Limpieza y preparación superficial del acero por chorro de agua (Waterjetting)

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL. “LIMPIEZA Y PREPARACIÓN SUPERFICIAL DEL ACERO POR CHORRO DE AGUA (Waterjetting)” INFORME DE SUFICIENCIA PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:. INGENIERO QUÍMICO POR LA MODALIDAD DE ACTUALIZACIÓN DE CONOCIMIENTOS. PRESENTADO POR: DWIGHT HUGO VILELA ZELADA. LIMA – PERÚ 2015.

(2) AGRADECIMIENTO Y DEDICATORIA Agradezco a todas las personas que de una u otra forma estuvieron conmigo, porque cada una aportó con un granito de arena; y es por ello que a todos y cada uno de ustedes les dedico todo el esfuerzo, sacrificio y tiempo que entregué a esta tesis.. A tí Dios, por darme la oportunidad de existir así, aquí y ahora; por mi vida, que la he vivido junto a ti. Gracias por iluminarme y darme fuerzas y caminar por tu sendero.. A ti Gordito, por tu incondicional apoyo, tanto al inicio como al final de mi carrera; por estar pendiente de mí a cada momento. Gracias Pa’ por ser ejemplo de arduo trabajo y tenaz lucha en la vida.. A ti Ma´, que tienes algo de Dios por la inmensidad de tu amor, y mucho de ángel por ser mi guarda y por tus incansables cuidados. Porque si hay alguien que está detrás de todo este trabajo, eres tú mi Ñañi, que has sido, eres y serás el pilar de mi vida.. A ti Guido, porque juntos aprendimos a vivir, crecimos como cómplices día a día y somos amigos incondicionales de toda la vida, compartiendo triunfos y fracasos. Doy gracias a Dios porque somos hermanos.. A mi familia, ustedes queridos abuelitos, tíos y primos, porque de una u otra forma, con su apoyo moral me han incentivado a seguir adelante, a lo largo de toda mi vida..

(3) A todos, mis amigos y amigas que me han brindado desinteresadamente su valiosa amistad, entre ellos a mis padrinos; gracias por ser la sal que condimenta mi vida.. A la UNI, y a mis estimados maestros, que, a lo largo de mi carrera, me han transmitido sus amplios conocimientos y sus sabios consejos; especialmente a los Ingenieros Aldo Delgado, Pedro Pizarro y Mario Garayar, quienes, muy acertadamente, dirigieron mi Informe de Suficiencia..

(4) 4. RESUMEN. La vida de cualquier sistema de recubrimientos en un sustrato de acero depende mucho de la calidad de la preparación de la superficie. Las soldaduras lisas, bordes redondeados y las superficies limpias, todos contribuyen a la vida de servicio de los recubrimientos aplicados. El propósito de este trabajo está dirigido en mostrar el desarrollo del método de preparación superficial del acero para la aplicación de recubrimientos usando chorro de agua como ingrediente principal de limpieza.. Con esta propuesta se busca reemplazar el abrasivo utilizado, en la preparación superficial del acero por el método de limpieza abrasiva seca, dado que las partículas abrasivas y el polvo circundante generado (arena, escoria de cobre, granalla, etc) en ciertas industrias era considerado una molestia o un peligro para sus operaciones ya que pueden dañar los equipos de procesos, los instrumentos y dispositivos de medición, atrapar contaminantes en la superficie del acero que se está limpiando y contaminar el ambiente así como también ser perjudicial para la salud del operador.. La metodología desarrollada en este trabajo consiste en preparar la superficie de acero del casco externo de tanques de almacenamiento en servicio previamente pintados como parte de las operaciones de recubrimientos para mantenimiento mediante un chorro de agua tipo UHP haciendo uso del equipo manual y de la normativa vigente que rige dicha preparación. Se demostrara que desarrollando el método de limpieza, el sistema de recubrimientos tendrá el performance esperado.. Finalmente, se expondrán. las conclusiones. referentes. al trabajo. realizado. en cuanto a la limpieza y preparación superficial del acero por chorro de agua y las recomendaciones para mantener el sistema funcionando y en concordancia a los requisitos de la normatividad vigente..

(5) CONTENIDO I. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………… 11 II. MARCO TEÓRICO………………………………………………………….. 13. 2.1.Corrosión y control de la corrosión………………………………………. 13 2.1.1. La corrosión como un proceso electroquímico……………........... 14 2.1.2. La celda de corrosión…………………………………………….. 15 2.1.3. Corrosión en estructuras de acero…………………………........... 17 2.1.4. Calamina..……………………………………………………….... 19 2.1.5. Serie galvánica……………………………………………………. 20 2.1.6. Influencias del ambiente de servicio y la corrosión…..…………… 24 2.2.Tipos de corrosión…………………………………………....................... 27 2.2.1. Corrosión generalizada……………………………………………. 27 2.2.2. Corrosión localizada………………………………………………. 27 2.2.3. Importancia de la corrosión……………………………………….. 30 2.3.Efectos de la corrosión……………………………………………………. 31 2.3.1. Efectos en la seguridad……………………………………………. 31 2.3.2. Efectos en el costo………………………………………………… 32 2.3.3. Efectos en la apariencia…………………………………………… 33 2.4.Control de la corrosión……………………………………………………. 33 2.4.1. Control de la corrosión mediante el método de diseño……..…….. 33 2.4.2. Control de la corrosión mediante el uso de inhibidores…………… 34 2.4.3. Control de la corrosión mediante la selección de materiales……… 34 2.4.4. Control de la corrosión mediante sistemas de protección catódica.. 35 2.4.5. Control de la corrosión mediante sistemas de recubrimientos protectores…………………………………………………………. 35 2.4.6. Control de la corrosión mediante alteraciones del ambiente……… 36 2.5.Programas de control de la corrosión……………………………………… 37 2.6.Preparación de la superficie……………………………………………….. 37.

(6) 6. 2.6.1. Superficies de acero……………………………………………….. 38 2.6.2. Limpieza previa…………………………………………………… 39 2.6.3. Sales solubles……………………………………………………… 40 2.6.4. Limpieza con herramientas manuales……………………………... 41 2.6.5. Limpieza con herramientas de poder……………………………… 42 2.6.6. Limpieza abrasiva………………………………………………… 44 2.6.7. Chorro de agua (Waterjetting)…………………………………….. 48 2.7.Sistema de recubrimientos………………………………………………… 59 2.7.1. Sistemas de una capa……………………………………………… 59 2.7.2. Sistemas de recubrimientos multicapa……………………………. 60 2.7.3. compatibilidad……………………………………………………. 60 2.8.Defectos de recubrimientos……………………………………………….. 61 2.8.1. Película que no seca (falta de curado)……………………………. 61 2.8.2. Exudación de amina………………………………………………. 61 2.8.3. Escurrimiento, colgamiento, cortinas, arrugas……………………. 62 2.8.4. Discontinuidades, saltos, holidays, áreas desnudas………………. 63 2.8.5. Caleamiento……………………………………………………….. 63 2.8.6. Formación de cráteres…………………………………………….. 64 2.8.7. Puntos de alfiler…………………………………………………… 65 2.8.8. Ampollamiento……………………………………………………. 65 2.8.9. Agrietamiento (cuarteamiento) y desprendimiento……………….. 66 2.8.10. Fallas de adhesión: en cáscara, delaminación y desprendimiento…………………………………………………… 67 2.8.11. Fallas en soldaduras y bordes……………………………………... 68 2.8.12. Muescas o puntos astillados………………………………………. 70 2.9.Pruebas de inspección……………………………………………………... 70 2.9.1. Condiciones ambientales………………………………………….. 70 2.9.2. Preparación de la superficie………………………………………. 71 2.9.3. Sales solubles……………………………………………………… 72.

(7) 7. 2.9.4. Medición de espesores de película seca…………………………… 73 2.9.5. Adherencia de recubrimientos……………………………………... 74 2.9.6. Discontinuidades (holidays)……………………………………….. 74 2.10.. Mantenimiento de sustratos en servicio..………………………….. 75. 2.10.1. Operaciones de recubrimientos para mantenimiento……………… 75 2.10.2. Elementos de las operaciones de recubrimientos para mantenimiento…………………………………………………….. 76 III. LIMPIEZA Y PREPARACIÓN SUPERFICIAL DEL ACERO MEDIANTE CHORRO DE AGUA (WATERJETTING)...………………………………… 78 3.1.Especificaciones para las operaciones de recubrimientos para mantenimiento…………………………………………………………….. 78 3.1.1. Procedimiento de trabajo para las operaciones de mantenimiento... 79 3.2.Pintado de mantenimiento con preparación Waterjetting UHP…..………. 87 3.2.1. Aspectos previos….…………………………………………..…... 88 3.2.2. Normas y equipos usados…………………………………………. 90 3.2.3. Preparación de superficie y sistema de pintado…………………... 92 3.2.4. Resultados y discusiones………………………………………….. 94 IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………….. 104 4.1.CONCLUSIONES………………………………….................................. 104 4.2.RECOMENDACIONES………………………………………………… 104 V. BIBLIOGRAFÍA.……………………………………………………............. 106 VI. ANEXOS…………………………………………………………………….. 107.

(8) 8. LISTA DE FIGURAS. Figura 1: Representación esquemática del mecanismo de corrosión………............ 15 Figura 2: Celda de corrosión………………………………………………………. 16 Figura 3: Corrosión en estructuras de acero……………………………………….. 19 Figura 4: La cascarilla de laminación no protege al acero………………………… 20 Figura 5: Ambiente químico/marino – plataforma marina……..………………… 24 Figura 6: Ambiente químico con alta humedad – refinería……………………….. 25 Figura 7: Ambiente marino con alta humedad…………………...……………….. 26 Figura 8: Ambiente químico con baja humedad – planta de generación de poder………………………………………………………………………………. 26 Figura 9: Ambiente rural – Puente vehicular………………………………….…... 27 Figura 10: Corrosión generalizada…………………...……………………………. 28 Figura 11: Corrosión por picadura……………………………………...…………. 29 Figura 12: Corrosión en cavidades………………………………………………… 30 Figura 13: Plataforma oxidado en puente interconector de tanques……..……...… 31 Figura 14: Efectos de la corrosión – apariencia………………………………..….. 33 Figura 15: Equipo de DH fuera de un tanque……………………………………… 36 Figura 16: Acero nuevo……………………………………………………………. 38 Figura 17: Acero con recubrimiento existente…………………………………….. 39 Figura 18: Limpieza previa………………………………………………………… 40 Figura 19: Limpieza con herramientas manuales……………………...…………... 42 Figura 20: Limpieza con herramientas de poder………………………...………... 43 Figura 21: Limpieza abrasiva seca………………………....................................... 45 Figura 22: Chorro de agua……………………………………………………......... 49 Figura 23: No oxidada………………….…………………………………............. 55 Figura 24: Flash rust ligero (L)………………………………………...………….. 56 Figura 25: Flash rust moderado (M)……………………………………………….. 57.

(9) 9. Figura 26: Flash rust pesado (H)……………………...…………………………... 57 Figura 27: Recubrimiento sin curar………………………………………………... 62 Figura 28: Exudación de amina……………………...…………………………….. 62 Figura 29: Escurrimiento…………………………………………………………... 63 Figura 30: Holidays……………………………………………………………….. 64 Figura 31: Caleamiento………………………...…………………………………. 64 Figura 32: Cráteres………………………...………………………………………. 65 Figura 33: Pinholes o puntos de alfiler……………………………...……………... 66 Figura 34: Ampollamiento……………………...…………………………............ 67 Figura 35: Cuarteamiento………………………...………………………………. 67 Figura 36: Fallas de adhesión……………………………………………………… 68 Figura 37: Bordes………………………...……………………………………….. 69 Figura 38: Termómetro de superficie……………………………...……………… 70 Figura 39: Psicrómetro giratorio……………………………...…………………… 71 Figura 40: Determinación del perfil de anclaje mediante cinta réplica…....……... 72 Figura 41: Extracción de las sales solubles sobre la superficie preparada mediante parche bresle……………………………………………………….....… 73 Figura 42: Medición de espesores de película seca (medidor tipo II)……….......... 73 Figura 43: Determinación de la adherencia mediante Dolly Pull-Off……...…….. 74 Figura 44: Detección de discontinuidades mediante equipo de bajo voltaje DC… 75 Figura 45: Tanque de almacenamiento de dióxido de carbono (CO2)…………..... 76 Figura 46: Unidad típica de chorro de agua…………………………….…............ 80 Figura 47: Unidad de chorro de agua robótica………………….…………............ 81 Figura 48: Valor de conductividad de sales solubles en el agua utilizada……….... 94 Figura 49: Medición del perfil de anclaje……………………………………….… 95 Figura 50: Valor del perfil de anclaje mediante micrómetro……………….……… 95 Figura 51: Remoción de contaminantes superficiales mediante lavado……………96 Figura 52: Limpieza superficial mediante chorro de agua ( Waterjetting)…….….. 98 Figura 53: Flash Rust sobre la superficie limpiada………. ………………………. 98.

(10) 10. Figura 54: Extracción de las sales solubles método del parche de látex…..….…... 99 Figura 55: Valor de la conductividad de las sales solubles en agua……………… 99 Figura 56: Valor de la presión de ruptura en Psi……………………...…............. 103. LISTA DE TABLAS. Tabla 1: Tipos de waterjetting………………………………………......………… 83 Tabla 2: Grados de limpieza para el waterjetting…………………………………. 84 Tabla 3: Grado del flash rust después del retiro de la 10ma cinta………………… 86 Tabla 4: Característica de los Tanques de Almacenamiento………………………. 88 Tabla 5: Grado de preparación de superficie……………………………………… 93 Tabla 6: Sistema de pintado…………………………...………………………...… 93 Tabla 7: Resumen de condiciones ambientales…………………………………..... 96 Tabla 8: Pruebas de adhesión por tracción…………………………………...…… 102.

(11) I. INTRODUCCIÓN. La limpieza con abrasivo en seco es uno de los métodos más usados en la preparación de la superficie debido a que es rápido y barato; y muchos usuarios de recubrimientos quieren ver un grabado definido o perfil superficial definido.. Inicialmente, las normas para la preparación de la superficie fueron escritas, y los estándares visuales adoptados, basándose en la arena como el abrasivo. Normas visuales auxiliares han sido basadas en el uso de otros no-metálicos, como el granate, escorias de cobre, níquel o carbón, o arena de olivino y los metálicos, incluyendo los perdigones de acero, granalla de acero, o una combinación de los ambos.. Existen algunos problemas asociados con la limpieza con abrasivo en seco. En el caso de la arena, causa problemas de salud como silicosis por la respiración de la sílica.. En general cuando limpiando con abrasivos, las partículas de abrasivo volantes y el polvo circundante pueden dañar al equipo giratorio sensible y bloquear filtros, dañando instrumentos y dispositivos de medición, o contaminando el ambiente; así como también puede atrapar contaminantes en la superficie del sustrato que se está limpiando.. Las regulaciones gubernamentales actuales requieren cierto equipo de seguridad el cual incluye respiradores para los trabajadores en aire libre cerca de una operación de limpieza con abrasivo y, en el caso de eliminación de plomo, se requiere un confinamiento total.. Bajo la influencia continua de las regulaciones gubernamentales, la industria de recubrimientos está trabajando para el desarrollo de métodos para la preparación de superficies sensibles al medioambiente y fáciles de usar. En los años más recientes, se.

(12) 12. ha encontrado que el uso del chorro de agua es un método viable de preparación de la superficie. Como resultado, NACE (Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión) y SSPC (Sociedad de los Recubrimientos Protectores) de han desarrollado y publicado una serie de normas en conjunto para preparación de superficies, SSPCSP WJ-1/ NACE WJ-1, Limpieza a metal desnudo; SSPC-SP WJ-2/ NACE WJ-2, Limpieza muy exhaustiva; SSPC-SP WJ-3/ NACE WJ-3, Limpieza profunda y SSPC-SP. WJ-4/. NACE. WJ-4,. Limpieza. ligera. o. superficial..

(13) II. DESARROLLO DE LOS CONCEPTOS Y TÉCNICAS. Es esencial que el nivel de contaminantes (óxido, calamina, suciedad, sales, aceites y/o grasas, etc) en una superficie se mida antes de la aplicación del recubrimiento, con el fin de asegurar que se obtenga la calidad y la vida óptima del recubrimiento.. Si el recubrimiento se aplica a una superficie contaminada, que no está debidamente preparada, podría fallar prematuramente resultando en repintados y mantenimientos costosos.. 2.1 Corrosión y control de la corrosión. La corrosión usualmente se describe por sus resultados. Todos estamos familiarizados con los términos herrumbre, laminaciones, decoloración, oxidación, picadura, etc. Estos términos descriptivos se enfocan en las características fácilmente visibles de los productos de la corrosión – los resultados del proceso de corrosión. El proceso actual de corrosión es menos visible y no fue caracterizado correctamente hasta principios del siglo 20. Todavía se realizan investigaciones para ampliar nuestra comprensión y prepararnos mejor en la batalla para controlar la corrosión. El conocimiento del proceso de la corrosión es necesario para identificar y ocuparse adecuadamente de sus efectos extensivos.. El proceso de la corrosión actúa en los materiales desarrollados, generalmente metales. Los materiales desarrollados son aquellos que se fabrican para servir como componentes de la infraestructura de la sociedad. Para los propósitos de esta discusión, el acero representa el material más comúnmente utilizado en la construcción. Por su parte, el acero está compuesto principalmente de hierro (abreviado como Fe). El acero contiene aproximadamente 95% hierro. La corrosión más económicamente significativa en la industria tiene que ver con el deterioro del.

(14) 14. hierro. Mientras que el acero contiene otros elementos adicionales al hierro, algunos de los cuales tiene un impacto dramático en la resistencia a la corrosión.. El proceso de corrosión implica el deterioro de una sustancia, generalmente un metal, o de sus propiedades debido a una reacción con su ambiente. Esencialmente, las procesos de corrosión (Montaña de Energía para el Hierro) convierten el hierro dentro del acero en otra sustancia que ya no posee las características deseadas (ej. dureza, resistencia).. El producto más común de la corrosión es un óxido de hierro (óxido férrico o “herrumbre”) formado al agregar oxígeno. El óxido de hierro tiene pocas características deseables para el uso como un material desarrollado. El óxido de hierro derivado del proceso de corrosión consume el metal. El volumen de metal (y su espesor) eventualmente se reduce a un punto donde un componente estructural hecho de acero no podrá realizar la función para la cual fue diseñado (ver figura 1).. 2.1.1 La corrosión como un proceso electroquímico. Toda la corrosión del hierro, en condiciones ambientales normales, es un proceso electroquímico. Simplemente esto significa que los iones y los electrones se transfieren a través de una superficie, los que implica una generación de corriente (corriente de corrosión).. Tanto los electrones (a través de un conductor metálico) como los iones (a través de un electrolito) llevan la corriente de corrosión.. Mientras mayor sea el flujo de corriente en el circuito de corrosión, mayor será la pérdida de metal..

(15) 15. Ánodo: Fe Fe2+ + 2eCátodo: 1/2 O2 + ½ H2O + 2e4Fe + 2H2O + 3 O2. 2OH-. 2Fe2O3 . H2O (FeOOH). Figura 1 Representación esquemática del mecanismo de corrosión Fuente: La prevención de la corrosión en estructuras metálicas por Fabio Domingos Pannoni, Ph.D.. 2.1.2 La celda de corrosión. Para que la corrosión pueda ocurrir, ciertas condiciones y elementos son esenciales. Éstos se conocen colectivamente como la celda de corrosión e incluyen el ánodo, el cátodo, la ruta metálica o conductor externo y el electrolito (ver figura 2).. El ánodo es esa parte del metal que se corroe, es decir, que se disuelve en el electrolito. El metal que se disuelve lo hace en la forma de iones cargados positivamente. Los electrones generados se conducen al cátodo. El deterioro del metal ocurre en el ánodo. Es la parte de la celda donde el hierro metálico se convierte en otra sustancia por primera vez. El ánodo representa la ubicación en la superficie.

(16) 16. metálica en donde ocurre la oxidación. El metal se transforma en iones positivamente cargado (cationes). Durante la oxidación, se genera exceso de electrones.. Migración de electrones. Conexión eléctrica Corriente Cátodo (se reduce) Ánodo (se oxida). Electrolito (medio). Figura 2 Celda de corrosión Fuente: http://maintenancela.blogspot.com/2011/09/corrosión y su control parte I .html. El cátodo es la región más noble en el electrodo (superficie metálica, o en el caso de la analogía con la batería, la varilla de carbono) donde se consumen los electrones. La reacción eléctrica continúa en el cátodo, que es positivo, lo opuesto del ánodo. La reacción generalmente ioniza al electrolito para formar iones como el hidrógeno (liberado como gas) e iones hidroxilos.. Éstos se combinan a menudo con el metal disuelto para formar compuestos como el hidróxido ferroso (en el caso del hierro o el acero), reaccionando subsecuentemente para convertirse en óxido férrico o herrumbre. Mientras que la oxidación ocurre en el ánodo, la reducción ocurre en el cátodo. El exceso de electrones generados en el.

(17) 17. ánodo se consume en el cátodo. La oxidación-reducción siempre ocurre al mismo tiempo – no puede ocurrir sólo oxidación o reducción. El ánodo y el cátodo tienen diversos potenciales, creándose una diferencia de “voltaje” entre ellos. Los potenciales son una función de los estados químicos y físicos. La diferencia de potencial es la fuerza motora para el proceso de corrosión.. La ruta metálica conecta el ánodo y el cátodo y permite el paso de electrones, generados en el ánodo, hacia el cátodo. Cuando la corrosión ocurre en una superficie metálica, hay siempre una ruta o pasaje metálico que une el ánodo (o áreas anódicas) con el cátodo (o áreas catódicas). Si no hubiera ruta metálica alguna, la reacción de corrosión no ocurriría.. Un electrolito es un medio que conduce la corriente iónica (en lugar de eléctrica). La mayoría de los electrolitos son base agua y, en la práctica, el electrolito contiene iones que son partículas de materia que llevan una carga positiva o negativa. Para que las reacciones de oxidación y reducción pueden ocurrir, se requiere un camino para el transporte de los iones (especies negativa y positivamente cargadas llamadas aniones y cationes, respectivamente) entre el ánodo y el cátodo. El electrolito debe estar presente para “cerrar el lazo” en la celda de corrosión.. La corriente de corrosión es llevada mediante el transporte de iones a través del electrolito. Los aniones son atraídos al ánodo y los cationes al cátodo, donde se pueden combinar con los productos de oxidación y reducción. El agua ambiental costa afuera (y las sales químicas disueltas) forman el electrolito primario.. 2.1.3 Corrosión en estructuras de acero. Cuando una estructura de acero se corroe, los cuatro elementos de la celda de corrosión están presentes. El acero conduce electricidad, de modo que proporciona su.

(18) 18. propia ruta metálica, la cual genera muchas áreas anódicas y catódicas debido a las diferencias de potenciales (eléctricas) y luego se corroe al estar en el contacto con un electrolito.. Las sales químicas disueltas en el electrolito aumentan la eficacia (velocidad) de la reacción de corrosión. Puesto que el acero no es un metal perfectamente uniforme u homogéneo, una sola placa de acero puede tener muchas áreas anódicas y catódicas minúsculas en su superficie, como se demuestra en Ánodos y Cátodos en la Superficie de Acero.. Las áreas anódicas y catódicas se forman por áreas en la superficie de la lámina, y difieren (quizás sólo ligeramente) unas de otras en su potencial eléctrico. Por consiguiente, el acero ya tiene tres de los cuatro elementos necesarios para crear una celda de corrosión. Las mismas condiciones existen en la mayoría de los otros metales.. Cuando una lámina de acero desnuda se moja con el rocío o la lluvia, el agua puede actuar como un electrolito. Si la lámina se ha expuesto a la atmósfera, es probable que los químicos en ésta o en la superficie del metal se combinen con el agua para formar un electrolito más eficiente sobre el sustrato (ver figura 3).. El agua pura es un electrolito muy pobre, pero si existe la presencia de sales químicas (ej., cloruro de sodio en un ambiente marino), éstas pueden disolverse en el agua y crear un electrolito que llega a ser más eficaz conforme aumenta la concentración de los químicos disueltos.. La sal (cloruro de sodio) está presente en el ambiente marino, en el agua producida en la producción de petróleo y gas y en la refinación, así como en las sales para el descongelamiento de caminos usadas en muchas carreteras en el hemisferio norte..

(19) 19. Otras sales químicas comunes incluyen sulfatos derivados de los productos sulfurosos de la combustión industrial.. Figura 3 Corrosión en estructuras de acero Fuente: http://biolarioja.com.ar/Quimica/capitulos/Capitulo20. 2.1.4 Calamina. La corrosión en una superficie de acero puede propiciarse por la presencia de la calamina. La calamina puede observarse en una superficie de hierro y acero nueva en forma de capas azul-negras de óxido ferroso, algunas de las cuales son más duras que el metal base. La calamina es eléctricamente positiva con relación al hierro o al acero, de modo que son catódicas con respecto al metal base. Una celda de corrosión se establece en presencia de humedad, y la calamina catódica promueve la corrosión en las áreas anódicas del acero desnudo (ver figura 4). La calamina es: . Una capa de hierro/óxido de hierro de color azul-negro. . Catódica con respecto al sustrato. . Generalmente removida ante de pintar.

(20) 20. Ésta es una razón por la que es importante remover la calamina de las superficies de acero antes de aplicar el recubrimiento. No deseamos promover la corrosión en la superficie, o cubrir las celdas de corrosión activas con una película de pintura.. Figura 4 La cascarilla de laminación no protege al acero Fuente: La prevención de la corrosión en estructuras metálicas por Fabio Domingos Pannoni, Ph.D.. 2.1.5. Serie galvánica. Una Serie Galvánica es una lista de materiales ubicados según el orden de sus potenciales de corrosión, iniciando con el que se corroe más fácilmente o el más.

(21) 21. activo en la parte superior, y terminando con el que se corroe con menor facilidad o el menos activo en la parte inferior.. Por convención, se dice que los metales más activos tienen potenciales de corrosión negativos, y se denominan anódicos. Los metales menos activos se denominan catódicos o nobles. Extremo anódico (activo). Magnesio Zinc Aluminio, Cadmio Acero o Hierro Plomo Estaño Níquel (estado activo) Latones Cobre Bronces. Monel Níquel (estado pasivo) Titanio Acero inoxidable (estado pasivo) Plata Grafito Oro Extremo catódico (noble). Platino. Las reglas generales de la corrosión galvánica (metales disímiles) se desglosan a continuación:.

(22) 22.  Cuando se conectan metales disímiles, el metal más activo (o anódico) se corroe más rápidamente, mientras el metal más noble (menos activo o catódico) tiende a protegerse y se corroe menos..  La tendencia a la corrosión aumenta conforme la diferencia de potencial entre los metales aumenta.. Factores que Afectan la Velocidad de Corrosión: La velocidad de corrosión es determinada por una variedad de factores, algunos de ellos bastante complicados. Sin embargo, existen cinco factores que tienen un papel determinante en la corrosión. Estos son:  Oxígeno: Al igual que el agua, el oxígeno aumenta la velocidad de corrosión. La corrosión puede presentarse en un ambiente con deficiencia de oxígeno, pero la velocidad de la reacción de corrosión (y la destrucción del metal) generalmente será mucho más lenta. En condiciones de inmersión, puede ser que el electrolito en contacto con un área del metal contenga más oxígeno que el electrolito que está en contacto con otras áreas. El área en contacto con la concentración más alta de oxígeno será catódica en relación con el resto de la superficie. De esta manera se forma una celda de concentración de oxígeno que resulta en altas velocidades de corrosión..  Temperatura: Las reacciones de corrosión son electroquímicas en naturaleza y generalmente se aceleran con el aumento de la temperatura; por lo tanto, la corrosión ocurre más rápidamente en ambientes más calurosos que en los ambientes fríos..  Sales químicas: Las sales químicas pueden servir para aumentar la velocidad de corrosión incrementando la eficiencia (conductividad) del electrolito. La sal.

(23) 23. química más común es el cloruro de sodio, un elemento importante del agua de mar. El cloruro de sodio depositado en superficies expuestas a la atmósfera también actúa como material higroscópico (ej., puede extraer humedad del aire), lo que aumentará la corrosión en áreas no sumergidas..  Humedad (o Condensación): La humedad y el tiempo de condensación tienen un papel importante en la promoción y aceleración de la velocidad de corrosión. El tiempo de condensación se refiere al tiempo en que un sustrato expuesto a la atmósfera mantiene suficiente humedad para apoyar el proceso de corrosión. Cuanto más húmedo sea el ambiente, mayor probabilidad que ocurra la corrosión. La industria de la aviación se aprovecha de este hecho cuando almacenan un avión en el desierto sin encerrarlo en edificios con aire acondicionado. Incluso a temperaturas elevadas, hay pocos electrolitos disponibles para la celda de corrosión. La corrosión puede ocurrir sin agua visible, pero la velocidad disminuye significativamente por debajo del 60% de humedad relativa aproximadamente (para el hierro)..  Contaminantes y Gases Ácidos: La lluvia ácida, los productos químicos generados en plantas de fabricación y de procesamiento, y los cloruros en áreas costeras promueven la corrosión. Los gases ácidos, tales como el dióxido de carbono, pueden también disolverse en la película de humedad que está en contacto con el metal. Además del efecto directo del ataque químico, estos materiales reducen la resistencia eléctrica del electrolito. Reducir la resistencia en la celda de corrosión permite mayor densidad de corriente de corrosión y, por ende, aumenta la velocidad de corrosión. De nuevo, la corrosión es la degradación de materiales desarrollados en contacto con un ambiente corrosivo. El ambiente corrosivo generalmente se define por las características del electrolito. Los.

(24) 24. ambientes pueden incluir la inmersión en un líquido (agua), o atmosférico, como veremos en la siguiente sección.. 2.1.6. Influencias del ambiente de servicio y la corrosión. Las influencias del ambiente afectan las velocidades de corrosión. Varios ambientes comunes reconocidos por profesionales del control de la corrosión son:. a). Ambiente químico / marino. Este es un ambiente muy severo que causa una oxidación muy rápida. Las sales aerotransportadas y los agentes químicos contaminantes pueden servir para estimular la corrosión. La humedad y el agua de mar proporcionan los electrolitos, los cuales aceleran dicho proceso.. Figura 5 Ambiente químico/marino – plataforma marina Fuente: http://energiaslibres.wordpress.com/2012/02/03/la gran mentira sobre la formación del petróleo, el petróleo no se formó a partir de los restos de seres vivos acuáticos, vegetales y animales/.

(25) 25. b). Ambiente químico con alta humedad. Este ambiente es altamente corrosivo, debido a los gases, los químicos y a la alta humedad, todo lo cual puede estimular la corrosión.. Figura 6 Ambiente químico con alta humedad – refinería Fuente: http://www.centinelaeconomico.com/2012/08/26/isaac amenaza refinerías de EEUU y podría impulsar el precio del petróleo/. c). Ambiente marino con alta humedad. Este ambiente proporciona un electrolito activo a través de la presencia de humedad y partículas de sal. Se sabe que la zona de salpique (generalmente definida como el nivel medio de la marea hasta 3.6 m. sobre la marea alta sufre de corrosión particularmente alta (ver figura 7).. d). Ambiente químico con baja humedad. La baja humedad generalmente crea un ambiente menos corrosivo que la alta humedad; sin embargo, tanto los gases como los químicos presentes pueden estimular la corrosión (ver figura 8)..

(26) 26. Figura 7 Ambiente marino con alta humedad Fuente: Propia. Figura 8 Ambiente químico con baja humedad – Planta de generación de poder Fuente: http://www.electrosector.com/estiman que un cuarto de generación de energía mundial será nuclear para 2050//. e). Ambiente rural. Este puede ser el ambiente menos corrosivo de los cinco debido a que el aire limpio no proporciona contaminantes en el aire y no hay humedad presente para servir como un electrolito..

(27) 27. Figura 9 Ambiente rural – Puente vehicular Fuente: Foto Sr. Aquiles León. 2.2.. Tipos de corrosión. Hay dos amplias clasificaciones de la corrosión: generalizada y localizada.. 2.2.1. Corrosión generalizada. La corrosión generalizada resulta en una pérdida de material relativamente uniforme sobre la superficie entera. Generalmente, ésta acción resulta en una disminución del espesor, de manera general, de la superficie afectada. La corrosión generalizada es relativamente fácil de evaluar y no causa fallas catastróficas (ver figura 10).. 2.2.2. Corrosión localizada. La corrosión localizada ocurre en sitios definidos de la superficie metálica. Las áreas inmediatamente adyacentes a la corrosión localizada normalmente se corroen a un grado menor. La corrosión localizada ocurre a menudo en las áreas que son difíciles de evaluar. Esta forma de corrosión es menos común en ambientes de exposición.

(28) 28. atmosférica que en ambientes de inmersión o salpique/rocío, y donde algunos factores especiales están implicados, tales como la exposición prolongada al agua líquida, los agentes contaminantes, o celdas galvánicas.. Figura 10 Corrosión generalizada Fuente: Propia. Se generan las celdas galvánicas cuando diversos tipos de metales están en contacto eléctrico en un electrolito común. La actividad de corrosión en sitios de corrosión localizada puede variar con cambios como defectos en el recubrimiento, cambios en contaminantes o agentes contaminadores y cambios en el electrolito.. Las formas predominantes de corrosión localizada en las plataformas y estructuras marinas son las picaduras y la corrosión en cavidades.. a). Corrosión por picadura. En la corrosión por picaduras el daño no ocurre uniformemente, sino primordialmente en zonas específicas donde se producen picaduras profundas. Los fondos de las picaduras son ánodos en una pequeña celda de corrosión localizada, a menudo.

(29) 29. agravada por una relación de área cátodo grande-ánodo pequeño. Las picaduras pueden iniciarse en una superficie abierta, libremente expuesta o en las imperfecciones en el recubrimiento. Las picaduras profundas, incluso las que son completamente penetrantes, pueden desarrollarse con una cantidad relativamente pequeña de pérdida del metal. Las picaduras pueden ser aisladas o un grupo de picaduras puede coalescer para formar un área de daño grande. Las picaduras son especialmente frecuentes en los metales que forman una capa protectora de óxido y en ambientes de alta contaminación por cloruros (donde los cloruros promueven la degradación de la capa de óxido).. Figura 11 Corrosión por picadura Fuente: Propia. b). Corrosión en cavidades. La corrosión en cavidades ocurre en una superficie de metal que está bloqueado de la exposición directa al medio ambiente, debido a la proximidad cercana con otro material que forme una brecha estrecha (o cavidad) entre ellos. Las diferencias en la concentración de la especie corrosiva o del oxígeno entre el ambiente interior y el exterior de la fisura generan la fuerza motora para la celda de corrosión,.

(30) 30. especialmente en las áreas que actúan como trampas de agua. Las cavidades son comunes en situaciones donde hay contacto de metal-a-metal, como en las arandelas de soporte o en las bridas de tuberías (ductos, caños).. Adicionalmente, los depósitos de desechos y productos de corrosión también generan cavidades (conocidas como corrosión bajo depósito).. Figura 12 Corrosión en cavidades Fuente: Propia. 2.2.3. Importancia de la corrosión. De las dos clasificaciones de corrosión, la corrosión localizada representa el más significativo en términos de la necesidad del mantenimiento imprevisto. La corrosión localizada se oculta a menudo (como en grietas o debajo de capas múltiples de un recubrimiento de mantenimiento) de tal manera que oculta el verdadero grado del daño. Debido al riesgo de una perforación rápida del sustrato, ésta puede causar serias consecuencias si no es detectada y tratada oportunamente. La corrosión localizada típicamente produce características severas que sirven como “canalizaciones de esfuerzos”. Estos canalizadores de esfuerzos ocurren bajo condiciones que aumentan.

(31) 31. el nivel de tensión en el borde principal de una picadura o cavidad, actuando como los puntos iniciales de la falla.. 2.3.. Efectos de la corrosión. Los efectos de corrosión incluyen la seguridad, el costo y la apariencia.. 2.3.1. Efectos en la seguridad. Las estructuras corroídas pueden ser inseguras en una variedad de maneras. Los puentes y edificios que deben soportar el peso de cargas extremas son ejemplos obvios.. La corrosión no puede permitirse en la industria de alimentos y bebidas, donde los productos de la corrosión del metal contaminarían los alimentos. A menudo se usan recubrimientos interiores y exteriores para proteger los tanques de proceso y los envases metálicos de comida.. Figura 13 Plataforma oxidado en puente interconector de tanques Fuente: Propia.

(32) 32. 2.3.2. Efectos en el costo. La Administración Federal de Carreteras de EE.UU. (FHWA) publicó, a través del estudio de 2 años en 2002, acerca de los costos directos asociados con la corrosión metálica en casi todos los sectores de la industria en los EE.UU., desde la infraestructura y el transporte a la producción y fabricación. Iniciado por NACE International y el mandato del Congreso de los EE.UU. en 1999 como parte de la Ley de Equidad en el Transporte para el siglo 21 (TEA -21) , el estudio proporciona estimaciones de los costos actuales para el tiempo e identifica las estrategias nacionales para reducir al mínimo el impacto de la corrosión.. El estudio, titulado "Costos de la corrosión y estrategias preventivas en los Estados Unidos", se llevó a cabo desde 1999 hasta 2001 por CC Tecnologías Laboratories, Inc., con el apoyo de la FHWA y NACE.. Sus principales actividades incluyen la determinación del costo de los métodos y servicios de control de la corrosión, para determinar el impacto económico de la corrosión para sectores industriales específica, la extrapolación de los costos del sector individuales a un costo total de corrosión nacional, la evaluación de las barreras a la aplicación efectiva de las prácticas de control de la corrosión optimizados, y el desarrollo de estrategias de aplicación y ahorro de costes.. Los resultados del estudio muestran que el costo estimado anual total directo de la corrosión en los EE.UU. es la asombrosa cifra de $ 276000 millones, aproximadamente el 3,1% del producto interno bruto de la nación lo cual revela que, si bien la gestión de la corrosión ha mejorado en las últimas décadas, los EE.UU. deben encontrar más y mejores formas de fomentar, apoyar y aplicar las prácticas óptimas de control de la corrosión..

(33) 33. 2.3.3. Efectos en la apariencia. Los recubrimientos desprendidos y el acero oxidado son desagradables para la vista en cualquier ambiente. Para muchos ingenieros o propietarios de compañías, la apariencia es una razón primordial para pintar sus estructuras. Por todas las razones indicadas anteriormente, la prevención de la corrosión es extremadamente importante.. Figura 14 Efectos de la corrosión - apariencia Fuente: Propia 2.4.. Control de la corrosión. Se tiene una variedad de herramientas para controlar la corrosión, las cuales incluyen el control mediante el método diseño, uso de inhibidores, protección catódica, recubrimientos protectores, sistemas para zonas de salpique y alteración del ambiente.. 2.4.1. Control de la corrosión mediante el método de diseño El método mediante el cual una estructura está diseñada puede influir en su resistencia a la corrosión. Generalmente hablando, el diseño para el control de la corrosión:.

(34) 34. Elimina la posible acumulación de agua, sales químicas y otro material que podrían promover la corrosión en puntos específicos (los puntos específicos son áreas particularmente conducentes a la corrosión acelerada, a menudo designados como “áreas críticas”).. Los elementos de tal diseño comúnmente incluyen la eliminación de formas complejas (ej., ángulos de espalda contra espalda) y orientaciones de miembros estructurales que puedan actuar como “trampas”, proporciona el acceso para las actividades del mantenimiento que permitirá a los operadores implementar sistemas de control de la corrosión y, elimina los bordes filosos, cavidades y otros elementos difíciles de proteger.. 2.4.2. Control de la corrosión mediante el uso de inhibidores. Un inhibidor de corrosión es una sustancia que, cuando se agrega a un ambiente, disminuye la velocidad de corrosión. Los inhibidores de corrosión se agregan típicamente en cantidades pequeñas al electrolito, típicamente en sistemas cerrados tales como tuberías (ductos, caños).. 2.4.3. Control de la corrosión mediante la selección de materiales. Existen alternativas de materiales de construcción que se pueden corroer menos rápido que el acero. Escoger un material resistente a la corrosión (CRM) podría ser requerido en ciertas aplicaciones de la estructura a proteger. Como se fue mencionado con anterioridad en este capítulo, una serie galvánica es una lista de materiales ubicados en el orden de sus potenciales de corrosión, iniciando con el que se corroe más fácilmente o el más activo, al principio y terminando con el que se corroe con menor facilidad, o el menos activo..

(35) 35. 2.4.4. Control de la corrosión mediante sistemas de protección catódica. La protección catódica utiliza ánodos de sacrificio hechos de metales más activos tales como aluminio, zinc o magnesio. Cuando están conectados a la estructura de acero sumergida que está siendo protegida, entonces estos ánodos se corroen preferencialmente en lugar de la estructura de acero. Cuando el ánodo de sacrificio está completamente corroído, debe reemplazarse. El control de la corrosión mediante la protección catódica en la industria costa afuera casi siempre se usa sin recubrimientos protectores. Una forma alterna de protección catódica (mediante corriente impresa) proporciona una corriente eléctrica que contrarresta la corriente de la celda de corrosión.. 2.4.5. Control de la corrosión mediante sistemas de recubrimientos protectores. Los recubrimientos protectores representan el sistema de protección contra la corrosión para estructuras costa afuera más común y extensivamente usado. El mecanismo para la protección varía dependiendo del material usado en particular y el mecanismo elegido puede aislar el sustrato a proteger contra el medio ambiente.. El control de la corrosión mediante el uso de recubrimientos puede ocurrir por uno de los tres procesos: Recubrimientos de barrera, pigmentos inhibidores y/o sacrificio (protección catódica).. El recubrimiento de barrera impide la entrada de oxígeno, el agua y las sales solubles. Los recubrimientos inhibidores, además de servir como una barrera, disminuyen de forma activa la reacción que ocurre en el ánodo, el cátodo o ambos. Los recubrimientos de sacrificio usan un metal que es anódico al acero y que se corroe preferencialmente, esencialmente proporcionan protección catódica..

(36) 36. La protección generada por los recubrimientos protectores puede ser influenciada significativamente por: . Discontinuidades en la película del recubrimiento protector. . El tipo de sistema de recubrimiento protector. . El espesor del sistema de recubrimientos protectores. . La naturaleza del electrolito. . Presencia de calamina u otras incrustaciones. 2.4.6. Control de la corrosión mediante alteraciones del ambiente. El ambiente, muy a menudo de la superestructura de plataformas marinas, puede ser modificado para que sea menos corrosivo. Esto tiene que ver principalmente con la deshumidificación (unidad de deshumidificación en operación). Mientras que ésta es una práctica común para usos interiores o para una contención instalada temporalmente, no juega un papel importante en trabajos de control de corrosión en curso.. Figura 15 Equipo de DH fuera de un tanque Fuente: Programa de inspectores de recubrimientos nivel 2 Manual del estudiante.

(37) 37. 2.5.. Programas de control de la corrosión. Mayormente se mitiga la corrosión estableciendo y manteniendo programas de control de la corrosión. Los programas individuales variarán en algunos detalles, pero por lo general se referirán a lo siguiente:  Calificación y especificación de materiales usados en sistemas de protección contra la corrosión  Especificación del grado de preparación de la superficie  Selección de un sistema de protección contra la corrosión adecuado para un elemento particular de la estructura  Calificación y selección de contratistas para la aplicación  Establecimiento del control y aseguramiento de la calidad  Calificación y selección de las compañías de inspección en-proceso  Calificación y selección de las compañías de inspección en-servicio  Programación de evaluaciones  Manejo de la data derivada de las evaluaciones  Planificación e ingeniería de las acciones de mantenimiento  Ejecución de las acciones de mantenimiento  Evaluación de la efectividad general del programa de control de la corrosión. 2.6.. Preparación de la superficie. Para casi todos los procesos de recubrimiento, el primer paso; la limpieza y preparación inicial de la superficie, es el paso clave para el éxito del sistema de protección.. Los recubrimientos modernos requieren tanto una superficie limpia así como rugosa para que puedan tener una estabilidad a largo plazo. La única excepción es si están.

(38) 38. diseñados específicamente para la aplicación sobre superficies con poca preparación. Se ha estimado que hasta un 75% de todas las fallas de recubrimiento prematuras son causadas, ya sea total o parcialmente, por una insuficiente o inadecuada preparación de la superficie. 2.6.1. Superficies de acero. a). Acero nuevo. El acero nuevo o sin pintar es relativamente fácil de limpiar. Siempre y cuando la superficie no se haya expuesto a la corrosión en un ambiente químico o marino, es probable que el problema más grande sea eliminar los depósitos de calamina.. Figura 16 Acero nuevo Fuente: Propia. b). Acero con recubrimiento existente. Los recubrimientos existentes o antiguos con mala adherencia, o que están demasiado deteriorados para ser repintados, o los recubrimientos existentes que son.

(39) 39. incompatibles y se ven afectados por la aplicación de recubrimientos de mantenimiento, deben ser completamente eliminados mediante lijado, limpieza abrasiva o remoción química, al igual que cualquier recubrimiento que se está desprendiendo o degradando de cualquier forma.. Figura 17 Acero con recubrimiento existente Fuente: Propia. 2.6.2. Limpieza previa. El grado de limpieza requerido está estrechamente relacionado con el tipo de recubrimientos elegidos para su uso, aunque, en general, un mejor nivel de limpieza proporciona una mejor protección a largo plazo para cualquier sistema de recubrimientos.. Se debe inspeccionar las superficies en busca de contaminación antes de que inicie la preparación de la superficie. En caso se encontrase contaminación, la limpieza con solventes es un método para eliminar todo el aceite, grasa y sucio visibles, así como compuestos de marcaje y de corte, y otros contaminantes solubles de las superficies de acero. La intención de la limpieza con solventes es que se utilice antes de la.

(40) 40. aplicación del recubrimiento y conjuntamente con métodos de preparación de la superficie especificados para la remoción de óxido, calamina o recubrimiento viejo. El estándar SSPC-SP 1 es la única norma que normalmente se usa para regir la limpieza con solventes para eliminar el aceite, grasa, polvo, sucio y compuestos de marcaje, así como otros compuestos orgánicos similares.. Figura 18 Limpieza previa Fuente: Propia. Para la remoción de los contaminantes, la SSPC-SP 1 define una variedad de métodos de limpieza previa, incluyendo la limpieza con solvente usando una tela o trapo, la inmersión del sustrato en solvente, la atomización de solvente, el desengrasado con vapor, la limpieza con vapor, la limpieza con agentes emulsionantes, la remoción química del recubrimiento y el uso de limpiadores alcalinos.. 2.6.3. Sales solubles. En ambientes marinos e industriales, donde el aire contiene partículas de sales químicas, existe la posibilidad que éstas puedan depositarse en la pieza de trabajo. Si.

(41) 41. esto ocurre después de la limpieza abrasiva y antes de la aplicación, puede ser necesario lavar y volver a preparar la superficie. La presencia de ciertos depósitos de sales químicas, como el sulfato ferroso o el hidróxido ferroso, puede determinarse por medio de papeles de indicadores o equipos de pruebas químicas.. El acero que se ha expuesto a la corrosión en presencia de ciertos contaminantes (ej., sulfatos, cloruros) puede ser difícil de limpiar adecuadamente. Aunque la superficie parezca estar debidamente preparada y libre de productos de la corrosión, puede contener suficientes contaminantes no visibles creando una superficie inadecuada para recubrirse. En casos extremos, las áreas muy contaminadas absorberán, después del arenado, humedad del aire, cambiarán a un color oscuro y rápidamente se deteriorarán. Este efecto a veces puede verse en minutos después de la culminación del proceso de limpieza abrasiva, particularmente cuando la humedad es relativamente alta (una indicación clara de que la superficie está contaminada).. Los siguientes estándares son algunos de los utilizados para varios métodos de ensayo: SSPC-Guía 15, ISO 8502-2, ISO 8502-5, ISO 8502-6 e ISO 8502-9. En cuanto a la remoción de las sales solubles, la superficie debe limpiarse exhaustivamente. La limpieza abrasiva adicional puede ser eficaz en algunos casos, pero se obtiene un mejor resultado lavándola con equipo de lavado a alta presión. El chorro de agua también puede ser eficaz para eliminar la contaminación gruesa. La preparación de la superficie en estos casos debe ser seguida por un análisis de sales ferrosas solubles y/o cloruros, para asegurar que la contaminación restante esté por debajo de los niveles críticos.. 2.6.4. Limpieza con herramientas manuales. La limpieza con herramientas manuales es un método para preparar las superficies de acero mediante instrumentos no motorizados. La limpieza con herramientas manuales.

(42) 42. elimina toda la calamina, óxido, pintura y otro material foráneo perjudicial. La calamina, el óxido y la pintura adheridos generalmente no pueden eliminarse mediante este proceso en un ambiente de alta producción. La calamina, el óxido y la pintura se consideran adheridos si no pueden removerse con una espátula sin filo. Las herramientas usadas en la limpieza manual incluyen cepillos de alambre, raspadores, espátulas, cinceles, cuchillos, martillos y piquetas.. Figura 19 Limpieza con herramientas manuales Fuente: Propia. El estándar escrito usado comúnmente para controlar el proceso de limpieza con herramientas manuales es SSPC-SP 2, Limpieza con Herramientas Manuales.. 2.6.5. Limpieza con herramientas de poder. La limpieza con herramientas de poder es un método para preparar las superficies de acero usando herramientas mecánicas de limpieza, impulsadas por una fuente de poder. Estas herramientas son básicamente similares a las herramientas usadas para la limpieza manual, pero se emplea una fuente de poder como electricidad o aire comprimido..

(43) 43. Este proceso puede eliminar la calamina suelta, óxido, pintura y otro material foráneo perjudicial, pero no está diseñado para remover calamina, óxido y pintura adheridos. Al igual que en SSPC-SP 2, la calamina, el óxido y la pintura se consideran adheridos si no pueden remover levantándolos con una espátula sin filo. Las normas usadas más comúnmente para regir el proceso de limpieza con herramientas de poder son SSPCSP 3 ó ISO 8501 -1 St 3 (o St 2).. Figura 20 Limpieza con herramientas de poder Fuente: Propia. Los estándares escritos para la limpieza con herramientas de poder son:. SSPC-SP 3 pide una limpieza con herramientas de poder para remover toda la calamina, herrumbre, pintura y demás material foráneo perjudicial que estén sueltos. No es la intención remover calamina, óxido, y pintura firmemente adheridos mediante este proceso. La calamina, el óxido y la pintura se consideran adheridos cuando no se pueden levantar con una espátula sin filo.. El estándar SSPC-SP 11 pide una limpieza con herramientas de poder para producir una superficie de metal desnudo y retener o crear un perfil, cuando se requiere en un sustrato a metal desnudo, limpio y rugoso, pero donde la limpieza abrasiva no es.

(44) 44. posible o permitida. Las superficies metálicas preparadas según SSPC-SP 11, el verse sin magnificación, deben estar libres de todo aceite, grasa, sucio, polvo, calamina, óxido, pintura, productos de corrosión y otros materiales foráneos visibles. Ligeros residuos de óxido y pintura pueden estar presentes en el fondo de las picaduras si estas existen en la superficie original. Si se especifica el pintado, la superficie debe quedar rugosa, a un grado adecuado para el sistema de pintura, con un perfil no menor de 25 μm (1 mil).. Los estándares visuales para la limpieza con herramientas de poder son la SSPC-VIS 3 y la ISO 8501-1 (St 3 ó St 2).. 2.6.6. Limpieza abrasiva. Una excelente forma para preparar y limpiar la superficie del acero o de otros materiales es el chorro abrasivo, que consiste en impactar partículas abrasivas a gran velocidad sobre el área que se quiere limpiar. Esta acción permite remover el óxido de laminación, los productos de corrosión y en general toda impureza o suciedad presente en la superficie. La impulsión de las partículas se realiza por medios neumáticos utilizando aire a presión, o por accionamiento eléctrico de una rueda centrífuga que impulsa las partículas. De esta forma, se logra limpiar efectivamente la superficie y prepararla para lograr una buena adherencia de los recubrimientos que serán aplicados sobre ella. La limpieza con chorro abrasivo, es el mejor método para acondicionar la superficie que posteriormente debe ser pintada para obtener una perfecta adherencia del recubrimiento. Esto se logra porqué adicionalmente al grado de limpieza.

(45) 45. determinado se aumenta la superficie de contacto entre pintura y sustrato creando una rugosidad en la base.. Figura 21 Limpieza abrasiva seca Fuente: Propia. Existen muchos productos que se utilizan como abrasivos y entre ellos destacamos: arena de río, granalla de acero redonda y angular, escoria de cobre, cuarzo, hielo seco (CO2), cascara de nueces, óxido de zinc, granalla de plásticos, entre otros. En algunos casos es posible utilizar arena mezclada con agua para así reducir la contaminación de polvo en el ambiente, en este caso se moja la superficie y deberán usarse las pinturas o revestimientos compatibles con esta situación. a). Estándares escritos de limpieza de la superficie. Se han definido varios grados o estándares de limpieza superficial alcanzados mediante chorro abrasivo. Los estándares de limpieza abrasiva para el acero nuevo que son utilizados con mayor frecuencia en aplicaciones de preparación de la superficie por este medio son producidos por NACE, SSPC e ISO. En Octubre de.