Finalidad de los materiales de recubrimiento
El recubrimiento de la superficie externa de las tuberías de acero es fundamental para prevenir la oxidación. La oxidación en la superficie de las tuberías de acero puede afectar significativamente su funcionalidad, calidad y apariencia. Por lo tanto, el proceso de recubrimiento tiene un impacto considerable en la calidad general de los productos de tubería de acero.
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Requisitos para los materiales de recubrimiento
Según las normas del Instituto Americano del Petróleo (API), las tuberías de acero deben resistir la corrosión durante al menos tres meses. Sin embargo, la demanda de periodos de protección anticorrosión más prolongados ha aumentado, y muchos usuarios requieren resistencia de 3 a 6 meses en condiciones de almacenamiento al aire libre. Además de la durabilidad, los usuarios esperan que los recubrimientos mantengan una superficie lisa y una distribución uniforme de los agentes anticorrosivos, sin goteos ni irregularidades que puedan afectar la calidad visual.
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Tipos de materiales de recubrimiento, sus ventajas y desventajas.
En las redes de tuberías subterráneas urbanas,tubos de aceroCada vez se utilizan más para el transporte de gas, petróleo, agua y otros fluidos. Los recubrimientos de estas tuberías han evolucionado desde los materiales tradicionales de asfalto hasta las resinas de polietileno y epoxi. El uso de recubrimientos de resina de polietileno comenzó en la década de 1980 y, con diversas aplicaciones, los componentes y los procesos de recubrimiento han experimentado mejoras graduales.
3.1 Recubrimiento de asfalto de petróleo
El revestimiento de asfalto de petróleo, una capa anticorrosiva tradicional, se compone de capas de asfalto de petróleo reforzadas con tela de fibra de vidrio y una película protectora externa de cloruro de polivinilo. Ofrece una excelente impermeabilización, buena adherencia a diversas superficies y es rentable. Sin embargo, presenta inconvenientes como la susceptibilidad a los cambios de temperatura, la fragilidad a bajas temperaturas y la propensión al envejecimiento y agrietamiento, especialmente en suelos rocosos, lo que requiere medidas de protección adicionales y un aumento de los costos.
3.2 Recubrimiento epoxi de alquitrán de hulla
El epoxi de alquitrán de hulla, compuesto de resina epoxi y asfalto de alquitrán de hulla, presenta una excelente resistencia al agua y a los productos químicos, resistencia a la corrosión, buena adherencia, resistencia mecánica y propiedades aislantes. Sin embargo, requiere un tiempo de curado prolongado tras su aplicación, lo que lo hace susceptible a los efectos adversos de las condiciones climáticas durante este periodo. Además, los diversos componentes utilizados en este sistema de recubrimiento requieren un almacenamiento especializado, lo que incrementa los costos.
3.3 Recubrimiento de polvo epoxi
El recubrimiento de polvo epoxi, introducido en la década de 1960, consiste en la pulverización electrostática de polvo sobre superficies de tuberías pretratadas y precalentadas, formando una densa capa anticorrosiva. Entre sus ventajas se incluyen un amplio rango de temperatura (de -60 °C a 100 °C), una fuerte adhesión, buena resistencia al desprendimiento catódico, al impacto, a la flexibilidad y a los daños por soldadura. Sin embargo, su menor espesor lo hace susceptible a daños y requiere técnicas y equipos de producción sofisticados, lo que plantea dificultades en su aplicación práctica. Si bien destaca en muchos aspectos, se queda corto en comparación con el polietileno en cuanto a resistencia al calor y protección general contra la corrosión.
3.4 Recubrimiento anticorrosivo de polietileno
El polietileno ofrece una excelente resistencia al impacto y una alta dureza, además de un amplio rango de temperatura. Se utiliza ampliamente en regiones frías como Rusia y Europa Occidental para la instalación de tuberías debido a su flexibilidad superior y resistencia al impacto, especialmente a bajas temperaturas. Sin embargo, persisten desafíos en su aplicación en tuberías de gran diámetro, donde pueden producirse fisuras por tensión y la entrada de agua puede provocar corrosión bajo el revestimiento, lo que exige mayor investigación y mejoras en el material y las técnicas de aplicación.
3.5 Recubrimiento anticorrosión de alta resistencia
Los recubrimientos anticorrosivos de alta resistencia ofrecen una protección significativamente superior a la de los recubrimientos estándar. Demuestran una eficacia duradera incluso en condiciones extremas, con una vida útil que supera los 10 a 15 años en entornos químicos, marinos y con disolventes, y más de 5 años en condiciones ácidas, alcalinas o salinas. Estos recubrimientos suelen tener espesores de película seca que oscilan entre 200 μm y 2000 μm, lo que garantiza una protección y durabilidad superiores. Se utilizan ampliamente en estructuras marinas, equipos químicos, tanques de almacenamiento y tuberías.
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Problemas comunes con los materiales de recubrimiento
Entre los problemas más comunes con los recubrimientos se incluyen la aplicación irregular, el goteo de agentes anticorrosivos y la formación de burbujas.
(1) Recubrimiento desigual: La distribución desigual de los agentes anticorrosivos en la superficie de la tubería da como resultado áreas con un espesor de recubrimiento excesivo, lo que genera desperdicio, mientras que las áreas delgadas o sin recubrimiento reducen la capacidad anticorrosiva de la tubería.
(2) Goteo de agentes anticorrosivos: Este fenómeno, en el que los agentes anticorrosivos se solidifican formando gotas en la superficie de la tubería, afecta a la estética pero no afecta directamente a la resistencia a la corrosión.
(3) Formación de burbujas: El aire atrapado dentro del agente anticorrosivo durante la aplicación crea burbujas en la superficie de la tubería, lo que afecta tanto la apariencia como la eficacia del recubrimiento.
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Análisis de problemas de calidad del recubrimiento
Cada problema surge de diversas razones y es causado por diversos factores; y un lote de tuberías de acero que presenta problemas de calidad también puede ser una combinación de varios. Las causas del recubrimiento irregular se pueden dividir a grandes rasgos en dos tipos: una es el fenómeno irregular causado por la pulverización después de que la tubería de acero entra en la cabina de recubrimiento; la segunda es el fenómeno irregular causado por la falta de pulverización.
La razón del primer fenómeno es evidente: el equipo de recubrimiento, al introducir el tubo de acero en la caja de recubrimiento, cuenta con un total de 6 pistolas (la línea de revestimiento tiene 12) para la pulverización. Si el caudal de pulverización de cada pistola es diferente, se producirá una distribución desigual del agente anticorrosivo en las distintas superficies del tubo de acero.
La segunda razón es que existen otros factores que explican el fenómeno de recubrimiento irregular, además del factor de pulverización. Hay muchos factores, como la presencia de óxido o rugosidad en la tubería de acero, lo que dificulta la distribución uniforme del recubrimiento; además, la presión del agua que queda en la superficie de la tubería de acero, al entrar en contacto con la emulsión, dificulta la adhesión del conservante a la superficie, lo que provoca que algunas partes de la tubería no queden recubiertas con la emulsión, resultando en un recubrimiento desigual de toda la tubería.
(1) Causa de la formación de gotas colgantes de agente anticorrosivo. La sección transversal de la tubería de acero es redonda. Cada vez que se rocía el agente anticorrosivo sobre su superficie, este fluye hacia abajo debido a la gravedad, formando el fenómeno de gotas colgantes. Afortunadamente, la línea de producción de recubrimiento de la fábrica de tuberías de acero cuenta con hornos que calientan y solidifican el agente anticorrosivo rociado sobre la superficie de la tubería, reduciendo su fluidez. Sin embargo, si la viscosidad del agente anticorrosivo no es alta, si no se calienta adecuadamente después de la pulverización, si la temperatura de calentamiento es insuficiente o si la boquilla no funciona correctamente, etc., se producirá la formación de gotas colgantes de agente anticorrosivo.
(2) Causas de la formación de espuma anticorrosiva. Debido a la humedad ambiental del lugar de operación, la dispersión excesiva de la pintura y la caída de temperatura durante el proceso de dispersión provocan la formación de burbujas en el conservante. En un ambiente húmedo y a bajas temperaturas, el conservante pulverizado se dispersa en diminutas gotitas, lo que conlleva una caída de temperatura. El agua presente en el aire, con mayor humedad tras la caída de temperatura, se condensa formando finas gotitas de agua mezcladas con el conservante, que finalmente penetran en el interior del recubrimiento, provocando la formación de ampollas.
Fecha de publicación: 15 de diciembre de 2023