Comprendiendo las Diferencias: Corrosión por Picaduras vs. Corrosión por Grietas

Corrosión por Picaduras vs. Corrosión por Grietas: Identificando las Diferencias

La corrosión —el deterioro de materiales de ingeniería por interacción química con su entorno— es un problema extraordinariamente costoso. El daño por corrosión no controlada en sistemas de tubería es una causa principal de pérdida de beneficios para aplicaciones marinas y costeras, costando miles de millones cada año. La corrosión puede prevenirse, siempre que las empresas sepan qué buscar y tomen medidas preventivas para reducir los riesgos de corrosión antes de que sea demasiado tarde.

Casi todos los metales utilizados en nuestro mundo se corroen bajo ciertas circunstancias. Hay pasos que pueden tomarse para prevenir la corrosión en aplicaciones de petróleo y gas, particularmente en alta mar. Estos pasos requieren una comprensión fundamental de los diferentes tipos de corrosión y sus causas. Saber dónde buscar corrosión puede minimizar riesgos en plataformas petrolíferas y refinerías, ahorrando tiempo y dinero significativos.

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Cómo Ocurre la Corrosión

La corrosión ocurre cuando un átomo de metal es oxidado por un fluido, lo que lleva a una pérdida de material en la superficie del metal. La pérdida resultante de material reduce el espesor de la pared de componentes hechos de aceros al carbono y de baja aleación que se ven afectados por corrosión general, haciéndolos propensos a fallos mecánicos.

Los sistemas de tubería metálica se usan más a menudo para instrumentación analítica y de proceso, líneas hidráulicas y aplicaciones de control y utilidad. Muchos metales diseñados usados en aplicaciones de petróleo y gas están hechos de acero inoxidable que contiene más del 10% de cromo. Este último ayuda a formar una capa de óxido que protege los metales de la corrosión. La corrosión del acero inoxidable ocurre, sin embargo, cuando las condiciones ambientales hacen que esa capa se descomponga.

Casi todos los metales se corroen bajo ciertas circunstancias. Por ejemplo, el óxido es un subproducto común de la corrosión del acero al carbono, resultante de la corrosión del hierro y la formación de óxido de hierro. Sin embargo, existen muchos otros tipos de corrosión. Cada tipo plantea una amenaza única que debe evaluarse al seleccionar el material óptimo para su aplicación.

Identificación de Tipos Comunes de Corrosión

Hay numerosos tipos de corrosión que pueden causar estragos en instalaciones de petróleo y gas. Muchos tipos de corrosión son específicos de la composición química del metal y el entorno operativo. A medida que continuamos, nos centraremos en dos formas de corrosión localizada en acero inoxidable: picaduras y grietas.

Corrosión por Picaduras

La corrosión por picaduras ocurre cuando la capa protectora de óxido en la superficie del acero inoxidable se descompone, permitiendo que el metal desnudo debajo se vuelva susceptible a una pérdida de electrones a través de oxidación en presencia de una solución acuosa corrosiva. Esta reacción electroquímica inicia la formación de pequeñas cavidades, o "picaduras".

Aunque generalmente detectable mediante inspección visual exhaustiva, estas picaduras pueden crecer lo suficientemente profundo como para perforar completamente la pared de un tubo. La corrosión por picaduras también puede facilitar la iniciación de grietas en componentes con tensión de tracción. Los entornos con concentraciones de cloruro más altas, incluyendo los creados por evaporación de gotas de agua salada depositadas, son propensos a la corrosión por picaduras, especialmente a altas temperaturas.

Al examinar tubería metálica para corrosión por picaduras, busque depósitos de óxido de hierro marrón-rojizo así como picaduras potenciales que puedan haberse formado en la superficie del metal.

Corrosión por Grietas

Similar a la corrosión por picaduras, la corrosión por grietas se inicia con la descomposición de la película protectora de óxido del acero inoxidable y continúa con la formación de picaduras someras. Sin embargo, en lugar de ocurrir a la vista, la corrosión por grietas —como su nombre implica— ocurre en grietas.

En un sistema de fluidos típico, las grietas existen entre la tubería y los soportes o abrazaderas de tubería, entre tramos de tubería adyacentes, y debajo de la suciedad y depósitos que pueden haberse acumulado en las superficies. Las grietas son virtualmente imposibles de evitar en instalaciones de tubería, y las grietas ajustadas plantean uno de los mayores peligros para la integridad del acero inoxidable. La corrosión por grietas ocurre cuando el agua de mar se difunde en una grieta, llevando a un entorno químicamente agresivo donde los iones causantes de corrosión no pueden difundirse fácilmente fuera de la grieta. En tal escenario, toda la superficie dentro de la grieta puede corroerse a un ritmo rápido.

La corrosión por grietas solo puede observarse visualmente cuando se quita una abrazadera de tubería de la tubería instalada. Es importante recordar que la corrosión por grietas puede ocurrir a temperaturas más bajas que la corrosión por picaduras porque se necesita menos esfuerzo para crear una "picadura" debajo de la grieta geométrica (p. ej., la abrazadera de tubo).

Cómo Prevenir la Corrosión

La corrosión puede, en muchas circunstancias, minimizarse educando a la fuerza laboral con conocimientos básicos de materiales:

Selección de Materiales: Primero, considere la elección de materiales para aplicaciones de tubería, desde la propia tubería hasta soportes y abrazaderas de tubos. La tubería de acero inoxidable Tipo 316 funciona bien en muchas instalaciones siempre que se mantenga limpia y las temperaturas no sean excesivamente altas. En climas más cálidos, especialmente en ubicaciones donde los depósitos de sal se forman fácilmente y en instalaciones donde el óxido de vigas y suelos de acero al carbono se acumulan en superficies de acero inoxidable, la corrosión de la tubería de acero inoxidable Tipo 316 se observa más fácilmente.

Para estas situaciones, la tubería de acero inoxidable superaustenítico (p. ej., 6Mo o 6HN) o superdúplex (p. ej., 2507) ofrece una resistencia a la corrosión mucho mejor. La mayor resistencia elástica y a la tracción del acero inoxidable superdúplex también facilita la construcción de sistemas que deben clasificarse a una presión máxima de trabajo permitida (MAWP) más alta. Para evitar errores costosos y determinar qué material es adecuado para su aplicación, contacte a su centro autorizado local de ventas y servicio de Swagelok para orientación en la selección de los productos y materiales adecuados.

Ubicación y Diseño: Las prácticas de sistema cuidadosas son necesarias para la prevención de corrosión para minimizar el número de ubicaciones donde puede ocurrir corrosión por grietas. Una forma de disminuir las grietas en un sistema de tubos es evitar colocar tubería directamente contra paredes o entre sí. Cuando se observa corrosión por grietas en tubería de acero inoxidable Tipo 316, se puede reemplazar la tubería Tipo 316 con tubería más resistente a la corrosión, que puede instalarse con racores para tubos Tipo 316 rentables. Swagelok ofrece varias combinaciones diseñadas de racores para tubos de acero inoxidable Tipo 316 con tubería de diferentes aleaciones resistentes a la corrosión.

Capacitación en Corrosión y Ciencia de Materiales

Más allá de estas medidas simples, el mejor enfoque para prevenir la corrosión implica capacitación en profundidad y la implementación de un programa regular y robusto de monitoreo de corrosión. Swagelok ofrece capacitación en ciencia de materiales para enseñar a ingenieros, asociados técnicos y cualquier otra persona involucrada en el proceso de selección de materiales cómo seleccionar las aleaciones resistentes a la corrosión adecuadas para sus sistemas de fluidos. Construir una comprensión básica de la corrosión —qué aspecto tiene, dónde ocurre y por qué razones— entre quienes trabajan con sistemas de tubería todos los días puede prevenir fallos de material y reparaciones costosas. Contacte a su centro local de ventas y servicio de Swagelok para saber cómo un programa de capacitación en ciencia de materiales puede ayudar a su organización a luchar contra la corrosión.