DISMINUCIÓN DE LA CALIDAD DE LAS TUBERÍAS, INEVITABLE A LA CORROSIÓN.

Escrito por: David Hdez
11 julio, 2018

El escenario es lamentablemente demasiado familiar. Una llamada telefónica preocupada relacionada con la corrosión o falla generalizada de la tubería, a pesar de que se tomaron todas las medidas estándar y aceptadas por la industria para evitar dicho evento.

En muchos casos, se implementaron precauciones adicionales tales como sistemas automáticos de filtración de agua, controles extensivos de alimentación de productos químicos y monitoreo de químicos / corrosión. Para algunos otros, consultores de corrosión de terceros monitorearon cada aspecto del programa de tratamiento de agua. Sin embargo, para muchos, ninguna de sus acciones hizo alguna diferencia y los fracasos aún ocurrieron.

Si bien en muchos ejemplos existen programas de tratamiento de agua químicos inadecuados, inadecuados o mal administrados y mantenidos, la mayoría de los problemas de corrosión se desarrollan a pesar de la evidencia de que el control de la corrosión ha sido un elemento de alta prioridad. En realidad, cualquier compañía química de tratamiento de agua y su representante tienen el gran interés subyacente de proporcionar el mejor servicio posible para cada cliente, ampliando así su contrato pasado el primer año.

Los resultados, sin embargo, a menudo son muy diferentes a los planeados originalmente, y la destrucción de sistemas de tuberías prácticamente nuevos se está convirtiendo en un fenómeno en crecimiento que lamentablemente se nos presenta cada semana. (Lectura de antecedentes: las causas clave de la corrosión dependiente del sistema en los sistemas de tuberías).

Resultados Décadas atrás.

Volvemos a 1982 y nuestra entrada en el campo de control de la corrosión cuando la corrosión de la tubería, incluso en las áreas más peligrosas del agua del condensador y los sistemas de tuberías de agua de proceso, era casi un problema. Para sistemas de tuberías cerradas, como agua fría, recalentamiento, agua caliente o sistemas secundarios, simplemente no existían problemas de corrosión. Y nadie consideraría que la corrosión podría desarrollarse en un sistema de rociadores contra incendios. Se esperaba que la tubería de acero galvanizado durara casi para siempre.

El tratamiento del agua hace apenas 40 años a menudo no era más que una cucharada aproximada de inhibidor químico vertido en la bandeja de la torre de enfriamiento o en el alimentador de derivación de manera diaria o semanal, o con frecuencia, cuando se recordaba. Los biocidas se alimentaron de manera similar, o se agregaron solo después de que el relleno de la torre de enfriamiento se volvió verde.

Una bomba de alimentación de precisión en un temporizador de ciclo de 24 horas fue la primera mejora importante en el tratamiento químico. La dosificación basada en el uso del medidor de agua y el equipo de control de purga automatizado basado en la conductividad apenas comenzaban a implementarse a principios de los años ochenta. Los cupones de corrosión generalmente se consideraron innecesarios, al igual que la filtración de agua. En resumen, la corrosión de las tuberías y su impacto en las operaciones de construcción a menudo estaban lo más cerca posible de la escala de preocupación.

Una perspectiva histórica.

Nuestra participación de más de 33 años en el campo del control y la monitorización de la corrosión ha producido pruebas irrefutables de los niveles mucho más altos de actividad de corrosión que existen en la actualidad. Con más de 776 investigaciones de tuberías ultrasónicas de propiedades que datan de 1,5 años, hasta el año 1865, hemos acumulado un volumen masivo de datos duros. De hecho, más de 5.7 millones de mediciones de espesor de pared en más de 1.926 sistemas de tuberías respaldan esta opinión más allá del debate.

Las investigaciones ultrasónicas anteriores han documentado sistemas de tuberías cerradas más antiguas de la década de 1950, sin historial de tratamiento químico alguno, con un espesor de pared aún alto y uniforme cerca de las nuevas especificaciones de fábrica de ASTM. Las instalaciones de agua de condensador más antiguas de la década de 1940 todavía se han encontrado en nuevas especificaciones extra pesadas. En el caso de una instalación, donde la tubería de la torre de enfriamiento exterior de acero nunca fue pintada, su sello ASTM de 1947 -expuesto a los elementos y el exceso de pulverización de la torre de enfriamiento durante más de 62 años- todavía estaba intacto y era fácil de leer.

En una de nuestras investigaciones más antiguas, las pruebas identificaron la tubería de agua doméstica de acero galvanizado original en una propiedad de la ciudad de Nueva York en 1896 (muy gastada, pero aún aceptable para su uso). También hemos documentado un sistema de rociadores contra incendios instalado en San Francisco en 1907, justo después del gran terremoto y el fuego, en casi nuevas condiciones. Y un edificio de oficinas de la ciudad de Nueva York de gran altura desde 1959 con sus elevadores de agua de condensador de 24 “a 0.500” – aún en su especificación original de espesor ASTM 56 años después.

Para las propiedades de construcción estadounidenses en las que hemos identificado la instalación de la tubería de Bethlehem Steel, los resultados sobresalientes están prácticamente garantizados, independientemente del nivel de protección química o mantenimiento provisto. Los sistemas de calefacción a vapor de tubería única de 1906, que utilizan tuberías de Bethlehem Steel, han sido evaluados con otros 250 años de servicio disponibles.

El tubo de hierro forjado (eliminado de la fabricación en 1965), con sus marcas distintivas de rayado cruzado, es extremadamente resistente y, naturalmente, resistente a la corrosión. Para prácticamente cualquier aplicación de servicios de construcción en la que se haya instalado, desde agua condensada hasta agua fría y extinción de incendios, a menudo se puede esperar una vida útil de más de 150 años.

Fuerte diferencia a hoy.

Contrastamos estos resultados sobresalientes con los que se encuentran comúnmente hoy en día, y donde se gasta una mayor atención y un mayor costo para controlar la actividad de la corrosión, aunque con resultados a menudo decepcionantes.

Los problemas son a nivel nacional. La actividad de corrosión avanzada en tres condominios de lujo separados destruyó sus sistemas de agua de condensador en solo 5-7 años. Un centro de datos informático crítico de $ 1 mil millones perdió casi 0.100 “de pared de tubería en menos de tres años, casi el doble del espesor de pared estimado por ASME durante toda la vida útil de un sistema de agua de condensador típico.

Hemos documentado tasas de corrosión de las tuberías de acero en condiciones de tratamiento químico bien controladas que se acercan a 40 MPY, superando en realidad las que hemos creado deliberadamente en una cabina de prueba de corrosión por aspersión salina ASTM. Los edificios han reemplazado sus sistemas enteros de tubería de agua del condensador que tienen una tasa de corrosión de 9 MPY, solo para descubrir que su nueva tubería se está corroyendo a 28 MPY.

Hemos identificado muchos sistemas de protección contra incendios que no solo han llegado al final de su vida útil útil en tan solo cinco años, sino que también han producido suficientes depósitos internos de óxido de hierro durante ese tiempo como para obstruir los cabezales de rociadores y evitar su funcionamiento.

En el siguiente ejemplo, se creó suficiente producto de corrosión dentro de este sistema de rociadores contra incendios “seco” de estacionamiento de ocho años para cubrir completamente las líneas de despegue de la rama lateral. Si ocurriera un incendio, no se habría entregado agua a las cabezas de los aspersores contra incendios. Más que una amenaza potencial, las personas han perdido la vida como resultado de esta forma de corrosión más mortal.

El fracaso de la tubería de acero galvanizada del programa 40 para la distribución de agua doméstica ahora es una ocurrencia común, documentada en una gran instalación deportiva en menos de cinco años, y en un hotel de lujo recientemente construido en menos de un año y medio. (Se puede encontrar más información sobre este tema en Top 10 Corrosion Threats.) Las fallas prematuras a gran escala de las tuberías de acero galvanizado tanto en el agua doméstica como en los sistemas de protección contra incendios han obligado a muchos ingenieros de diseño a evitar su uso. Sin embargo, la industria es inflexible en que nada ha cambiado en la producción de tubos de acero galvanizado en los últimos 100 años.

Pero algo ha cambiado.

Se han producido muchos eventos en los últimos 35 años que han resultado en mejoras y reducciones en el control de la corrosión de la tubería.

Existe poco debate genuino de que los actuales productos químicos para el control de la corrosión sean menos efectivos en las condiciones operativas del mundo real que los productos usados ??hace décadas: el resultado inevitable de las restricciones gubernamentales, las regulaciones y los crecientes costos de los productos químicos.

Al mismo tiempo, la alimentación química se ha vuelto significativamente más precisa y confiable, con la supervisión de los niveles químicos, los parámetros de purga y tratamiento del agua ahora disponibles de forma instantánea en su computadora o teléfono inteligente. La mayoría de las estaciones de alimentación química modernas mantendrán automáticamente el tratamiento químico con precisión a niveles establecidos siempre que el equipo se mantenga adecuadamente.

La filtración de agua, prácticamente desconocida hace algunas décadas, ahora es casi estándar para los sistemas de tuberías abiertos y cerrados más grandes. Aunque con demasiada frecuencia se especificó de manera inadecuada, de tamaño incorrecto y casi siempre se instaló donde menos efectivo, ahora se reconoce que la filtración de agua es extremadamente importante para todos los sistemas de tuberías HVAC, especialmente las torres de enfriamiento.

La filtración de agua de flujo total, que es el único método efectivo adecuado para sistemas abiertos de torres de enfriamiento, rara vez se instala. En cambio, se seleccionan filtros de arena de muy bajo flujo que compiten entre sí en función de su captura más baja de partículas submicrométricas. Se instalan sistemas de filtración de flujo lateral altamente sofisticados, a menudo incorrectos, y generalmente ignoran el hecho de que todas las partículas más pesadas no capturadas en la primera pasada se asentarán y, por lo tanto, nunca se eliminarán.

Diseños de diseño de tuberías.

Los diseños de ingeniería de los sistemas de tubería de agua de condensador y proceso han cambiado significativamente con el resultado de promover inadvertidamente niveles de corrosión mucho más altos. El interés de proporcionar redundancia absoluta así como la expansión futura a gran escala puede verse bien en una pantalla de dibujo CAD, pero se convierte en una pesadilla inductora de corrosión debido a los muchos callejones sin salida y las zonas de bajo flujo creadas. Las pequeñas líneas de derivación en los callejones sin salida, destinadas a mantener el movimiento del agua, en realidad son inútiles y no proporcionan ningún beneficio en absoluto.

De hecho, la mayor amenaza para la mayoría de los sistemas de tuberías no es su tasa de corrosión, donde incluso una alta pérdida de corrosión de 5 MPY proporcionará 50 años de servicio para una tubería de mayor tamaño. En cambio, es el volumen 18 veces mayor de óxido de hierro producto creado y luego atrapado dentro del sistema para producir picaduras de depósitos secundarias mucho más severas a 25 MPY.

Monitoreo de corrosión.

Cuando la actividad de la corrosión y la salud del sistema son monitoreadas por cupones de corrosión, la pérdida real de la pared de la tubería típicamente se reporta por lo menos 3-10 veces, ya sea que se mida por 1 cupón o 3 conjuntos de cupones mantenidos por 3 consultores de corrosión independientes. (Para obtener más información sobre cupones de corrosión, lea Cupones de corrosión: ¿Por qué no basta con confiar en un método de prueba).

Para las áreas de un sistema de tubería abierto sujeto a la sedimentación de óxido y partículas, como cabeceras de gran diámetro, líneas de derivación, crossovers, futuros y tirajes de distribución de plomo, los cupones de corrosión no pueden proporcionar ninguna estimación posible de pérdida de pared, dejando así la condición de las áreas más vulnerables de cada sistema de tuberías son totalmente desconocidas.

Sin otra forma confiable de monitoreo de la corrosión, la confianza total en los cupones de corrosión a menudo resulta en una sorpresa en unos pocos años debido a problemas de corrosión que realmente comenzaron a desarrollarse en el primer día.

Menor calidad de tubería

Pocas personas conocedoras que manejen e instalen tuberías en las últimas décadas incluso cuestionarían la afirmación de que la tubería actual es de una calidad mucho más baja, tanto física como en su resistencia a la corrosión. Si bien las importaciones extranjeras de tubos a los Estados Unidos fueron originalmente culpadas de muchas fallas del sistema, ahora vemos el mismo nivel de problemas que involucran productos de tubería genuinos fabricados en los Estados Unidos.

La calidad inferior no solo es común para las tuberías de acero al carbono, sino también para las tuberías de acero galvanizado y cobre. Reemplazar la tubería de acero galvanizado que duró por primera vez 65 años significa una falla probable de la nueva tubería en solo 5-10 años.

El tubo de cobre, que tradicionalmente ha ofrecido una vida útil casi ilimitada, ahora se está produciendo no solo de menor tamaño en su espesor de pared similar al acero, sino que también tiene una pobre uniformidad. La misma tubería de cobre Tipo K con sello ASTM puede estar por encima de las dimensiones Tipo L en un lado y cerca del Tipo M en otro. Las tasas de corrosión, tradicionalmente por debajo de 0.3 MPY, ahora son más comunes por encima de 1 MPY.

Pared de tubería inferior

Retrocediendo en el tiempo, solo 20 años, casi todas las tuberías de acero fueron fabricadas a su especificación de espesor de pared definida por ASTM o superior. En el ejemplo de un tubo de 82 años de antigüedad, medimos 0.534 “de espesor de pared para tubos de hierro forjado extra pesado originalmente fabricados con una especificación de espesor ASTM A72 de 0.512”.

Sin embargo, a diferencia de hace décadas, la mayoría de los tubos fabricados hoy en día son de tamaño insuficiente, y con frecuencia a un límite de tolerancia 12.5% ??más bajo permitido por ASTM. Esto significa que la nueva tubería de 10 “programa 40 destinada para una nueva torre de enfriamiento no es 0.365” estampada de lado, pero a menudo 12.5% ??debajo de esa dimensión o de hecho más cerca de 0.319 “.

Impacto negativo acumulativo

Múltiples cambios en la industria de las tuberías presentan amenazas significativas, aunque en su mayoría no reconocidas, para todos los propietarios de edificios, desarrolladores, administradores de propiedades, ingenieros en jefe e ingenieros profesionales.

Las fallas de tuberías avanzadas que documentamos regularmente en las propiedades de construcción más nuevas contrastan notablemente con prácticamente todos los edificios antiguos evaluados de forma similar, y se están volviendo mucho más dramáticos en comparación debido a:

-Tratamiento químico menos efectivo

-Tubo de menor calidad

-Diseños complicados de tuberías

-Horarios de tubería más finos

-Grosor de la pared del tubo inferior

-Filtración de agua ineficaz

-Influencias verdes

En muchos aspectos, es una “tormenta perfecta” de problemas críticamente interdependientes que se mueven todos en la dirección equivocada. Y desde nuestra perspectiva, reforzado a menudo, parece que no hay interés o incentivo para revertir su curso.

FUENTE: CORROSIONPEDIA


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