acuerdo a los diagramasde potencial-pH (Bianchetti, 2000). Bajo este principio opera lo que seconoce como Protección catódica, que puede ser implementada medianteánodos de sacrificio conectados eléctricamente al material a proteger, obien por la aplicación de un potencial externo mediante la corriente im-presa. De igual forma, algunos recubrimientos metálicos, como elgalvanizado, realizan la función de barrera, sacrificándose por el sustratometálico que comúnmente es acero.

Para estudiar el efecto de la protección catódica, su desempeño enpresencia de crudo y agua de fondo de tanque y en los depósitos yensuciamientos producidos en este medio; se propusieron una serie deprueba tanto en campo como en laboratorio. Esto para estudiar lafactibilidad de aplicar con éxito este tipo de protección anticorrosiva, ya

que hay opiniones divergentesrespecto a su eficacia.


En el dispositivo de pruebas ante-riormente descrito y conectado altanque de almacenamiento, sesumergieron una serie de muestrasde diferentes características duran-te 3 meses, para obtener informa-ción referente a diversos procesos;así como de la eficacia de la pro-tección catódica. Las muestras su-mergidas fueron:

1. Placa de vidrio para observar

el tipo de depósitos y ensu-ciamiento.

2. Placas de acero sin y con pro-tección catódica (con unánodo de cinc conectado).

3. Muestras de tubos de patas deacero del techo flotante (pon-tón), sin aplicación de esfuer-zo, con aplicación de esfuer-zo y con aplicación de esfuer-zo y protección catódica.

Resultados

La Figura 4 presenta la compara-ción entre la muestra de vidrio yla placas con y sin proteccióncatódica. Es evidente el leve ensu-ciamiento de la placa de vidrio yel crecimiento de productos decorrosión en la placa de acero sinprotección catódica. El ensucia-miento y el posible crecimientobacteriano, se ven reflejados en laplaca de acero, que muestra unagran capa de depósitos y produc-tos de corrosión, que pueden sos-tener reacciones aceleradas bajo losdepósitos debido a las especies quí-micas presentes y a la formación deceldas de concentración diferencial.

Contrastando con estas con-diciones, se observa la placa deacero de 10 x 15 cm a la que se leconectó eléctricamente un cubocon una cara expuesta de 1 cm2,de un ánodo de sacrificio de zinc

Tabla 3. Resultados de actividad microbiana de fluidos acuosos

que acompañan a crudos.

BBN BPA

Olmeca Negativo Positivo

Moderado: 10 a 100 bac/ml

Maya Positivo Positivo

Alto: de 1,000 a 10,000 Alto: 1,000-10,000 bac/ml

bac/ml

Istmo Negativo Positivo

Alto: 1,000-10,000 bac/ml

Istmo, placa Positivo Positivo

de acero Moderado: 10 a 100 Moderado: 10 a 100 bac/ml

bac/ml



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(relación de áreas 1:10). La placano presenta prácticamente pro-ductos de corrosión como los de

la placa anterior, observándosesolo las sales de zinc (productoblanco acumulado sobre la super-ficie del acero), provocadas porde la disolución del ánodo deri-vada de la protección catódicaotorgada a la placa y que evitóque ésta se corroyera.

Además de todo esto, debe deconsiderarse la distribución dedaños en el fondo de un tanque deacuerdo a estudio realizados en laTMDB por otros autores, dondese ha observado que el adelgaza-

miento más grande se presenta enlas secciones externas, del contor-no del fondo. En la sección centrallos daños son menores. Esto esatribuible a la topografía que pre-senta el fondo, donde la acumula-ción de agua es favorecida en lassecciones mencionadas. Asumien-do esta distribución, el diseño dela protección catódica debería ha-cerse colocando los ánodos en lassecciones en donde la corrosión esmás severa, en vez de adoptar unadistribución uniforme de ánodos

en el fondo, como se acostumbra.

Pruebas de desempeño de

pontones

Los pontones son elementostubulares donde descansa el domodel tanque cuando alcanza su ni-vel menor. El acero puede presen-tar una forma de corrosión acele-rada conocida como corrosiónbajo esfuerzo, en electrólitos comoagua de mar con ácido sulfhídricoy bióxido de carbono o en presen-cia de esfuerzos mecánicos. Estetipo de corrosión puede ser 100 o1000 veces mayor que la que sepresenta en los materiales sin es-fuerzo presente. En las patas (pon-tones) del domo flotante de lostanques de almacenamiento se haobservado y reportado corrosiónacelerada cerca de la zona de apo-

yo de la pata al suelo, lo que también pueden tener explicación por el resqui-cio formado entre la cara inferior del pontón y el fondo del tanque, formán-dose una celda de concentración diferencial.

Para estudiar este fenómeno se prepararon muestras de secciones detubo de acero de las patas con un dispositivo, que simula la aplicación deun esfuerzo mecánico mediante dos placas paralelas atornilladas a ambosextremos del tubo, que se sumergieron en el tanque. Otra de estas mues-tras incluía además placas de zinc como ánodos de sacrificio y para pro-pósitos comparativos se sumergió también una sección tubular sin la apli-cación de esfuerzos.

La sección sin esfuerzos de la Figura 5, presenta la acumulación dedepósitos y productos de corrosión a lo largo de la superficie, como suce-dió en la placa de acero. Estos productos de corrosión obscuros de sulfurode hierro típicos en este medio son muy adherentes, sin embargo en lascara inferior no hay degradación.

La Figura 5 presenta la parte anterior y posterior del tubo de acerosujeto a esfuerzos mecánicos e inmerso por 3 meses. Se puede observaruna gran acumulación de productos de corrosión en la intercara entre laplaca y el tubo (resquicio), e inclusive en la parte posterior se ha extendi-do el ataque un poco más arriba como en el tubo instalado.

Finalmente, en el caso en que se aplicó el esfuerzo mecánico juntocon la protección catódica la muestra no presentó signos de corrosión.

Los resultados de las pruebas hacen evidente la efectividad de la protec-ción catódica para conservar al acero de fondo de tanque frente al agua de

crudo Istmo. La placa de acero sin protección catódica genera abundantesproductos de corrosión en su superficie al igual que el caso del pontón.

Estrategia alternativa

Con base en los resultados encontrados y con la información sobre laoperación y diseño de los tanques, la propuesta de los autores es una es-trategia alternativa para el control de la problemática de corrosión pre-sentada. Ésta se apoya, por un lado, en la correcta operación de los méto-

Figura 4. Detalle de placa de vidrio con ensuciamiento después

de 3 meses de inmersión.





dos de control de la corrosión, como la selección de recubrimientos y eldiseño de la protección catódica y, por otro lado, en la adopción de unmétodo de seguimiento en línea para un tanque de almacenamiento. Este

enfoque permitiría contar con información sobre la degradación del recu-brimiento, la operación efectiva de la protección catódica y la actividad decorrosión presente en un tanque de almacenamiento. El sistema compren-dería el diseño e instalación de sensores colocados en el fondo del tanque,que tendrían la misma preparación que en el fondo (misma especificación yterminado del acero y los recubrimientos) y estarían conectados a un ins-trumento de medición que mida el nivel de protección catódica, la integri-dad de los recubrimientos y la velocidad de corrosión presentes. El sensorestaría comunicado a un sistema de control, almacenamiento y análisis dedatos ubicado fuera del tanque.

Los beneficios de adoptar una estrategia de mantenimiento predictivaredundarían en conocer el grado de integridad del fondo de tanque, lo quehoy se logra sólo vaciando e ingresando al interior de los tanques. Algunosbeneficios adicionales serían la extensión de la vida útil del tanque, el au-mentar de la seguridad y la reducción de costos de mantenimiento.

Conclusiones

Las pruebas de la agresividad corrosiva de los fluidos de crudos Maya,Istmo y Olmeca de tanques de almacenamiento, llevan a considerar vidasrelativamente cortas del acero de fondo, menores a 5 años, que solo pue-den ser extendidas mediante la adopción de métodos de protecciónanticorrosiva. A la agresividad natural del medio se suma la acción de almenos dos tipos de bacterias corrosivas. La protección catódica actúaeficientemente en aguas de crudos y el diseño actual podría ser mejoradoreforzándolo en el área del contorno del fondo, por encima del área cen-tral. De igual forma, un diseño particular podría ser adoptado para el caso

de los pontones del domo. El estudio de la naturaleza del problema dedegradación por corrosión en tanques de almacenamiento, permite propo-ner una estrategia de seguimiento en línea para obtener información de suintegridad, con la que no se cuenta hoy día.

ReferenciasBaboian, R. Corrosion Test and Standards. Application and Interpretation,

ASTM, Philadelphia, 1995, p. 45-75.

Bianchetti, R. Peabody’s Control of Pipeline Corrosion, NACE, Houston, 2000.

Figura 5. Muestras de pontón sin esfuerzo y con esfuerzo (3

meses de inmersión).

Fontana, M. Corrosion Engineering.

McGraw Hill, New York, 1986.

Thompson, N.G. y J. H. Payer.DC

Electrochemical Tests, Methods,NACE, Houston, 1998, p 9-34.

José Maria Malo Tamayo

Ingeniero en energía por la Uni-

versidad Autónoma Metropolitana

(UAM), doctor en Corrosión y Pro-

tección por la Universidad de

Manchester, Inglaterra. Hasta

1989 laboró en el Instituto Mexi-

cano del Petróleo (IMP) y desde

hace 13 años labora en ell Insti-

tuto de Investigaciones Eléctricas.

Es Nivel I del Sistema Nacional

de Investigadores (SNI). Sus

áreas de especialidad son la inhi-

bición de la corrosión, el monito-

reo de corrosión y los sistemas de

información aplicados al control

de la corrosión.

[email protected]

Jorge Uruchurtu Chavarín

Ingeniero en comunicaciones y

electrónica de la Escuela Supe-

rior de Ingeniería Mecánica y

Electrónica (ESIME) del Instituto

Politécnico Nacional (IPN). Maes-

tro en Control de la Contamina-

ción y Medio Ambiente y doctor

en Corrosión y Protección en laUniversidad de Manchester, Ingla-

terra. Es Nivel II del Sistema Na-

cional de Investigadores (SNI).

Sus áreas de interés son la co-

rrosión localizada, la corrosión at-

mosférica y el seguimiento de la

corrosión.

[email protected]

Luis Fernando López Cisneros

Ingeniero electricista por la Univer-

sidad Michoacana de San Nicolás

de Hidalgo (UMSNH). Trabajó en

el IMP en 1998 participando en di-

versos proyectos de instalaciones

costa afuera de Pemex-PEP. Tra-

bajó en Pemex-PEP en el 2000,

supervisando proyectos de ingenie-

ría de detalle y maqueta electróni-

ca de la Terminal Marítima de Dos

Bocas (TMDB), así como en el de-

sarrollo de ingeniería de detalle.

[email protected]

boletin de corrosion en tanques de crudos

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