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Los retos del recubrimiento protector en las uniones soldadas de tuberías enterradas

La ingeniería y la selección del revestimiento de tubería más adecuado y apropiado depende de una multitud de factores. Para uniones soldadas de tuberías enterradas se debe considerar un análisis cuidadoso de varios aspectos críticos, como el diámetro de la tubería, las presiones de servicio o las temperaturas de operación de los materiales de transporte. Además, las condiciones del suelo si se instala una extensa línea, las técnicas de construcción para la instalación, la protección catódica, y si esta será por corriente impresa o ánodos sacrificio. Todos estos son factores que determinarán la selección del material para la protección de la tubería. Y es importante comprender que la zona de unión de campo crítica y la soldadura circunferencial estará sujetas precisamente a los mismos factores, tensiones y condiciones de servicio.

¿Qué es una junta o unión en el campo?

Las uniones soldadas de tuberías enterradas son áreas donde se sueldan dos segmentos de tubería, conocido como junta de campo. Esta es un área relevante porque la tubería está soldada aquí y su superficie no está recubierta. Posteriormente, la junta de campo se expone al medio ambiente y es susceptible a la corrosión. Las juntas de campo a menudo se consideran el punto más débil dentro de una tubería debido principalmente a problemas de compatibilidad entre el revestimiento de la línea principal o aplicado en fábrica y el material seleccionado que se utiliza para proteger la junta de campo. 

Algunas de las propiedades más importantes que deben proporcionar los sistemas de revestimiento de juntas de campo son:

  • Protección contra la corrosión a largo plazo y rendimiento de aislamiento térmico
  • Excelente adherencia al sustrato a proteger
  • Compatibilidad excepcional con el sistema de revestimiento de fábrica o principal
  • La capacidad de ser aplicado en condiciones ambientales extremas.
  • Fácil aplicación: para garantizar una aplicación rápida y tiempos de ciclo de juntas de campo reducidos.

Desafíos y consecuencias

Los desafíos a la hora de diseñar los sistemas de protección anticorrosión más adecuados para tuberías o ductos extensos incluyen varios factores. Rentabilidad, la seguridad de los operadores y aplicadores, la vida útil propuesta de la estructura, la legislación local y el revestimiento junto con la protección catódica. También existen otros factores que dependen en gran medida de la tubería en sí.

La corrosión es una de las principales causas de fallas de tuberías submarinas y terrestres de transporte de fluidos. Y la corrosión interna y externa se registra como factores importantes en las fallas del revestimiento de las tuberías. Las fallas catastróficas significativas registradas en la historia reciente han relacionado las fallas por corrosión con lo siguiente. Consecuencias lamentables a la salud, la seguridad y el medio ambiente para los operadores y la población. Y las multas por negligencia han costado cientos de millones de dólares. De ello, es imperativo diseñar un revestimiento de juntas de campo adecuado para hacer frente a condiciones ambientales y de servicio extremas.

Recubrimiento de una junta de campo

En los últimos años se han producido cambios significativos en la forma en que se han diseñado los sistemas de revestimiento de uniones soldadas en tuberías (o juntas de campo). Tradicionalmente, el revestimiento de juntas de campo a menudo se pasaba por alto. Y la protección para esta zona crucial se basaba en la compatibilidad con el revestimiento de línea principal. Independientemente de si los requisitos de revestimiento de juntas de campo eran diferentes o no.

Varios factores difieren entre el revestimiento principal de fábrica y el revestimiento de juntas de campo. Por ejemplo, el revestimiento principal se aplica a menudo en condiciones ideales de fábrica utilizando equipo especializado. Y el tiempo dedicado a la preparación y aplicación de la superficie no es crítico. Dado que los recubrimientos para juntas de campo se aplican en el campo, están sujetos a factores ambientales extremos con diferencias en las condiciones ambientales. Históricamente, la aplicación de sistemas de recubrimiento de juntas de campo se ha apresurado para cumplir con los tiempos críticos de ciclo y producción. Y esto posteriormente ha llevado a problemas de calidad y fallas prematuras. En pocas palabras, el sistema de revestimiento de juntas de campo debe integrarse en las condiciones de construcción de la tubería.

Parámetros para el diseño del recubrimiento de juntas

Para desarrollar un sistema de recubrimiento exitoso de juntas de campo, el ingeniero debe considerar aspectos adicionales. El producto deberá ser compatible con el recubrimiento de la línea principal. Correcto desempeño del sistema de recubrimiento con respecto a las condiciones de operación de la tubería. Revisión de la velocidad de corrosión la cual depende de varios parámetros, incluidos, entre otros, las temperaturas de funcionamiento de la tubería. Así también, la conductividad del suelo o del agua, los aceleradores externos, los ácidos y álcalis, la corrosión influenciada microbiológicamente. Además, el ataque químico, la corrosión por corrientes parásitas y las tensiones de la tubería que conducen a la corrosión por tensión.

Según la naturaleza del revestimiento principal o del revestimiento aplicado en fábrica, el sistema de revestimiento de juntas de campo puede consistir en una o varias capas de materiales de revestimiento protector seleccionados. Estos se aplican para numerosos propósitos que incluyen control de corrosión, protección mecánica, aislamiento térmico y adhesión.

Alternativas usualmente especificadas

Si bien hay una variedad de materiales utilizados como revestimiento de juntas de campo de tuberías, los siguientes son los sistemas especificados y más utilizados para su protección. Epoxi líquido de especiales prestaciones. Cinta polimérica aplicada en frío. Mangas termocontraíbles de polietileno (PE) y polipropileno (PP) utilizados junto con o sin imprimación. Epoxi adherido por fusión (FBE). Recubrimientos de PP aplicados sobre FBE., recubrimientos de PE aplicados sobre FBE, recubrimientos de policloropreno. Poliuretano (PUR). Recubrimientos de polietileno de tres capas (3LPE). Recubrimientos de polipropileno de tres capas (3LPP) y recubrimientos de poliolefina de tres capas (3LPO).

Estándar para recubrimientos de juntas de campo.

Todos los recubrimientos tienen distintas ventajas y desventajas, con muchas propiedades y variables características que deben tenerse en cuenta. Ha habido muchos desarrollos en los últimos años con respecto a las normas para los sistemas de revestimiento de juntas de campo. En 2016, se publicó la segunda edición de ISO 218091. Esta norma especifica los requisitos para un recubrimiento de juntas de campo en tuberías de acero sin costura o soldadas. Para secciones enterradas y sumergidas de sistemas de transporte por tuberías utilizados en las industrias del petróleo, petroquímica y gas natural como se define en ISO 13623.2

ISO 21809 tiene definiciones, alcances, requisitos y recomendaciones claras que los ingenieros deben seguir. Por ejemplo, desarrolla técnicas de preparación de superficies. Selección de material. Ensayo de materiales. Pruebas de campo de materiales. Requisitos de criterios de aceptación y rechazo para la preparación y reparación de juntas. Métodos de prueba tales como controles de espesor, detección de roturas, resistencia al desprendimiento, pruebas de adhesión, pruebas de inmersión en agua caliente. Y finalmente, el grado de curado, desprendimiento catódico, resistencia al impacto, resistencia a abolladuras, tiempos de inducción de oxidación y flexibilidad.

Es esencial que las uniones soldadas de tuberías enterradas estén completamente protegida contra la corrosión para que los productos conducidos estén completamente contenidos, y esta norma es un gran paso para lograrlo.

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