NACE CIP II Español 2011

Programa de Inspectores de
Recubrimientos Nivel 2Manual
del Estudiante
Enero 2011
Sus Instructores
del CIP Nivel 2
son:
_________________________
_________________________
_________________________
AVISO IMPORTANTE:NACE International, sus funcionarios, directores y miembros no asumen responsabilidad alguna por el uso de los métodos y materiales presentados aquí. No se otorga autorización alguna relacionada con el uso de material patentado o con derechos de autor. Esta información tiene únicamente un carácter informativo y el uso de los materiales y métodos es bajo riesgo exclusivo del
usuario.
Impreso en los Estados Unidos. Todos los derechos reservados. Se prohíbe
expresamente la reproducción total o parcial del contenido, en forma electrónica o
fotográfica, sin el consentimiento del propietario del derecho de autor.
Política en Cuanto al uso de Computadoras
Portátiles y Celulares con Cámaras
A fin de ser proactivos y brindarle a los estudiantes la mejor oportunidad para que estén completamente preparados para el curso como
sea posible; NACE ha implementado recientemente una nueva política de enviar un CD-ROM con el manual del estudiante a cada participante cuando se inscriben en un curso del CIP. Esperamos que este proceso le ofrezca al estudiante la oportunidad de revisar y (con
esperanza) estudiar el manual previo a su llegada al salón de clases.
Como resultado, hemos empezado a observar que los estudiantes llegan al salón con su CD-ROM y su computador portátil. A fin de
colocarnos en el siglo 21, el Comité del CIP ha tomado la decisión de
permitir que los estudiantes usen sus computadoras para seguir las
charlas electrónicamente, en lugar de trabajar con su manual y usar
sus laptops para tomar notas en las clases.
Para que esto funcione, se han establecido las siguientes reglas:
1.
2.
3.
4.
5.
No se les permite a los estudiantes conectarse a internet o estar
en contacto con el mundo exterior a través de sus computadoras.
No se les permite a los estudiantes grabar cualquier porción de
las actividades de clase / práctica de campo (incluyendo las
charlas).
Todas las laptops deben mantenerse en “silencio” para no perturbar a los demás en la clase.
Los laptops no pueden utilizarse durante las pruebas cortas
(quizzes) o mientras el examen se esté llevando a cabo.
Los laptops no pueden utilizarse durante la revisión de pares
(Peer Review).
Adicionalmente, con el uso cada día más frecuente de teléfonos celulares con cámaras, se les prohíbe a los estudiantes usar estos aparatos
para tomar fotos mientras estén en clase.
Muchas gracias,
Comité del CIP de NACE
Reconocimientos
El tiempo y la experiencia de muchos miembros de NACE International ha sido invertido en el desarrollo de este curso. Su dedicación y los esfuerzos son muy apreciados por los autores y por aquellos que han ayudado a hacer posible este trabajo.
El alcance, los resultados deseados del aprendizaje y los criterios de desempeño de
este curso, han sido desarrollados por el Subcomité del Programa de Inspectores de
Recubrimientos (CIP) de NACE bajo los auspicios del Comité Administrativo de
Educación de NACE, en cooperación con el Comité Administrativo de Certificación
de esta asociación.
En nombre de NACE, nos gustaría agradecer al subcomité del CIP por su trabajo.
Sus esfuerzos fueron extraordinarios y su objetivo fue en el mejor interés del servicio público – para desarrollar y proporcionar un programa de formación muy necesario para ayudar a mejorar los esfuerzos de control de la corrosión en toda la industria. También queremos dar las gracias a sus empleadores por su generoso apoyo en esta importante labor y el tiempo personal que los miembros dedicaron a este
programa.
RED DE RECUBRIMIENTOS DE NACE
(NCN)
NACE ha establecido la RED DE RECUBRIMIENTOS, un foro electrónico gratuito
para el público, que facilita la comunicación entre los profesionales que trabajan en
todas las facetas de la prevención y el control de la corrosión.
Si usted se inscribe en la RED DE RECUBRIMIENTOS de NACE, será parte de un
foro de discusión abierta, a través del correo electrónico, sobre cualquier tema relacionado a la industria de recubrimientos. ¿Tiene alguna pregunta? ¡Sólo pregunte!
¿Tiene la respuesta? ¡Compártala! Las discusiones a veces involucran preguntas
de una sola vez, pero en ocasiones habrá debates.
¿Qué necesita para inscribirse? Un correo electrónico. ¡Eso es todo! Entonces:
1. Para inscribirse, envíe un correo sin mensaje a:
[email protected]
2. Para cancelar su inscripción, envíe un correo sin mensaje a:
[email protected]
3. ¡Listo! Recibirá un correo de respuesta explicando cómo participar,
¡pero es tan fácil que ni necesitará ayuda!
Instrucciones para Completar la hoja de Matrícula/Respuesta del Examen ParSCORETM
1. Use un lápiz Número 2 (o de mina oscura).
2. Llene toda la siguiente información y los círculos correspondientes para cada categoría:
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
ID Number:
PHONE:
# de ID del estudiante, NACE ID o ID temporal suministrada
Su número telefónico. Los cuatro últimos dígitos de este
número constituirán su contraseña para accede a sus
notas en línea. (Por razones de seguridad, puede colocar
cualquier otro número de cuatro dígitos en este espacio)
LAST NAME:
Su apellido
FIRST NAME:
Su primer nombre
M.I.:
Inicial del segundo nombre
TEST FORM:
Esta es la versión del examen que está tomando
SUBJ SCORE:
Esta es la versión del examen que está tomando
NAME: _______________ (coloque su nombre completo)
SUBJECT: ____________ (coloque el tipo de examen que está tomando, ej., CIP
Nivel 1)
DATE: _______________ (fecha del examen)
3. La siguiente sección de esta forma (1 a 200) es para las respuestas de su examen.
 Todas las respuestas DEBEN ser rellenadas en los círculos de la hoja
ParSCORETM. Las respuestas colocadas en el examen NO serán tomadas en
cuenta.
 Al cambiar una respuesta en la hoja ParSCORETM, asegúrese de borrar completamente.
 Rellene solo una respuesta por pregunta y no rellene más círculos que las preguntas del examen.
POLÍTICAS Y PROCEDIMIENTOS SOBRE LOS RESULTADOS DE LOS EXÁMENES
Es la política de NACE no revelar las calificaciones vía telefónica, e-mail o fax. Los estudiantes recibirán una carta con sus calificaciones, por correo normal o a través de un representante de su compañía, en aproximadamente 6 a 8 semanas después de haber culminado el curso. Sin embargo, en la mayoría de los casos, entre 7 y 10 días hábiles
después de la recepción de los exámenes en las Oficinas Principales de NACE, los estudiantes pueden acceder a sus notas a través del portal de NACE.
Instrucciones para acceder a las calificaciones en línea:
Vaya a: www.nace.org
Escoja:
Education
Grades
Access Scores Online
Encuentre su Número ID del Curso (Por ejemplo 07C44222 ó 42407002) en el menú de
opciones.
Escriba su ID del Estudiante o ID Temporal del Estudiante (Por ejemplo 123456 ó
4240700217)*.
Escriba su Contraseña de 4 dígitos (los cuatro dígitos colocados en las últimas cuatro
casillas del número telefónico de su hoja Scantron).
Haga click en Search
Use los espacios provistos abajo para documentar su información de acceso:
STUDENT ID__________________COURSE CODE_________________
PASSWORD (Only Four Digits) ___________________
*Note que el ID del Estudiante para los miembros de NACE será el mismo que el de su
membrecía de NACE a menos que se le haya suministrado un ID Temporal en el curso.
Para aquellos que se registran a través de las Oficinas Principales de NACE, el ID del
Estudiante aparecerá en su hoja de confirmación del curso, lista de estudiantes que se le
da a los instructores y/o en sus distintivos con sus nombres.
Para cursos In-House, de Licenciatarios y los organizados por las Secciones, un número
ID Temporal le será asignado en el curso sólo para propósitos de acceder a sus
calificaciones en línea..
Para los cursos In-House, esta información no puede ser suministrada hasta que se haya
recibido el pago de la compañía que organiza el mismo.
La información referente al estatus actual del envío de la carta con las calificaciones está
disponible en la página web al completar el curso. El procesamiento de los exámenes
comenzará al llegar el material a las Oficinas Principales de NACE. Cuando se elaboran
las cartas del curso, la columna de “Status” indicará “En Proceso”. Una vez que las cartas han sido enviadas, el estado cambiará para indicar “Enviada” y la fecha de envío se
colocará en la última columna. Los cursos se listan por orden de fecha. El estado de
las cartas de calificaciones puede encontrarse en el siguiente link:
http://web.nace.org/Departments/Education/Grades/GradeStatus.aspx
Si no ha recibido su carta de calificaciones de 2 a 3 semanas después de la “Fecha de
Envío” publicada (6 semanas para envíos internacionales) o si tiene problemas en acceder a sus calificaciones en línea, puede contactarnos a través de
[email protected].
PROGRAMA DIARIO
DÍA UNO
Registro
Capítulo 1
Introducción
Capítulo 2
Corrosión Avanzada
Almuerzo (Comida)
Capítulo 3
Controles Ambientales
Capítulo 4
Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Capítulo 5
Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales Laboratorio de Práctica
DÍA DOS
Capítulo 6
Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Capítulo 7
Waterjetting
Capítulo 8
Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
Almuerzo (Comida)
Capítulo 9
Conciencia de la Seguridad
Capítulo 10
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
Capítulo 11
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos –
Laboratorio de Práctica
DÍA TRES
Capítulo 12
Recubrimientos Interiores y Especializados
Capítulo 13
Recubrimientos de Barrera Gruesa
Capítulo 14
Estándares y Recursos Avanzados
Almuerzo (Comida)
Capítulo 15
Recubriendo el Concreto e Inspección
Capítulo 16
Instrumentos de Prueba para el Concreto
Capítulo 17
Equipos de Inspección de Concreto – Laboratorio de
Práctica
DÍA CUATRO
Capítulo 18
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Capítulo 19
Ensayos e Instrumentos Destructivos
Almuerzo (Comida)
Capítulo 20
Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de
Práctica
Capítulo 21
Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de
Sustratos Especiales
Capítulo 22
Operaciones de Recubrimientos para Mantenimiento
DÍA CINCO
Capítulo 23
Recubrimientos No Líquidos
Capítulo 24
Evaluaciones de Recubrimientos
Capítulo 25
Ensayos y Equipos de Evaluación Especializados
Almuerzo (Comida)
Capítulo 26
Tipos de Recubrimientos, Modos de Falla y Criterios de
Inspección
Capítulo 27
Revisión de Pares
´DÍA SEIS
Revisión del Curso
Exámenes
CIP Peer Review
Procedimiento para la Evaluación de la Experiencia de Trabajo
1. Dos años de experiencia en trabajos relacionados con recubrimientos para poder tomar el
Peer Review. Las planillas (formas) de la experiencia de trabajo completadas deben ser
recibidas en las Oficinas Principales de NACE al menos con dos meses de anticipación
de la fecha del Peer Review, a fin de que puedan ser enviadas a un panel de revisión
para su verificación y aprobación. Si está en sus planes tomar el Peer Review en el
siguiente año, es en su beneficio completar y enviar estas planillas (formas) a las Oficinas
Principales de NACE lo antes posible.
2. En este momento, no existe un tiempo de espera entre los niveles del CIP. Esto significa
que:
a. Sin importar qué tanta o qué tan poca experiencia tenga en la industria de los
recubrimientos, usted puede tomar los Niveles 1 y 2 del CIP sin periodo de espera
entre ellos.
b. No tiene que completar las planillas (formas) de experiencia laboral para poder asistir a
los Niveles 1 y 2 del CIP.
3. Es altamente recomendado tener treinta y seis (36) puntos relacionados con trabajos de
campo antes de tomar el Peer Review y recibir la Certificación del CIP. El Peer Review
se hará significativamente más difícil sin la experiencia de campo que amonta a los 36
puntos.
¿Cómo Funciona la Evaluación de la Experiencia de Trabajo?
Su documentación de experiencia laboral debe suministrar información de los puntos
relacionados con la experiencia en trabajos de campo. Los puntos de experiencia de campo
se calculan en la Forma 2.
Sólo la experiencia laboral en trabajos de campo relacionados con recubrimientos
(definida como experiencia en trabajos de campo relacionados con recubrimientos donde
estos están siendo aplicados o inspeccionados). Los puntos por experiencia se asignan
como sigue cuando esta ha sido ininterrumpida:
Tipo de Experiencia en Trabajos
Relacionados con Recubrimientos
Inspección de Recubrimientos
Otra Experiencia en Campo
Experiencia Fuera del Campo
CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada Diciembre 2006
Puntos Otorgados por Mes
de Experiencia Ininterrumpida
2,0
1,5
1,0
Los puntos no son otorgados para la experiencia relacionada con recubrimientos fuera del
campo. Las siguientes listas, a pesar de que no son definitivas ni exhaustivas, indican los
tipos de experiencias que serían o no consideradas como experiencia laboral en trabajos
de campo relacionados con recubrimientos.
Aceptado
No Aceptado
• Inspector de Recubrimientos
• Técnico de laboratorio sin responsabilidades en
campo
• Capataz de Cuadrilla de Pintura
• Elaboración de especificaciones sin
responsabilidades en campo
• Pintor de Mantenimiento Industrial
• Ventas de recubrimientos protectores sin
responsabilidades en campo
• Operador de limpieza abrasiva
• Ventas de recubrimientos protectores
con experiencia en campo
• Gerente en sitio de las operaciones
de recubrimientos
CÁLCULO DE EXPERIENCIA INTERRUMPIDA
Cuando la experiencia en trabajos relacionados con recubrimientos ha sido interrumpida por
dos años o más, los puntos otorgados por la experiencia laboral previo a la interrupción son
reducidos según se indica a continuación:
Duración de la Interrupción
en la Continuidad de los
Trabajos Relacionados con Pinturas
Factor para Reducción de Puntos
Otorgados por Trabajos Relacionados
con Pinturas Previos a la Interrupción
Hasta 2 años
2 a 3 años
3 a 4 años
4 a 5 años
5 años o más
Sin factor de reducción
80%
70%
60%
50%
Por ejemplo: Un aspirante trabajó por 24 meses como pintor de recubrimientos industriales,
luego trabajó en algo no relacionado con recubrimientos protectores por 2 años, y más
recientemente trabajó 12 meses como inspector de recubrimientos. Los puntos totales
otorgados por trabajos relacionados con pinturas se calculan como se muestra:
CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada Diciembre 2006
24 meses x 1,5 puntos por mes x 80%
12 meses x 2,0 puntos por mes x 100%
Total Puntos Otorgados
=
=
=
28,8 puntos por trabajos como pintor
24,0 puntos por trabajos de inspección
52,8
Cómo llenar las planillas (formas)
El no seguir estas instrucciones puede retrasar enormemente su proceso de aplicación.
NACE no puede hacerse responsable, y no acepta responsabilidad alguna por la demora
causada por información incompleta, imprecisa o ilegible.
1. Lea cuidadosamente estas instrucciones y observe las planillas de muestra antes de
proceder.
2. Lea y firme las páginas de la Afirmación y la Declaración. Estas deben ser incluidas
con las planillas de la experiencia de trabajo para que sean consideradas.
3. La Forma 1: Resumen de la Experiencia en Trabajos Relacionados con
Recubrimientos Protectores, es un resumen, tal como su título lo indica. Complétela,
fírmela y coloque la fecha.
4. La Forma 2: Documentación de Trabajos Individuales: Llene completamente una
copia de la Forma 2 para cada trabajo que aparece en la hoja de resumen (Forma 1).
Haga tantas copias como necesite de la Forma 2 ya que tiene que documentar los 36
puntos de experiencia laboral que necesita para asistir al Peer Review. Escriba de forma
clara y legible o llene la información a máquina. Asegúrese de incluir una breve
descripción de sus responsabilidades relacionadas a los recubrimientos para cada trabajo
al final de cada forma. Escriba sólo en una cara de cada página. Firme y coloque la
fecha en cada página.
Notas:
Debe ofrecer información completa. Si es auto empleado, ofrezca nombres y direcciones de
individuos específicos en los clientes principales que puedan verificar su experiencia.
Para el propósito de estas planillas, trabajo se define como una posición en la que ha estado
empleado regularmente por un periodo de tiempo. Para aquellos que trabajan para una
compañía que ofrece servicios a sus clientes, sólo tiene que nombrar la compañía para quien
trabaja, no los clientes individuales.
5. Haga una copia de las formas completadas y manténgala en sus registros.
6. Envíe las planillas, completadas, firmadas y fechadas a:
NACE International – Education Div.
Attention: Carol Steele
1440 South Creek Drive
Houston, TX 77084-4906 USA
Teléfono: 281/228-6244
Fax:
281/228-6344
E-Mail:
[email protected]
Nota: Se aceptan aquellos documentos enviados vía fax o escaneados y enviados por correo electrónico que estén
firmados. No tiene que enviar las instrucciones o las copias de muestra; sólo las planillas completadas.
CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada Diciembre 2006
7. Si requiere ayuda, contacte a NACE en la dirección y teléfono arriba indicados.
Sus planillas deben ser recibidas en las Oficinas Principales de NACE no menos de 60
días de la primera fecha en que se celebrará el Peer Review al que desea asistir, para
permitir cierto tiempo para que el proceso de verificación y aprobación sea
completado.
CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada Diciembre 2006
EJEMPLO
Forma 1: Resumen de la Experiencia en Trabajos Relacionados con Recubrimientos Protectores
Información del Aspirante:
Nombre:
Rubén Acevedo
Teléfono: 409/111-4321
Compañía:
ZZZ Coating Inspection Inc.
Fax:
Dirección:
987 Gage Avenue
409/111-1234
________________________________
Ciudad:
Millspec
Estado/Provincia: TX
Código Postal:
77987
País:
USA
Por favor resuma abajo la información de cada copia de la Forma 2, Documentación Individual de Trabajo. Indique su experiencia
empezando con la más reciente, seguida por la experiencia menos reciente.
Desde
Mes/Año
Hasta
Mes/Año
Número de meses en
este trabajo
Puntos por
este trabajo
Posición
Nombre de la
Compañía
1/92
1/95
36
72
Inspector de recub.
ZZZ Inspection Inc.
12/89
12/91
24
36
Pintor
AAA Painters
12/87
12/89
24
36
Ayudante
AAA Painters
/
/
/
/
EJEMPLO
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
PUNTOS TOTALES:
144
Declaración Jurada del Aspirante: Entiendo que si conscientemente suministro información falsa relacionada con mi reconocimiento en
este programa será motivo para procedimientos disciplinarios en mi contra.
Firma:
CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada Diciembre 2006
Fecha:
EJEMPLO
Forma 2: Documentación de Trabajos Individuales
Use de estas formas para cada trabajo; es decir, cada periodo de experiencia laboral que usted desee documentar. Note que para esta
forma, trabajo se define como una posición en la que ha estado empleado regularmente por un periodo de tiempo. Haga y use tantas
copias de esta forma como sea necesario. Por favor suministre toda la información solicitada. Por favor suministre toda la información
solicitada.
INFORMACIÓN DEL TRABAJO:
Título:
CÁLCULOS
DE
PUNTAJE
EXPERIENCIA LABORAL:
Pintor
a.
AAA Painters
Desde:
Mes
1
Año
92
Hasta:
Mes
1
Año
95 (presente)
¿A quién puede contactar NACE para verificar esto?
Nombre:
Alfredo Bustamante
Compañía:
AAA Painters
Dirección:
123 Coating St.
DE
LA
Número de meses en este trabajo:
24
b.
Puntos por Experiencia (maque uno):
 Campo, inspección de pintura (2 puntos)
 Campo, no inspección (1,5 puntos)
 Experiencia fuera del campo (1,0 puntos)
EJEMPLO
Escriba los puntos aquí:
Ciudad:
Estado/Provincia: TX
Paintersville
Código Postal: 77123
País:
USA
Teléfono:
409/123-4567
Fax:
409/123-7654
c.
1,5
Puntos por este trabajo:
Multiplique a. (número de meses)
por b. (puntos por experiencia).
Escriba el resultado en este cuadro:
36
Describa en detalle cuáles son / fueron sus tareas específicas relacionadas con recubrimientos durante este trabajo.
NOTA: No escriba en la parte de atrás de esta forma, agregue hojas adicionales si es necesario, escribiendo sólo en
una cara de la hoja.
LISTE SUS RESPONSABILIDADES DE TRABAJO RELACIONADAS CON LOS RECUBRIMIENTOS EN ESTA
ÁREA
Experiencia con equipos de aplicación convencional y airless. Responsable de asegurar que el equipo esté
instalado correctamente y limpio al final del día.
Responsable de aplicar los recubrimientos correctamente según las direcciones de mi supervisor. Tomar
lecturas de espesor húmedo según instrucciones.
Trabajé principalmente en estructuras cosa afuera durante este periodo, pero también en algunos proyectos
en refinerías.
Declaración Jurada del Aspirante: Entiendo que si conscientemente suministro información falsa relacionada con mi
reconocimiento en este programa será motivo para procedimientos disciplinarios en mi contra.
Firma:
CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada Diciembre 2006
Fecha:
Forma 1: Resumen de la Experiencia en Trabajos Relacionados con Recubrimientos Protectores
Instrucciones: Haga y use tantas copias de esta planilla como sea necesario. Por favor suministre toda la
información requerida. Las planillas deben llenarse legiblemente en letra de imprenta en tinta negra o a máquina
de escribir. La información ilegible puede demorar el proceso de aplicación. Si requiere ayuda con esta planilla,
contacte la División de Educación de NACE International en las Oficinas Principales.
Información del Aspirante:
Nombre:
Teléfono:
Compañía:
Fax:
Dirección:
Ciudad:
Estado/Provincia:
Código Postal:
País:
Por favor resuma abajo la información de cada copia de la Forma 2, Documentación Individual de Trabajo.
Indique su experiencia empezando con la más reciente, seguida por la experiencia menos reciente.
Desde
Mes/Año
Hasta
Mes/Año
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
Número de meses en
este trabajo
Puntos por
este trabajo
Posición
Nombre de la
Compañía
TOTAL POINTS:
Declaración Jurada del Aspirante: Entiendo que si conscientemente suministro información falsa relacionada con mi
reconocimiento en este programa será motivo para procedimientos disciplinarios en mi contra.
Firma:
CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada Diciembre 2006
Fecha:
Forma 2: Documentación de Trabajos Individuales
Use de estas formas para cada trabajo; es decir, cada periodo de experiencia laboral que usted desee
documentar. Note que para esta forma, trabajo se define como una posición en la que ha estado empleado
regularmente por un periodo de tiempo. Haga y use tantas copias de esta forma como sea necesario. Por
favor suministre toda la información solicitada. Por favor suministre toda la información solicitada.
INFORMACIÓN DEL TRABAJO:
CÁLCULO DE PUNTAJE DE LA EXPERIENCIA
LABORAL:
Título:
______
_______
Desde:
Mes
Año
_______
Hasta:
Mes
Año
_______
¿A quién puede contactar NACE para verificar esto?
Nombre:
_______
________
Compañía:
_______________
Dirección:
.
Ciudad:
_______
_______
Estado/Provincia: ________________________
a. Número de meses en este trabajo:
b. Puntos por Experiencia (maque uno):
 Campo, inspección de pintura (2 puntos)
 Campo, no inspección (1,5 puntos)
 Experiencia fuera del campo (1,0 puntos)
Escriba los puntos aquí:
c. Puntos por este trabajo:
Multiplique a. (número de meses)
por b. (puntos por experiencia).
Código Postal: _____________
Escriba el resultado en este cuadro:
País:
Teléfono:
_______
Fax:
_______
DESCRIBA BREVEMENTE cuáles son / fueron sus tareas específicas relacionadas con recubrimientos
durante este trabajo. NOTA: No escriba en la parte de atrás de esta forma, agregue hojas adicionales si
es necesario, escribiendo sólo en una cara de la hoja.
Declaración Jurada del Aspirante: Entiendo que si conscientemente suministro información falsa relacionada
con mi reconocimiento en este programa será motivo para procedimientos disciplinarios en mi contra.
Firma:
CIP Planillas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada Diciembre 2006
Fecha:
NOMBRE EN LETRA DE IMPRENTA:
Yo afirmo que:
1. Comprendo que soy el único responsable del aseguramiento de que toda la documentación pertinente a mi
experiencia laboral sea entregada, en buen estado y personalmente en las oficinas principales de NACE en un lapso
no menor a los 60 días previo al primer día de la Revisión de Pares que deseo asistir, y el no hacerlo podría resultar
en la imposibilidad de tomar dicho examen.
2. Comprendo que si suministro conscientemente, u ocasiono que se suministre, cualquier información falsa en
relación a mi reconocimiento bajo el Programa de Inspectores de Recubrimientos de NACE International, esto será
causal para que se tomen acciones en contra de mi posición en dicho programa.
3. Es responsabilidad del individuo de completar el proceso de renovación, y de notificar a NACE International sobre
cambios en su dirección. Cada nivel completado satisfactoriamente expirará en la fecha que aparece en la tarjeta
emitida (o a los tres años de haberlo culminado). El hecho de que no se reciban avisos de NACE al respecto, no
exime de responsabilidad al individuo de contactar a NACE para completar el proceso de renovación.
4. Con respecto al examen de Revisión de Pares (Peer Review):
a. Comprendo que el aprobar la Revisión de Pares es significativamente más difícil que el aprobar cualquiera de las
sesiones de adiestramiento, y que el completar satisfactoriamente dichas sesiones de adiestramiento no
garantiza la aprobación de la Revisión de Pares. También comprendo que, en caso de no aprobar la Revisión de
Pares, debo esperar no menos de una semana antes de realizar un segundo intento.
b. Comprendo que, en caso de reprobar la Revisión de Pares dos veces, debo esperar no menos de seis meses
antes de realizar un tercer intento, y que cualquier persona que repruebe el segundo, o los intentos subsiguientes,
debe esperar un mínimo de seis meses entre intentos adicionales.
5. Comprendo que las categorías dentro del Programa de Inspectores de Recubrimientos de NACE International son
las siguientes:
Mayor Nivel Alcanzado Satisfactoriamente
Nombre de la Categoría
CIP Nivel 1
Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 –
1
Certificado
Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 2 –
2
Certificado
CIP Nivel 2 (debe tener el Nivel 1 del CIP)
CIP Nivel 2 – Énfasis en Marino (debe tener el
Nivel 1 del CIP o una documentación aprobada en
los archivos)
Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 2 –
3
Certificado en Marina
CIP Niveles 1, 2 (estándar o marino) y Revisión de
Pares
Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE
– Nivel 3
1
El Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado está calificado para llevar a cabo una inspección de recubrimientos básica en estructuras de
acero, usando técnicas y equipos no destructivos bajo la supervisión de un Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE – Nivel 3. La persona
certificada en este nivel tiene conocimientos básicos de los recubrimientos y de las técnicas de preparación de la superficie y aplicación sobre superficies de
acero.
2
El Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificado está calificado para realizar una inspección de recubrimientos avanzada usando equipos y
técnicas tanto no destructivas como destructivas. La persona certificada en este nivel tiene suficientes conocimientos acerca de recubrimientos y técnicas
especializadas de preparación de la superficie y aplicación utilizadas sobre una gran variedad de sustratos. Él/Ella también posee amplios conocimientos
en la elaboración de reportes avanzados, evaluación de condiciones, análisis de falla y operaciones de renovación.
3
El Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificado en Marina está calificado según se describe en el párrafo anterior, al igual que posee las
habilidades y conocimientos requeridos para tratar de manera correcta los requerimientos de inspección del Estándar de Desempeño para Recubrimientos
Protectores de la Organización Marítima Internacional (PSPC).
6. NACE tiene una política firme con respecto al uso de sus logotipos, títulos y números de certificación. El número y
título de certificación pueden ser usados únicamente por individuos que son Inspectores de Recubrimientos NACE
Nivel 1 – Certificados, Inspectores de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificados o Inspectores de
CIP Formas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada marzo 2010
Recubrimientos Certificados por NACE – Nivel 3, y no pueden ser usados por ningún otro individuo. Todos los
tarjetahabientes activos del CIP tienen permiso para usar el término Inspector de Recubrimientos NACE Nivel
1 – Certificado, Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificado o Inspector de Recubrimientos
Certificado por NACE – Nivel 3 (dependiendo del nivel de certificación alcanzado), así como su número de
certificación en sus tarjetas profesionales de presentación. Este ejemplo muestra cómo esta información puede
ser usada por un individuo que ha alcanzado el estatus de Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 –
Certificado:
Juan Pérez
Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado, Nº 9650
Inspecciones ACE, Inc., Knoxville, TN
Los individuos que han alcanzado cualquier nivel de certificación y que son miembros vigentes de NACE
International pueden mostrar el Logotipo de NACE para el propósito de identificarse como un individuo que ha
alcanzado una certificación de NACE.
Entiendo que la violación de estas reglas resultará en acciones en contra de mi posición en el programa, bajo las
bases de violación de la Declaración del Programa de Inspectores de Recubrimientos de NACE International.
7. Yo (re)afirmo la Declaración del Programa de Inspectores de Recubrimientos de NACE International y acepto cumplir
con sus cláusulas mientras mantenga cualquier nivel de certificación bajo este programa
Firma:
Fecha:
DECLARACIÓN:
Los requisitos para obtener un reconocimiento o certificación bajo el Programa de Inspectores de
Recubrimientos de NACE International incluyen el firmar la siguiente Declaración. Para mantener su certificación como un
Inspector de Recubrimientos de NACE International, usted deberá, de manera continua, cumplir cabalmente con el Código
de Conducta Profesional del Inspector de Recubrimientos de NACE International y con los parámetros contenidos en esta
Declaración. El no cumplir con el Código de Conducta Profesional y/o con esta Declaración será considerado razón suficiente
para una reprimenda, suspensión, revocación o negación de la certificación inicial o la re-certificación, lo cual será
determinado a discreción exclusiva de NACE.
Yo, el abajo firmante, reconozco y acepto que:
1.
2.
3.
4.
5.
Una adecuada inspección de recubrimientos puede resultar crucial para la seguridad y el bienestar del público en
general y de instalaciones industriales.
La inspección de recubrimientos es obligatoria para maximizar la conservación de nuestros recursos materiales y para
reducir las pérdidas económicas.
El campo completo de los recubrimientos abarca diversas habilidades y disciplinas, y un nivel de competencia técnica
que a menudo deben ser tomados en consideración.
Mediante asociaciones continuas y cooperación con otros en el campo de los recubrimientos, se pueden obtener las
soluciones más económicas y seguras para muchos tipos de problemas con estos materiales.
La calidad del trabajo y la conducta personal de cada inspector de recubrimientos se refleja en toda la profesión de
inspección de pinturas.
Por lo tanto, por medio de la presente me comprometo a:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Otorgar primera consideración a la seguridad y al bienestar público durante mis labores de inspección de
recubrimientos.
Aplicarme, con diligencia y responsabilidad, a mis labores de inspección de recubrimientos.
Ejercer mi trabajo con equidad, honestidad, integridad y cortesía, siempre conciente del mejor interés del público, mi
empleador y mis compañeros de trabajo.
No presentarme como un experto o hacer recomendaciones acerca de trabajos relacionados con recubrimientos si no
estoy calificado por mis conocimientos y experiencia.
Evitar y desalentar comentarios falsos, sensacionales, exagerados o injustificables acerca de mi trabajo.
Tratar como confidencial mis conocimientos sobre aspectos de negocios o procesos técnicos de mis clientes,
empleadores o consumidores.
Informar a mis clientes o empleadores acerca de cualquier afiliación, interés o relaciones que pudieran influenciar mis
CIP Formas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
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decisiones.
No aceptar gratificaciones monetarias de ningún tipo, ni cualquier otra gratificación cuyo valor pudiera levantar dudas
relacionadas con mis actividades de inspección, decisiones o reportes.
Ser justo, razonable y objetivo en mi trabajo, evitando ser influenciado por personalidades u otras consideraciones
individuales.
Cumplir a cabalidad con los requerimientos de reportes establecidos en las especificaciones, de manera precisa y
honesta, para cualquier trabajo que esté bajo mi responsabilidad inspeccionar.
Encargarme de obtener de mis superiores el alcance de mi autoridad en el trabajo y mantenerme dentro de los
parámetros establecidos.
Asegurar, hasta donde alcancen mis habilidades, que todos los términos, el lenguaje y los requerimientos de la
especificación de recubrimientos sean entendidos y acordados por todas las partes involucradas.
Esforzarme para obtener los mejores resultados posibles bajo las condiciones dadas y dentro de las especificaciones
de recubrimientos.
Por medio de la presente me comprometo a cumplir y obrar de acuerdo con el Código de Conducta Profesional del Programa
de Inspectores de Recubrimientos de NACE International y los parámetros contenidos en esta Declaración como un
aspirante bajo este programa, y mientras sea un participante del Programa de Inspectores de Recubrimientos de NACE
International. Comprendo que el no cumplir con el Código de Conducta Profesional y/o esta Declaración será considerado
razón suficiente para una reprimenda, suspensión, revocación o negación de la certificación inicial o la re-certificación, lo cual
será determinado a discreción exclusiva de NACE.
Firma:
Nombre en Letra de Imprenta:
CIP Formas para la Documentación de la Experiencia de Trabajo
Actualizada marzo 2010
Fecha:
Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2
Contenido
Capítulo 1: Introducción
NACE Programa Internacional de Inspectores de Recubrimientos..................................
Introducción......................................................................................................................
Economía─Valor de la Inspección...................................................................................
Descripción del Curso.......................................................................................................
Política de NACE: Uso del Logo, Número de Certificación y Título..............................
CIP Actualización y Renovación......................................................................................
Código de Conducta y Atestación del CIP de NACE.......................................................
Políticas de Clase..............................................................................................................
Exámenes..............................................................................................................
Examen Escrito.....................................................................................................
Examen Práctico...............................................................................................................
Recursos Adicionales........................................................................................................
Red de Corrosión de NACE..................................................................................
Comités Técnicos..................................................................................................
Estándares y Reportes...........................................................................................
Presentaciones...................................................................................................................
Ejercicio de Formación de Equipos..................................................................................
Aclaratoria........................................................................................................................
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7
7
7
7
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8
8
9
9
9
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Capítulo 2: Corrosión Avanzada
Introducción......................................................................................................................
Resumen de Corrosión......................................................................................................
Definición.........................................................................................................................
Corrosión Como un Proceso Electroquímico...................................................................
La Celda de Corrosión......................................................................................................
Ánodo....................................................................................................................
Cátodo...................................................................................................................
Ruta de Retorno (Pasaje Metálico).......................................................................
Electrolito..............................................................................................................
Resumen................................................................................................................
Factores de Velocidad de Corrosión.................................................................................
Tipos de Corrosión............................................................................................................
Corrosión Generalizada.........................................................................................
Corrosión Localizada............................................................................................
Corrosión por Picaduras........................................................................................
Corrosión en Cavidades..................................................................................
Significado de la Corrosión...................................................................................
Corrosión Galvánica.............................................................................................
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3
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6
6
6
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9
9
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Inspección de Recubrimientos e Introducción a la Protección Catódica..........................
Definición de Protección Catódica.......................................................................
Cómo Funciona la Protección Catódica................................................................
Sistemas de Protección Catódica..........................................................................
Sistemas Galvánicos.......................................................................................
Sistema de Corriente Impresa...............................................................................
Ánodos para un Sistema de Corriente Impresa...............................................
Fuentes de Poder para Corriente Impresa.......................................................
Factores para los Sistemas de Protección Catódica........................................
Resistencia y Atenuación..........................................................................
Desprendimiento Catódico........................................................................
Otras Fuentes de Información...........................................................................................
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17
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19
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Capítulo 3: Controles Ambientales
Introducción......................................................................................................................
Contenciones Ambientales...............................................................................................
Estándares y Guías................................................................................................
Renovación del Aire (Cambios del Aire)..............................................................
Corrosión y Velocidad de Corrosión....................................................................
Humedad y Saturación......................................................................................................
Efectos de la Humedad en la Velocidad de Corrosión.....................................................
Consideraciones de Inspección de la Deshumidificación.....................................
Uso del Calor para Aumentar la Temperatura de la Superficie............................
Tipo s de Equipo...............................................................................................................
Refrigeración.........................................................................................................
Desecantes.............................................................................................................
Beneficios de la Deshumidificación para el Contratista de Recubrimientos....................
Consideraciones de Inspección.........................................................................................
Consecuencia de Interrupción...............................................................................
Deshumidificación Durante el Curado Posterior a la Aplicación.........................
Lista de verificación del Inspector....................................................................................
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3
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Capítulo 4: Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Introducción......................................................................................................................
Higrómetro Electrónico Digital........................................................................................
Higrómetros Manuales..........................................................................................
Uso Adecuado.................................................................................................
Calibración......................................................................................................
Parámetros de Operación................................................................................
Registrador Independiente de Datos.....................................................................
Uso Adecuado...........................................................................................
Calibración................................................................................................
Parámetros de Operación..........................................................................
1
2
2
2
4
4
5
5
6
6
Registrador Independiente de Datos de un Horno................................................
Uso Adecuado...........................................................................................
Calibración................................................................................................
Parámetros de Operación..........................................................................
Monitor de la Velocidad del Viento o Anemómetro........................................................
Uso Adecuado.................................................................................................
Calibración......................................................................................................
Parámetros de Operación................................................................................
Registrador Independiente de Datos.....................................................................
Uso Adecuado.................................................................................................
Calibración......................................................................................................
Parámetros de Operación................................................................................
Métodos Avanzados de Colección de Data......................................................................
Conectividad del Equipo.......................................................................................
Sistemas de Software............................................................................................
7
7
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Capítulo 5: Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales – Laboratorio de
Práctica
Capítulo 6: Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Introducción......................................................................................................................
Equipo de Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga......................................................
Cabina de Granallado Estacionaria.......................................................................
Sistemas Portátiles y a Control Remoto...........................................................................
Elementos y Componentes Básicos del Sistema...................................................
Rueda de Granallado o Turbina..........................................................................
Ajuste de la Rueda Para un Adecuado Patrón de Granallado.........................
El Amperímetro Como una Guía de Rendimiento................................................
Efectos de Partes Desgastadas sobre el Patrón de Anclaje...................................
Principios Básicos de Operación..........................................................................
Estándares.........................................................................................................................
Abrasivos..........................................................................................................................
Selección del Abrasivo..........................................................................................
Reabastecimiento del Abrasivo............................................................................
Contaminación del Abrasivo................................................................................
Procedimiento de Inspección................................................................................
Pre-Limpieza...................................................................................................
Pruebas Adicionales........................................................................................
Consideraciones Especiales..............................................................................................
Consideraciones de la Inspección.....................................................................................
2
2
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Capítulo 7: Chorro de Agua (Waterjetting)
Introducción......................................................................................................................
Estándares.........................................................................................................................
Definiciones de la Preparación Visual de la Superficie........................................
Definiciones de Superficies con Oxidación Instantánea (―Flash Rust‖)...............
Descripción de Definiciones de Limpieza Superficial No Visible (NV)..............
Equipo y Sistemas de Chorro de Agua.............................................................................
Tipos de Equipo....................................................................................................
Chorro de Agua de Control Robótico.............................................................
Como Funciona.....................................................................................................
Operaciones de Waterjetting.............................................................................................
Consideraciones de la Técnica del Operador....................................................................
Boquillas/Puntas....................................................................................................
Eficiencia de la Operación....................................................................................
Colocarse a Distancia............................................................................................
Seguridad..............................................................................................................
Consideraciones Especiales..............................................................................................
Consideraciones de la Inspección.....................................................................................
Lista de Verificación al Inspeccionar...............................................................................
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Capítulo 8: Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
Explicación del Sistema de Perfil de Personalidad...........................................................
Función del Facilitador.........................................................................................
Función del Participante.......................................................................................
Aspectos Básicos de la Conducta: Ventana de Johari......................................................
Principios de Motivación..................................................................................................
Iniciando el Sistema de Perfil de Personalidad.................................................................
Introducción al Sistema de Perfil de Personalidad................................................
Definiendo Nuestros Estilos Personales DISC.................................................................
Tendencias del Comportamiento D......................................................................
Tendencias del Estilo I..........................................................................................
Tendencias del Estilo S.........................................................................................
Tendencias del Estilo C.........................................................................................
Resumen................................................................................................................
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2
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4
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5
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Capítulo 9: Conciencia de la Seguridad
Introducción......................................................................................................................
Seguridad Durante el Metalizado (Termorociado)...........................................................
Vapores y Polvos..................................................................................................
Seguridad Durante la Atomización Electrostática............................................................
Seguridad Durante el Galvanizado en Caliente................................................................
Recubrimientos de Poliéster.............................................................................................
1
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8
Isocianatos............................................................................................................. 10
Capítulo 10: Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
Introducción......................................................................................................................
Magnificadores.................................................................................................................
Microscopio Óptico..........................................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Microscopio Estéreo.........................................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Microscopio Digital..........................................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Medidor de pH..................................................................................................................
Medidor de pH de Mesón.................................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Medidores de pH Manuales..............................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Detección de Humedad – Indicadores y Pruebas..............................................................
Indicadores de Humedad para Madera, ―Plaster‖1 y Concreto (Hormigón).........
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Medidor de Corriente Eddy..............................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Métodos Avanzados de Recolección de Data...................................................................
Conectividad del Equipo.......................................................................................
Softwares...............................................................................................................
1
El término ―plaster‖ se refiere a la mezcla de arena lavada, cemento, a veces cal y otros componentes, que
se utiliza para emparejar y alisar una superficie de concreto (hormigón), mejorando la calidad del acabado
final en muchas obras civiles. Este término se conoce de diferentes formas en varios países de Latinoamérica, por ejemplo: Ven.: friso; Col. y Chi.: stucco; Méx.: repellado o aplanado con yeso; Arg.: revoque fino;
Per.: tarrajeo; Ecu.: enlucido.
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Medidores de Espesor por Ultrasonido.............................................................................
Calibración y Frecuencia......................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Exactitud y Precisión............................................................................................
Repetitividad.........................................................................................................
Cuándo Debe Verificar las Lecturas.....................................................................
Errores Comunes y sus Causas.............................................................................
Causados por el Operador.....................................................................................
Causados por el Equipo...................................................................................
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Capítulo 11: Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos – Laboratorio de
Práctica
Capítulo 12: Recubrimientos Interiores y Especializados
Introducción......................................................................................................................
Recubrimientos Interiores.................................................................................................
Tipos de Recubrimientos Interiores Líquidos.......................................................
Plásticos Reforzados.......................................................................................
Convencional..................................................................................................
Estándares y Especificaciones de Recubrimientos Interiores...............................
Preparación de la Superficie, Aplicación e Inspección.........................................
Recubrimientos Interiores de Curado con Calor...................................................
Recubrimientos Especializados........................................................................................
Pinturas Antifouling..............................................................................................
Normas Locales e Internacionales..................................................................
Tipos................................................................................................................
Ablativo.....................................................................................................
Auto Puliente.............................................................................................
―Foul Release‖..........................................................................................
Consideraciones para la Inspección................................................................
Tiempos de Repintado..............................................................................
Repintado de un AF Existente..................................................................
Recubrimientos Protectores Contra el Fuego (―Fireproofing‖)............................
Clasificación....................................................................................................
Pruebas de Aprobación y Autoridades............................................................
Tipos................................................................................................................
Base Cemento...........................................................................................
Intumescentes............................................................................................
Consideraciones de Inspección.......................................................................
Recubrimientos Fluoropolímeros..........................................................................
Consideraciones de Inspección.......................................................................
Recubrimientos Especiales Adicionales...............................................................
Tipos................................................................................................................
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3
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5
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6
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Polímeros Termoestables..........................................................................
Cintas........................................................................................................
Petrolato....................................................................................................
Recubrimientos para Inmersión................................................................
Consideraciones de Inspección.......................................................................
Recubrimientos en Polvo..................................................................................................
Usos de los Recubrimientos de Polvo..................................................................
Contenido de los Recubrimiento en Polvo............................................................
Curado de los Recubrimientos en Polvo...............................................................
Tipos Genéricos de Recubrimiento en Polvo........................................................
Temperaturas de Aplicación del Polvo.................................................................
Pre-Calentamiento................................................................................................
Métodos de Aplicación.........................................................................................
Atomización Electrostática.......................................................................
Camas Fluidizadas....................................................................................
Atomizado con Llama (Flame Spray).......................................................
Recubrimiento por Rotación (Roto-Lining)..............................................
Consideraciones de Inspección.............................................................................
Lista de Verificación del Inspector.......................................................................
Equipos Especiales de Aplicación....................................................................................
Introducción..........................................................................................................
Sistemas Multi-Componentes de Atomización...............................................
Tipos de Equipo..............................................................................................
Sistemas de Aplicación en Caliente................................................................
Ventajas y Desventajas.............................................................................
Consideraciones de Inspección.................................................................
Atomización Electrostática...................................................................................
Consideraciones de Inspección.................................................................
Aplicación Centrífuga para Interiores de Tuberías...............................................
Consideraciones de Inspección.......................................................................
Capítulo 13: Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
Introducción......................................................................................................................
Materiales Poliméricos Laminados...................................................................................
Consideraciones de Inspección.............................................................................
Recubrimientos Interiores Laminados de Goma (Hule)...................................................
El Curado de las Gomas........................................................................................
Goma (Hule) Natural............................................................................................
Goma Suave....................................................................................................
Goma Semi-Dura............................................................................................
Gomas Duras...................................................................................................
Gomas Sintéticas...............................................................................................................
Goma de Butilo.....................................................................................................
Goma de Clorobutilo.............................................................................................
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16
16
16
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Goma de Neopreno...............................................................................................
Goma de Nitrilo....................................................................................................
Hypalon.................................................................................................................
Proceso de Aplicación de las Gomas................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Instalación del Recubrimiento – En Planta...............................................
Instalación y Curado de Recubrimientos Interiores – En Campo.............
Criterios de Inspección..........................................................................................
Reparaciones.........................................................................................................
Fallas.....................................................................................................................
Otros Recubrimientos Interiores Laminados....................................................................
Poliéteres Clorados...............................................................................................
Polietilenos............................................................................................................
Capítulo 14: Estándares y Recursos Avanzados
Introducción......................................................................................................................
Como Interpretar e Implementar un Estándar Adecuadamente........................................
Estándares de NACE International...................................................................................
Métodos de Ensayo de NACE (TMs)...................................................................
Requerimientos de Materiales (MRs)...................................................................
Capítulo 15: Recubriendo el Concreto e Inspección
Introducción......................................................................................................................
Cómo se Hace el Concreto................................................................................................
Proceso de Curado del Concreto.......................................................................................
Tiempos de Curado del Concreto..........................................................................
Superficies de Concreto....................................................................................................
Concreto Vaciado..................................................................................................
Estándares y Directrices de la Industria............................................................................
ASTM....................................................................................................................
ICRI (Instituto Internacional de Reparación de Concreto) Directrices Técnicas.....................................................................................................................
Preparación de Superficies de Concreto/Cemento Introducción......................................
Inspección de la Superficie...................................................................................
Preparación de Superficie de Concreto Preformado.............................................
Limpieza Previa..............................................................................................
Preparación de la Superficie...........................................................................
Limpieza Abrasiva....................................................................................
Limpieza con Herramientas Manuales o de Poder....................................
Lavado con Agua a Alta Presión...............................................................
Decapado con Ácido (ASTM D 4260).....................................................
Alisado de Superficies de Concreto y Relleno de Orificios............................
Ensayos.............................................................................................................................
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Otras Pruebas de Humedad en Concreto.........................................................
Procedimiento de Ensayo para el Método de la Lámina de Plástico........
Método de Ensayo del Cloruro de Calcio —ASTM F 1869.....................
Ensayos Electrónicos................................................................................
Sistema para Medir Humedad del Concreto.......................................
Sistema para Medir la Humedad del Concreto...................................
Perfil de la Superficie..........................................................................
Espesor de Película...........................................................................................................
Pintado del Concreto para Mantenimiento.......................................................................
Resumen............................................................................................................................
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Capítulo 16: Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
Introducción......................................................................................................................
Pruebas de Humedad para el Concreto.............................................................................
Procedimiento de Ensayo para el Método de Lámina de Plástico.......................
Procedimiento de Ensayo del Cloruro de Calcio —ASTM F 1869......................
Ensayos Electrónicos............................................................................................
Sistema para Medir la Humedad en el Concreto.............................................
Sistema para Medir el Agua en el Concreto.........................................................
Perfil de la Superficie.......................................................................................................
Masilla de Réplica................................................................................................
Medidores de EPS por Ultrasonido..................................................................................
Calibración y Frecuencia......................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Exactitud y Precisión............................................................................................
Repetitividad.........................................................................................................
Cuándo Debe de Verificar las Lecturas................................................................
Errores Comunes y Causas...................................................................................
Relacionados al Operador...............................................................................
Relacionados al Equipo...................................................................................
Detección de Discontinuidades (Holidays).......................................................................
Detector de Discontinuidades de Bajo Voltaje.....................................................
Estándares.......................................................................................................
Parámetros de Operación................................................................................
Exactitud y Precisión......................................................................................
Repetitividad...................................................................................................
Cuándo Debe de Dudar de las Lecturas..........................................................
Errores Comunes y sus Causas.............................................................................
Detector de Holidays de Alto Voltaje DC............................................................
Parámetros de Operación................................................................................
Exactitud y Precisión........................................................................................................
Repetitividad.....................................................................................................................
Cuándo Debe de Dudar de las Lecturas............................................................................
Errores Comunes y sus Causas.........................................................................................
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Capítulo 17: Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto - Laboratorio de Práctica
Introducción......................................................................................................................
1
Capítulo 18: Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Introducción......................................................................................................................
La Industria de Tuberías y su Historia..............................................................................
Tipos de Terrenos donde Corren las Tuberías..................................................................
Materiales de Construcción..............................................................................................
Integridad de Tuberías – Consecuencia de las Fallas.......................................................
Recubrimientos de Tuberías – Cuerpo Principal..............................................................
2-Capa PE.........................................................................................................................
Preparación de la Superficie......................................................................................
Aplicación del Recubrimiento...................................................................................
Control de Calidad.....................................................................................................
3-Capa PE.........................................................................................................................
Preparación de la Superficie......................................................................................
Aplicación del Recubrimiento...................................................................................
Control de Calidad.....................................................................................................
Epóxico Adherido por Fusión...........................................................................................
Preparación de la Superficie......................................................................................
Aplicación del Recubrimiento...................................................................................
Control de Calidad.....................................................................................................
Cintas................................................................................................................................
Preparación de la Superficie......................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Esmalte de Alquitrán de Hulla..............................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Asfalto...............................................................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Aislamiento.......................................................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Concreto............................................................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Tipos de Recubrimientos de Tuberías – Juntas de Campo...............................................
2
3
3
3
4
4
5
6
6
7
7
8
8
9
9
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10
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12
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13
13
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14
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15
15
15
15
16
16
16
17
17
18
18
18
18
Mangas Termocontráctiles................................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Aislamiento de Media Caña..............................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Espuma Aplicada de Campo.............................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Epoxy Líquido..................................................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Cintas de Aplicación en Frío............................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Cintas de Aplicación con Calor.......................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Juntas de Campo de FBE..................................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Cintas de Petrolato (Parafina)...........................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Materiales de Reparación – Otros.....................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación del Recubrimiento..............................................................................
Control de Calidad................................................................................................
Inspección del Recubrimiento de Reparación.......................................................
Capítulo 19: Ensayos e Instrumentos Destructivos
Introducción......................................................................................................................
Prueba de Sensibilidad a los Solventes.............................................................................
Procedimiento del Ensayo....................................................................................
Medidor (Tooke) de Inspección de Pintura......................................................................
Descripción del Equipo.........................................................................................
19
19
20
22
24
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25
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26
26
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38
38
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40
42
43
43
43
1
3
3
4
5
Uso Adecuado.......................................................................................................
Procedimiento de Prueba................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Taladro Saberg..................................................................................................................
Descipción del Equipo..........................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Ensayos de Adhesión........................................................................................................
6677 Cuchillo/Micrómetro...............................................................................................
Descipción del Equipo..........................................................................................
Uso Adecuado del Instrumento.............................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Medición de Adherencia con Cinta Adhesiva (ASTM Método A y B)............................
Descipción del Equipo..........................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Método A (Procedimiento de Ensayo)......................................................
Método B (Procedimiento de Ensayo)......................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Pruebas de Adhesión por Pull-Off usando Medidores Portátiles.....................................
Elcometer 106.......................................................................................................
Descipción del Equipo....................................................................................
Uso Adecuado.................................................................................................
Calibración......................................................................................................
Parámetros de Operación................................................................................
Unidad Defelsko...................................................................................................
Descipción del Equipo....................................................................................
Uso Adecuado.................................................................................................
Preparación del Dolly................................................................................
Preparación del Recubrimiento.................................................................
Selección del Adhesivo.............................................................................
Aplicación del Dolly.................................................................................
Prueba de Desprendimiento (Pull-Off).....................................................
Calibración......................................................................................................
Parámetros de Operación................................................................................
Unidad Medidor Hidráulico (HATE)....................................................................
Descipción del Equipo..........................................................................................
Uso Adecuado del Instrumento.................................................................
Calibración................................................................................................
Parámetros de Operación..........................................................................
Unidad PATTI (Instrumento de Prueba de Adhesión Neumática por Tensión)...
Descipción del Equipo..............................................................................
Uso Adecuado del Instrumento.................................................................
Calibración................................................................................................
Parámetros de Operación..........................................................................
Prueba de Adhesión en Concreto......................................................................................
5
6
10
11
11
11
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12
13
13
13
13
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21
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32
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33
33
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35
36
36
36
38
38
38
Pruebas de Dureza............................................................................................................
Prueba del Lápiz...............................................................................................................
Descipción del Equipo..........................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Durómetros......................................................................................................................
Uso Adecuado.......................................................................................................
Calibración............................................................................................................
Parámetros de Operación......................................................................................
Impresor Barcol................................................................................................................
El Impresor...........................................................................................................
Calibración........................................................................................................
Procedimiento de Prueba..................................................................................
39
39
39
41
41
42
42
43
43
43
45
46
46
Capítulo 20: Ensayos e Instrumentos Destructivos- Laboratorio de Práctica
Capítulo 21: Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos
Especiales
Introducción......................................................................................................................
Sustratos Especiales Metálicos.........................................................................................
Película Protectora de Óxido................................................................................
Aluminio...................................................................................................
Cobre.........................................................................................................
Plomo........................................................................................................
Galvanizando............................................................................................
Protección Para Metales No Ferrosos...............................................................................
Estándares.........................................................................................................
Madera..................................................................................................................
Decoración........................................................................................................
Protección.........................................................................................................
Materiales Poliméricos.....................................................................................................
1
2
3
3
3
4
4
5
5
6
6
6
7
Capítulo 22: Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
Introducción......................................................................................................................
La Economía de los Recubrimientos................................................................................
Mantenimiento......................................................................................................
Proyectos de Inspección de Recubrimientos........................................................
Costos del Ciclo de Vida Útil...............................................................................
Elementos de la Operación de Mantenimiento del Recubrimiento..................................
Selección del Recubrimiento................................................................................
Reunión Previa al Trabajo....................................................................................
Pre-Inspección......................................................................................................
1
2
2
2
3
3
4
5
6
Preparación de la Superficie.................................................................................
Aplicación.............................................................................................................
Lista de Verificación de Inspección......................................................................
Estudio de Caso................................................................................................................
Especificación de Pintura......................................................................................
Granja de Tanque No Árboles Texas....................................................................
Pintando................................................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
General..................................................................................................................
Pintando................................................................................................................
Espesor de la Película...........................................................................................
Inspecciones..........................................................................................................
6
12
12
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15
15
15
15
16
16
16
17
Capítulo 23: Recubrimientos No Líquidos
Galvanizado por Inmersión en Caliente............................................................................
Introducción..........................................................................................................
Estándares.............................................................................................................
Proceso y Equipo..................................................................................................
Preparación de la Superficie.................................................................................
Baño de Zinc (Inmersión Caliente Mediano).......................................................
Tratamientos posteriores.......................................................................................
Inspección.............................................................................................................
Inspecciones Visuales...........................................................................................
Reparaciones...................................................................................................
Almacenamiento.............................................................................................
Consideraciones Especiales............................................................................
Superficies Empalmadas................................................................................
Alteración de las Propiedades del Sustrato....................................................
Diseño y Fabricación de la Pieza de Trabajo................................................
Metales Disímiles..........................................................................................
Espesor del Recubrimiento y Vida Útil en Servicio.............................................
Metalizado/Termorociado.....................................................................................
Introducción....................................................................................................
Proceso y Equipo............................................................................................
Preparación de la Superficie...........................................................................
Termorociado por Llama................................................................................
Termorociado por Arco...................................................................................
Termorociado por Plasma...............................................................................
Oxicombustible de Alta Velocidad.................................................................
Selladores........................................................................................................
Inspección del Termorociado................................................................................
Sherardizado.........................................................................................................
Aluminizado..........................................................................................................
1
1
3
4
4
5
7
7
8
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14
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16
17
18
18
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19
20
20
20
Capítulo 24: Evaluaciones de Recubrimientos
Objetivos...........................................................................................................................
Que es una Evaluación?........................................................................................
Porque se Realizan las Evaluaciones?..................................................................
¿Quién Realiza la Evaluación de Recubrimientos? .............................................
Los Pasos en el Proceso de una Evaluación.........................................................
Inspector de Evaluaciones del Estado de Recubrimientos....................................
OCAT....................................................................................................................
SCAT....................................................................................................................
Recopilación y Almacenamiento Avanzado de Data...........................................
1
1
3
3
4
5
5
5
6
Capítulo 25: Ensayos y Equipos de Evaluación Especializados
Introducción......................................................................................................................
Análisis de Desempeño y Calificación.............................................................................
Métodos de Calificación y Estándares de la Industria..........................................
Desprendimiento Catódico...................................................................................
Recolección de Muestras para Análisis de Fallas.............................................................
Otros Análisis de Laboratorio...........................................................................................
1
1
2
2
8
8
Capítulo 26: Tipos de Recubrimientos, Modos de Fallas y Criterios de Inspección
Introducción......................................................................................................................
Mecanismos de Curado.....................................................................................................
Recubrimientos de curado por evaporación de solvente (No-convertible).......................
Recubrimientos de Caucho Clorado.....................................................................
Modos de Falla................................................................................................
Criterio de Inspección.....................................................................................
Recubrimientos Vinílicos.....................................................................................
Modos de Falla................................................................................................
Criterio de Inspección.....................................................................................
Recubrimientos Acrílicos.....................................................................................
Modos de Falla................................................................................................
Criterio de Inspección.....................................................................................
Recubrimientos Bituminosos................................................................................
Modos de Falla................................................................................................
Criterio de Inspección.....................................................................................
Recubrimientos que Curan por Polimerización...............................................................
Recubrimientos de Polimerización Inducida por oxígeno....................................
Alquídicos.......................................................................................................
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Recubrimientos de Polimerización Químicamente Inducida................................
Recubrimientos Epóxicos de Dos Componentes (Co-Reactivos)...................
1
1
2
2
2
2
3
3
3
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
6
6
6
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Epóxico rico en zinc.......................................................................................
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Recubrimientos Vinil Éster/Poliésteres..........................................................
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Recubrimientos de Uretanos de Curado Húmedo...........................................
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Recubrimientos Uretanos de Dos Componentes de Película Delgada............
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Película Espesa de Poliuretano, Poliureas y sus Híbridos..............................
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Siloxanes.........................................................................................................
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Recubrimientos Siliconados............................................................................
Modos de Falla....................................................................................
Criterio de Inspección.........................................................................
Recubrimientos de Solvente Ricos en Zinc inorgánico........................................
Modos de Falla................................................................................................
Criterio de Inspección.....................................................................................
Recubrimientos de Agua Ricos en Zinc Inorgánico.............................................
Modos de Falla................................................................................................
Criterio de Inspección.....................................................................................
Recubrimientos a Base de Agua...........................................................................
Modos de Falla................................................................................................
Criterio de Inspección.....................................................................................
Estudio de Caso................................................................................................................
Detalles.............................................................................................................................
Condiciones de Aplicación...................................................................................
Programa del Curado............................................................................................
Notas Pertinentes..............................................................................................................
Notas del Contratista.............................................................................................
Bitácora Diario del Inspector................................................................................
Día uno y dos..................................................................................................
Día tres............................................................................................................
Día cuatro........................................................................................................
Día cinco.........................................................................................................
Día seis............................................................................................................
Día siete...........................................................................................................
Resultados del Fabricante del Recubrimiento..................................................................
6
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8
9
9
9
9
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10
10
10
10
10
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11
11
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12
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13
13
13
13
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16
16
17
17
17
18
18
18
19
19
Pregunta................................................................................................................
20
Capítulo 27: Procedimiento de la Revisión de Pares
Procedimiento de la Revisión de Pares............................................................................. 1
Evaluación........................................................................................................................ 3
Procedimiento de Notificación de los Resultados de la Revisión de Pares...................... 3
Programa de Inspector de Recubrimientos Nivel 2
Lista de Figuras
Capítulo 1: Introducción
Figura 1.1: Reconocimiento del CIP Nivel 2...................................................................
Figura 1.2: Montaje de la Clase........................................................................................
Figura 1.3: Montaje de la Clase........................................................................................
Figura 1.4: Trabajando en Equipos..................................................................................
Figura 1.5: Presentación del Equipo.................................................................................
Capítulo 2: Corrosión Avanzada
Figura 2.1: Superficie Oxidada.......................................................................................
Figura 2.2: Montaña de Energía Para el Hierro................................................................
Figura 2.3: Ciclo de Vida del Hierro en el Acero............................................................
Figura 2.4: Celda de Corrosión........................................................................................
Figura 2.5: Corrosión Generalizada.................................................................................
Figura 2.6: Corrosión Generalizada.................................................................................
Figura 2.7: Corrosión Localizada.....................................................................................
Figura 2.8: Corrosión Localizada.....................................................................................
Figura 2.9: Corrosión por Picaduras.................................................................................
Figura 2.10: Corrosión por Picaduras...............................................................................
Figura 2.11: Celda de Concentración de Oxígeno...........................................................
Figura 2.12: Celda de Concentración de Iones.................................................................
Figura 2.13: Corrosión en Cavidades...............................................................................
Figura 2.14: Corrosión Galvánica resultante del acero al carbono soldado a un acero
inoxidable..............................................................................................................
Figura 2.15: Cómo Funciona la Protección Catódica.......................................................
Figura 2.16: Cómo Funciona la Protección Catódica.......................................................
Figura 2.17: Sistema de Protección Catódica con Ánodo Galvánico...............................
Figura 2.18: Sistema Galvánico de PC..............................................................................
Figura 2.19: Rectificador de Corriente Impresa...............................................................
Figura 2.20: Secuencia del Desprendimiento Catódico...................................................
Capítulo 3: Controles Ambientales
Figura 3.1: Equipo de DH afuera de un tanque................................................................
Figura 3.2: Contención de un Puente...............................................................................
Figura 3.3: Contención de un Tanque de Agua................................................................
Figura 3.4: Contaminación Atmosférica y el Ciclo de Corrosión....................................
Figura 3.5: Diagrama Psicrométrico (Diagrama de Mollier)...........................................
Figura 3.6: Velocidad de Corrosión (Formación de Óxido) vs Porcentaje de Humedad
Relativa..................................................................................................................
Figura 3.7: Unidad de Refrigeración................................................................................
Figura 3.8: Unidad de Deshumidificación.......................................................................
3
4
4
10
11
2
4
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9
10
10
11
11
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2
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4
5
7
8
10
10
Figura 3.9: Sistema Típico de Refrigeración.................................................................... 11
Figura 3.10: Deshumidificador Rotatorio de Panal de Abeja.......................................... 12
Figura 3.11: Movimiento del Aire Usando el Deshumidificador..................................... 13
Capítulo 4: Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Figura 4.1: Higrómetro Electrónico (Medidores del Punto de Rocío).............................
Figura 4.2: Usando un Higrómetro....................................................................................
Figura 4.3: PosiTector DPM usado como Registrador de Datos (con dispositivos
opcionales..............................................................................................................
Figura 4.4: Registrador de Datos de un Horno.................................................................
Figura 4.5: Monitor de la Velocidad del Viento o Anemómetro.....................................
Figura 4.6: Registrador de Datos del Viento....................................................................
Figura 4.7: Imagen de Pantalla del Software del Manejo de Data del Elcómeter
ElcoMaster™.........................................................................................................
3
4
6
7
8
10
13
Capítulo 5: Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales – Laboratorio
de Práctica
Capítulo 6: Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Figura 6.1: Unidad de Limpieza Centrífuga tipo Monoriel – Pieza Antes y Después.....
Figura 6.2: Unidad de Mesa Múltiple..............................................................................
Figura 6.3: Unidad Mesa Oscilatoria...............................................................................
Figura 6.4: Unidad Granalladora de Vigas.......................................................................
Figura 6.5: Unidad de Granallado para Vagones.............................................................
Figura 6.6: Unidad de Granallado para Láminas Pequeñas.............................................
Figura 6.7: Unidad de Granallado para Láminas Grande.................................................
Figura 6.8: Unidad de Granallado para Láminas (derecha a izquierda)...........................
Figura 6.9: Unidad Típica de Limpieza Centrífuga.........................................................
Figura 6.10: Unidad Pequeña de Limpieza Centrífuga.....................................................
Figura 6.11: Esquema de la Unidad.................................................................................
Figura 6.12: Unidad para Tubos – Rodillos Oblicuos......................................................
Figura 6.13: Unidad de Granallado Portátil.....................................................................
Figura 6.14: Unidad de Granallado Portátil.....................................................................
Figura 6.15: Diagrama de la Unidad de Limpieza Centrífuga.........................................
Figura 6.16: Rueda de Limpieza por Fuerza Centrífuga..................................................
Figura 6.17: Partes de la Unidad de Limpieza Centrífuga...............................................
Figura 6.18: Aspa Desgastada de la Unidad de Limpieza Centrífuga..............................
Figura 6.19: Sistema de Abrasivos...................................................................................
Figura 6.20: Separador de Abrasivos...............................................................................
Figura 6.21: Placas Separadoras en el Separador.............................................................
Figura 6.22: Cortina Abrasiva, Flujo de Aire y Bypass para Escorias.............................
Figura 6.23: Abrasivos Pasando por el Separador...........................................................
Figura 6.24: Estándares de Limpieza Abrasiva................................................................
2
4
4
5
5
5
6
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6
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16
Figura 6.25:
Figura 6.26:
Figura 6.27:
Figura 6.28:
Figura 6.29:
Estándares de Limpieza Abrasiva 2.............................................................
Diagrama de la Máquina de Suministro del Abrasivo.................................
Shot esférico de Acero.................................................................................
Granalla Angular de Acero..........................................................................
Desgaste del Abrasivo.................................................................................
16
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18
18
19
Capítulo 7: Chorro de Agua (Waterjetting)
Figura 7.1: Unidad Típica de Chorro de Agua.................................................................
Figura 7.2: Unidad de Chorro de Agua Montada sobre un Remolque.............................
Figura 7.3: Pistola de Chorro de Agua con Boquilla.......................................................
Figura 7.4: Unidad de Chorro de Agua Robótica.............................................................
Figura 7.5: Diferentes Pistolas/Puntas/Mangueras...........................................................
Figura 7.6: Waterjetting Bajo del Agua...........................................................................
Figura 7.7: Chorro de Agua sobre un Sustrato de Acero.................................................
Figura 7.8: Chorro de Agua sobre un Tanque..................................................................
Figura 7.9: Posición Apropiada del Operador..................................................................
Figura 7.10: Puntas/Boquillas..........................................................................................
Figura 7.11: Boquilla de Abanico/Punta..........................................................................
Figura 7.12: Manguera Trenzada Típica..........................................................................
Figura 7.13: Válvula de Seguridad Operada con el Pie y Protector.................................
Figura 7.14: Traje de Protector TurtleSkin....................................................................
Figura 7.15: Operador con su EPP Apropiado (note la ausencia de guantes)..................
7
7
8
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12
12
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Capítulo 8: Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
Figura 8.1: Ventana de Johari...........................................................................................
Figura 8.2: ........................................................................................................................
Figura 8.3: ........................................................................................................................
Figura 8.4: ........................................................................................................................
Figura 8.5: ........................................................................................................................
Figura 8.6: ........................................................................................................................
Figura 8.7: Dominante......................................................................................................
Figura 8.8: “D-Alta – Dominante”...................................................................................
Figura 8.9: Influencia.......................................................................................................
Figura 8.10: “I-Alta – Influencia”....................................................................................
Figura 8.11: Estabilidad...................................................................................................
Figura 8.12: “S-Alta – Estabilidad”.................................................................................
Figura 8.13: Conciencia...................................................................................................
Figura 8.14: “C-Alta – Conciencia”.................................................................................
Figura 8.15: Perfeccionista...............................................................................................
3
6
6
7
7
8
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10
10
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Capítulo 9: Conciencia de la Seguridad
Figura 9.1: Seguridad.........................................................................................................
3
Figura 9.2:
Figura 9.3:
Figura 9.4:
Figura 9.5:
Figura 9.6:
Figura 9.7:
Seguridad Durante el Metalizado....................................................................
Seguridad Durante el Metalizado....................................................................
Vapores y Polvos.............................................................................................
Viga de Acero Saliendo del Baño....................................................................
Tanque de Decapado Ácido.............................................................................
Aplicador Usando el EPP adecuado................................................................
Capítulo 10: Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
Figura 10.1: Elcometer 137 Lupa Iluminada....................................................................
Figura 10.2: Microscopio Portátil para Superficies..........................................................
Figura 10.3: Microscopio Estéreo con Zoom...................................................................
Figura 10.4: Microscopio Digital Manual ProScope HR (con accesorios)......................
Figura 10.5: Microscopio Digital Manual MiScope®.....................................................
Figura 10.6: EXTECH MC108........................................................................................
Figura 10.7: Medidor de pH/Conductividad de Benchtop...............................................
Figura 10.8: Medidor de pH Manual................................................................................
Figura 10.9: Medidor de Humedadc/electrodos...............................................................
Figura 10.10: Medidor de Humedads/electrodos.............................................................
Figura 10.11: Medidores de EPS de CorrienteEddy........................................................
Figura 10.12: Imagen de la Pantalla del Software de Manejo de Data Elcometer
ElcoMaster ™........................................................................................................
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Capítulo 11: Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos - Laboratorio de Práctica
Capítulo 12: Recubrimientos Interiores y Especializados
Figura 12.1: Recubrimiento Interior.................................................................................
Figura 12.2: Materiales de Fibra de vidrio........................................................................
Figura 12.3: Aplicando un Recubrimiento Epoxy 100% Sólidos Sobre una Malla de
Vidrio.....................................................................................................................
Figura 12.4: Recubrimientos Reforzados.........................................................................
Figura 12.5: Recubrimientos Convencionales..................................................................
Figura 12.6: ......................................................................................................................
Figura 12.7: ......................................................................................................................
Figura 12.8: Comparación de los AF Ablativos y Auto Pulientes...................................
Figura 12.9: Desprendimiento Causado por Exceder la Ventana de Repintado..............
Figura 12.10: Superficie con Limpieza Abrasiva Puntual y Biselado de los Bordes.......
Figura 12.11: Protección Contra el Fuego en una Estructura o Recipiente.....................
Figura 12.12: Atomización Electrostática........................................................................
Figura 12.13: Camas Fluidizadas.....................................................................................
Figura 12.14: Cargando una cantidad pre-medida del polvo en un molde hueco............
Figura 12.15: Colocando el molde en un horno caliente..................................................
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Figura 12.16: Al enfriarse el polvo se forma un recubrimiento protector........................
Figura 12.17: Sistema Multi-Componentes de Atomización...........................................
Figura 12.18: Sistema Multi-Componentes de Atomización...........................................
Figura 12.19: Montaje del Sistema Multi-Componentes de Atomización.......................
Figura 12.20: Bloque Mezclador para Unidad Multi-Componentes con Mangueras
Aisladas.................................................................................................................
Figura 12.21: Sistema de Aplicación en Caliente con Mangueras Aisladas....................
Figura 12.22: Equipo de Atomización Centrífuga para el Interior de Tuberías...............
Capítulo 13: Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
Figura 13.1: Diferentes Mallas de Refuerzo....................................................................
Figura 13.2: Sección de un Ducto FGD Laminado con Goma (Hule).............................
Figura 13.3: Extremo Biselado de una Lámina de Goma................................................
Figura 13.4: Traslape Suelto en un Recubrimiento Interior de Goma.............................
Figura 13.5: Etiqueta de Precaución Sobre un Vagón Cisterna de Ferrocarril Recubierto Internamente con Goma....................................................................................
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Capítulo 14: Estándares y Recursos Avanzados
Capítulo 15: Recubriendo el Concreto e Inspección
Figura 15.1: Componentes del Concreto..........................................................................
Figura 15.2: Llanas de acero y madera.............................................................................
Figura 15.3: Cepillado......................................................................................................
Figura 15.4: Burbujas Pequeñas.......................................................................................
Figura 15.5: Ampollas en el Recubrimiento de Concreto................................................
Figura 15.6: Equipo de Guniting......................................................................................
Figura 15.7: Deterioro del Concreto y Corrosión de Varillas Debido a la Acción de
Iones de Cloruro Sobre el Acero...........................................................................
Figura 15.8: Limpieza Abrasiva de la Superficie.............................................................
Figura 15.9: Decapado con Ácido....................................................................................
Figura 15.10: Sellado con Piedra.....................................................................................
Figura 15.11: Alisado con una Llana Metálica................................................................
Figura 15.12: Grietas en Concreto...................................................................................
Figura 15.13: Operador Pintando el Concreto..................................................................
Figura 15.14: Prueba de la Lámina de Plástico en Piso de Concreto...............................
Figura 15.15: Ensayo de Transmisión de Vapor de Agua Mediante Cloruro de Calcio
en un Piso de Concreto..........................................................................................
Figura 15.16: Medidor de Humedad en el Concreto........................................................
Figura 15.17: Kit de TCP con Placas...............................................................................
Figura 15.18: Placas de Réplica de Masilla del TCP.......................................................
Figura 15.19: Placas ICRI................................................................................................
Figura 15.20: Equipos de Inspección: Medidor de Espesor de Película Húmeda,
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Medidor Tooke y Medidor de Ultrasonido............................................................ 30
Capítulo 16: Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
Figura 16.1: Ensayo de la Lámina de Plástico en Piso de Concreto................................
Figura 16.2: Ensayo de Transmisión de Vapor de Agua Mediante Cloruro de Calcio
en un Piso de Concreto..........................................................................................
Figura 16.3: Medidor de Humedad en el Concreto..........................................................
Figura 16.4: Kit de TCP con Placas del ICRI..................................................................
Figura 16.5: Placas de Réplica de Masilla del TCP.........................................................
Figura 16.6: Placas ICRI..................................................................................................
Figura 16.7: Detector de Holidays de Alto Voltaje en Uso con un Electrodo de
Resorte Giratorio...................................................................................................
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Capítulo 17: Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto Laboratorio de Práctica
Capítulo 18: Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Figura 18.1: Terreno de un Corredor de una Tubería.......................................................
Figura 18.2: Materiales de Construcción.........................................................................
Figura 18.3: Ruptura de Tubería y los Daños..................................................................
Figura 18.4: Recubrimiento de Bicapa de Polietileno Extruido.......................................
Figura 18.5: Recubrimiento de Extrusión Lateral............................................................
Figura 18.6: Recubrimiento 3-Capa de Polietileno de Extrusión Lateral........................
Figura 18.7: Extrusión Anular..........................................................................................
Figura 18.8: Recubrimiento Epóxico Adherido por Fusión del Cuerpo de Tubos...........
Figura 18.9: Esquemática de una Planta de Recubrimiento de FBE................................
Figura 18.10: Lecturas de EPS.........................................................................................
Figura 18.11: Detección de Holidays...............................................................................
Figura 18.12: Cinta Sobre Primario en un Tubo de Acero...............................................
Figura 18.13: Tubo Recubierto con Esmalte de Alquitrán de Hulla/Asfalto...................
Figura 18.14: Aplicación de Esmalte de Alquitrán de Hulla con Envolvente de Fibra
de Vidrio................................................................................................................
Figura 18.15: Tubo con Aislamiento................................................................................
Figura 18.16: Aplicación de Espuma de Poliuretano a una Tubería................................
Figura 18.17: Tubo con Recubrimiento de Concreto.......................................................
Figura 18.18: Tubo con Recubrimiento de Concreto.......................................................
Figura 18.19: Mangas Tubulares......................................................................................
Figura 18.20: Preparación de la Superficie para la Aplicación de la Manga...................
Figura 18.21: Verificación de la Temperatura del Pre-Calentamiento............................
Figura 18.22: Centrando la Manga...................................................................................
Figura 18.23: Aplicación de la Manga Termocontráctil..................................................
Figura 18.24: Encogiendo la Manga (nótese la parte que queda suelta)..........................
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Figura 18.25:
Figura 18.26:
Figura 18.27:
Figura 18.28:
Figura 18.29:
Figura 18.30:
Figura 18.31:
Figura 18.32:
Figura 18.33:
Figura 18.34:
Figura 18.35:
Figura 18.36:
Figura 18.37:
Figura 18.38:
Figura 18.39:
Figura 18.40:
Figura 18.41:
Figura 18.42:
Figura 18.43:
Figura 18.44:
Encogiendo el Cierre.................................................................................
Detección de Holidays...............................................................................
Peel Test Aceptable...................................................................................
Peel Test Inaceptable.................................................................................
Recubrimiento Epoxy Líquido...................................................................
Aplicación del Epoxy Líquido – Rodillo...................................................
Aplicación del Epoxy Líquido – Brocha...................................................
Cintas de Aplicación en Frío.....................................................................
Cinta de Aplicación con Calor...................................................................
Envoltura Completa en Codo de un Tubo.................................................
Verificación Visual....................................................................................
FBE Típico.................................................................................................
Preparación de la Superficie de una Junta de Campo de FBE...................
Reparación con Barras Termofundibles....................................................
Cintas de Petrolato/Parafina.......................................................................
Preparación de la Superficie para la Cinta de Petrolato.............................
Aplicación de una Cinta Petrolato/Parafina...............................................
Materiales de Reparación...........................................................................
Reparación con una Barra Termofundible.................................................
Prueba de Holiday en Área Reparada........................................................
Capítulo 19: Ensayos e Instrumentos Destructivos
Figura 19.1: Elcometer 121-3...........................................................................................
Figura 19.2: Realizando el Corte con el Medidor Tooke.................................................
Figura 19.3: ......................................................................................................................
Figura 19.4: Calculando la Medición...............................................................................
Figura 19.5: Elcometer 195 Taladro Saberg....................................................................
Figura 19.6: Midiendo el EPS con un Micrómetro (ASTM 6677)..................................
Figura 19.7: Elcometer 107 Cortador en Rejilla o Garra de Tigre...................................
Figura 19.8: Corte en X Después de la Remoción de la Cinta.........................................
Figura 19.9: Realizando Cortes con Cuchilla X-Acto para la Prueba Corte en Rejilla...
Figura 19.10: Cortador con Seis Cuchillas.......................................................................
Figura 19.11: Usando la Herramienta para Realizar los Cortes.......................................
Figura 19.12: Cinta Después de la Prueba sobre el Reticulado........................................
Figura 19.13: Clasificación de los Resultados de la Prueba de Adhesión por Cinta
Adhesiva................................................................................................................
Figura 19.14: Elcometer 106 Medidor de Adhesión por “Pull-Off”................................
Figura 19.15: Creando Rugosidad en el Dolly.................................................................
Figura 19.16: Imagen Cercana del Medidor de Adhesión................................................
Figura 19.17: Cortador en Rejilla o Garra de Tigre.........................................................
Figura 19.18: Girando la Manivela del Medidor..............................................................
Figura 19.19: Acercamiento del Dolly después del Desprendimiento.............................
Figura 19.20: Testigos con Varias Cantidades de Pintura Adherida................................
Figura 19.21: Defelsko Positest AT Manual y Automático.............................................
Figura 19.22: Válvula de Alivio de Presión.....................................................................
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Figura 19.23: Imagen del Posisoft Software....................................................................
Figura 19.24: Elcometer 108............................................................................................
Figura 19.25: Medidor de Adherencia Elcometer 110 PATTI ®.....................................
Figura 19.26: Prueba de Dureza al Lápiz Elcometer 501..................................................
Figura 19.27: Elcometer 3120 Durómetro Shore.............................................................
Figura 19.28: Barcol 934..................................................................................................
Figura 19.29: Sección Transversal del Barcol934............................................................
Figura 19.30: Medición de Dureza con el Impresor Barcol Impressor............................
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Capítulo 20: Ensayos e Instrumentos Destructivos - Laboratorio de Práctica
Capítulo 21: Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos
Especiales
Capítulo 22: Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
Figura 22.1: Equipo de Procesamiento Típico...................................................................
Figura 22.2: 2 Densa Acumulación de Contaminantes......................................................
Figura 22.3: Cubiertas Protectoras Sobre los Visores y Medidores...................................
Figura 22.4: Sin Biselado...................................................................................................
Figura 22.5: Biselado.........................................................................................................
Figura 22.6: Limpieza Abrasiva Sobre la Soldadura (Borde Biselado).............................
Figura 22.7: Reparación Puntual con Biselado..................................................................
Figura 22.8: Esquina Preparada, Biselada, Lista Para el Recubrimiento de Mantenimiento.....................................................................................................................
Figura 22.9: Reparación Localizada con Muestras de Enrizamiento.................................
Figura 22.10: Lectura del EPH...........................................................................................
Figura 22.11: Prueba de Adhesión por Pull-Off.................................................................
Capítulo 23: Recubrimientos No-Líquidos
Figura 23.1: Tanques de Galvanizado por Inmersión Caliente........................................
Figura 23.2: Composición de la Aleación de un Recubrimiento Galvanizado................
Figura 23.3: Tanque de Decapado....................................................................................
Figura 23.4: Pieza Fabricada Siendo Sumergida en un Baño de Zinc.............................
Figura 23.5: Viga de Acero saliendo de la Inmersión de Zinc.........................................
Figura 23.6: Pieza Fabricada en Acero Saliendo del Baño de Galvanizado....................
Figura 23.7: Superficie Galvanizada Típica.....................................................................
Figura 23.8: Rugosidad General.......................................................................................
Figura 23.9: Protuberancias de Escoria............................................................................
Figura 23.10 Drenaje Desigual..........................................................................................
Figura 23.11 Inclusiones de Flux......................................................................................
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Figura 23.12:
Figura 23.13:
Figura 23.14:
Figura 23.15:
Figura 23.16:
Inclusiones de Ceniza................................................................................
Recubrimientos Galvanizados Color Gris Mate........................................
Manchas de Óxido Férrico.........................................................................
Manchas de Humedad por Almacenamiento (Óxido Blanco)...................
Superficies Empalmadas............................................................................
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Capítulo 24: Evaluaciones de Recubrimientos
Figura 24.1: ........................................................................................................................
Figura 24.2: ........................................................................................................................
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Capítulo 25: Ensayos y Equipos de Evaluación Especializados
Figura 25.1: Prueba de Desprendimiento Catódica ASTM G 95.......................................
Figura 25.2: AA/AE Espectrofotómetro – Marcador de Posición.....................................
Figura 25.3: Interior de un GC-MS....................................................................................
Figura 25.4: Pantalla de Resultado del GLC......................................................................
Figura 25.5: Espectro Infrarrojo.........................................................................................
Figura 25.6: Espectrofotómetro FT-IR...............................................................................
Figura 25.7: Como funciona un Espectrofotómetro FT-IR................................................
Figura 25.8: Calorímetro Diferencial de Barrido (DSC) para termo-análisis....................
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Capítulo 26: Tipos de Recubrimientos, Modos de Fallas y Criterios de Inspección
Figura 26.1: Puntos de alfiler...........................................................................................
Figura 26.2: Ampollamiento............................................................................................
Figura 26.3: Delaminación del sustrato............................................................................
Figura 26.4: Agrietamiento (El recubrimiento mostrado no es bituminosos)..................
Figura 26.5: Caleamiento (Chalking)...............................................................................
Figura 26.6: Amina Rubor................................................................................................
Figura 26.7: Proceso de remover la Amina Rubor...........................................................
Figura 26.8: Ampollamiento............................................................................................
Figura 26.9: Agrietamiento..............................................................................................
Figura 26.10: Delaminación.............................................................................................
Figura 26.11: Agrietamiento............................................................................................
Figura 26.12: Pelando.......................................................................................................
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Capítulo 27: Procedimiento de la Revisión de Pares
Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Lista de Tablas
Capítulo 1: Introducción
Capítulo 2: Corrosión Avanzada
Capítulo 3: Controles Ambientales
Capítulo 4: Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Capítulo 5: Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales—Laboratorio de
Práctica
Capítulo 6: Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Capítulo 7: Chorro de Agua (Waterjetting)
Capítulo 8: Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
Capítulo 9: Conciencia de la Seguridad
Capítulo 10: Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
Tabla 1: Cuadro de Buffer Estándar de EUA y NIST
Tabla 2: Tabla de Especificaciones para el Oakton PC150
Tabla 3: Muestra de Especificación para el Medidor de Humedad Superficial
Elcometer
Capítulo 11: Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos—Laboratorio de
Práctica
Capítulo 12: Recubrimientos Interiores y Especializados
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Capítulo 13: Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
Capítulo 14: Estándares y Recursos Avanzados
Capítulo 15: Recubriendo el Concreto e Inspección
Capítulo 16: Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
Capítulo 17: Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto—
Laboratorio de Práctica
Capítulo 18: Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Capítulo 19: Ensayos e Instrumentos Destructivos
Tabla 1: Escala de Evaluación de la Resistencia
Tabla 2: Rangos de Medición del Medidor de Inspección de Pintura
Tabla 3: Elcometer 106 Rangos del Medidor de Adherencia
Tabla 4: Muestra de Lectura
Capítulo 20: Ensayos e Instrumentos Destructivos—Laboratorio de Práctica
Capítulo 21: Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos
Especiales
Capítulo 22: Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
Capítulo 23: Recubrimientos No-Líquidos
Capítulo 24: Evaluaciones de Recubrimientos
Capítulo 25: Ensayos y Equipos de Evaluación Especializados
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Capítulo 26: Tipos de Recubrimientos, Modos de Fallas y Criterios de Inspección
Tabla 1: Condiciones de Aplicación
Tabla 2: Programa del Curado
Capítulo Procedimiento de la Revisión de Pares
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1-1
Introducción
Capítulo 1: Introducción
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y comprensión de:
•
La descripción del curso
•
La política de NACE respecto al uso de logos, títulos y números de certificación
•
Los programas de actualización y renovación del CIP
•
Las políticas durante la clase
•
Los exámenes
•
Dónde encontrar recursos adicionales
•
Las presentaciones y ejercicios de formación de equipos
Pre-requisitos
Antes de clase, asegurase a:
•
Leer el capítulo correspondiente a la clase
1.1 NACE Programa Internacional de Inspectores de Recubrimientos
El Programa de Inspectores de Recubrimientos está diseñado para admitir a participantes sin
experiencia. No se requiere de conocimiento o experiencia previa como inspector para iniciar cualquiera de los cursos del CIP. Se requiere un mínimo de dos años de experiencia en
recubrimientos, antes de, durante o después de asistir las sesiones de capacitación para presentarse a la Revisión de Pares. Esta información se resume de la siguiente manera:
•
Se requiere concluir satisfactoriamente cada nivel antes de continuar al siguiente.
•
Se requieren 2 años de experiencia antes de presentarse a la Revisión de Pares.
Al completar con éxito el Nivel 1 y el Nivel 2 del CIP (los cuales deben ser cursados en secuencia), así como la Revisión de Pares, el participante obtendrá el reconocimiento como
Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE – Nivel 3.
©NACE International 2011
1/2011
Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Introducción
1-2
1.2 Introducción
La vida esperada de servicio de un sistema de protección contra la corrosión representa el
valor económico diseñado del sistema, al proveer un beneficio (ej. barco, puente, planta de
generación eléctrica, plataforma petrolera, etc.) de protección contra la corrosión. La selección de un sistema de protección contra la corrosión en particular típicamente va en función
de aspectos económicos, operacionales, ambientales y de seguridad.
La inspección durante la instalación de un sistema de protección contra la corrosión sirve
como una herramienta para asegurar que el sistema se instale dentro de los parámetros bajo
los cuales fue diseñado. El énfasis de los esfuerzos de la industria en la forma de prácticas,
estándares y capacitación ha sido principalmente dirigido hacia esta misión.
1.3 Economía ─ Valor de la Inspección
La vida de cualquier sistema de recubrimiento en un sustrato de acero depende mucho de la
calidad de la preparación de la superficie. Soldaduras lisas, bordes redondeados y superficies
limpias, contribuyen a la vida de servicio de los recubrimientos aplicados.
El nivel de esfuerzo requerido para preparar el sustrato de acero adecuadamente tendrá un
aumento proporcional en el costo de fabricación. El costo inicial para preparar la superficie
debidamente se compensa completamente por la vida de servicio extendida que logra un sistema de recubrimientos bien instalado. Se minimiza el tiempo muerto producto de reparaciones y repintados, proporcionando así máxima utilidad de la estructura, tanto para el servicio previsto como para la generación de ingresos.
1.4 Descripción del Curso
El CIP es un programa de capacitación intensivo y extenso. El Nivel 2 del CIP cubre la inspección de recubrimientos avanzada y está basado en las habilidades para inspeccionar recubrimientos aprendidas en el Nivel 1. El programa CIP reconoce que aquellos que cuentan
con experiencia previa en el campo pueden exceder algunas habilidades e intenciones de este
curso. Sin embargo, tanto el candidato sin experiencia como el inspector ya competente se
beneficiarán de la capacitación estructurada de este curso. Al completar satisfactoriamente el
Nivel 2 del CIP, los participantes habrán demostrado su habilidad de realizar un trabajo de
inspección de recubrimientos avanzado. (Ver Figura 1.1)
©NACE International 2011
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
1-3
Introducción
Figura 1.1 Reconocimiento del CIP Nivel 2
Para aquellos que deseen seguir hasta el Nivel 3, este curso de capacitación es el segundo al
que deben asistir y concluir satisfactoriamente. Revisemos el contenido del plan general del
curso.
A lo largo de esta semana, cubriremos mucho material, incluyendo:
•
Corrosión avanzada
•
Deshumidificación y su papel en proyectos de recubrimientos
•
Instrumentación para pruebas ambientales avanzadas
•
Pruebas ambientales
•
Limpieza abrasiva centrífuga
•
Chorro de Agua (Waterjetting)
•
La dinámica de las relaciones interpersonales en el trabajo
•
Seguridad
•
Instrumentos de pruebas no destructivas avanzadas
•
Recubrimientos para interiores (“linings”) y recubrimientos especiales
•
Recubrimientos de barrera gruesa
•
Estándares y recursos avanzados
•
Inspección de recubrimientos de concreto (hormigón)
•
Instrumentos de prueba para la inspección de recubrimientos en concreto (hormigón)
•
Recubrimientos para tuberías (ductos, caños)
•
Instrumentos de prueba destructivos
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Introducción
1-4
•
Preparación de la superficie, recubrimientos e inspección de sustratos especiales
•
Recubrimientos para operaciones de mantenimiento
•
Recubrimientos no líquidos – galvanizado y metalizado por atomización
•
Evaluación de condiciones de los recubrimientos
•
Equipos y ensayos especializados
•
Tipos de recubrimientos y criterios de inspección
•
Procedimiento para la Revisión de Pares – qué esperar
Figura 1.2 Montaje de la Clase
Figura 1.3 Montaje de la Clase
No sólo tendrá la oportunidad de aprendizaje durante clase (Figura 1.2 y Figura 1.3), tendrá
varias prácticas de laboratorio donde tendrá la oportunidad de practicar con el equipo y fomentar su uso apropiado. Como parte del ejercicio, trabajaremos con instrumentos y técnicas
de inspección avanzados, incluyendo:
•
Pruebas ambientales avanzadas y colección de data
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
1-5
Introducción
•
Pruebas de adhesión
•
Evaluación óptica del espesor de película seca
•
Pruebas de dureza
•
Pruebas de sales solubles
•
Colección de data avanzada
•
Reconocimiento de defectos de recubrimientos
1.5 Política de NACE: Uso del Logo, Número de Certificación y Título
Todos los portadores de un reconocimiento del CIP que estén activos dentro del programa
tienen permiso para colocar el término apropiado al nivel de su certificación, así como su
número de certificación, en sus tarjetas de presentación:
•
Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado
•
Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificado
•
Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE – Nivel 3
Únicamente aquellos individuos que sean:
1. Inspectores de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado, Inspectores de Recubrimientos NACE Nivel 2 – Certificados e Inspectores de Recubrimientos Certificados por NACE – Nivel 3 respectivamente, y
2. Que sean miembros vigentes de NACE International, pueden mostrar el Logotipo de
NACE con el propósito de identificar al individuo que ha alcanzado un nivel de Certificación de NACE.
Ni el logo, título de certificación y número pueden ser utilizados por otras personas.
Este ejemplo muestra cómo esta información puede ser usada por un individuo que es Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado.
Rubén Acevedo
Inspector de Recubrimientos NACE Nivel 1 – Certificado
Cert. Nº 9650
Inspecciones ABC, Caracas, Venezuela
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Introducción
1-6
Este ejemplo ilustra cómo se puede usar esta información siendo un Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE – Nivel 3.
Alfredo Bustamante
Inspector de Recubrimientos Certificado por NACE –Nivel 3
Cert. Nº 5690
SPM Inspecciones, Cuernavaca, Morelos
1.6 CIP Actualización y Renovación
Cada tres años se debe cumplir con la actualización o renovación de la certificación.
El Programa de Actualización aplica para las personas que no están certificadas, es decir,
aquellas que no han aprobado la Revisión de Pares. El proceso de actualización puede cumplirse seleccionando uno de estos dos métodos:
•
Asistir al siguiente curso del CIP o la Revisión de Pares
ó
•
Cumplir con un programa de estudio a distancia
Si usted asiste a otro curso del CIP, la fecha requerida para su próxima actualización será de
tres años a partir de la fecha en que concluyó su último curso.
El Programa de Renovación aplica para los inspectores Nivel 3. El proceso de renovación
puede llevarse a cabo seleccionando uno de tres métodos, y el seleccionado dependerá del
número de puntos de experiencia de trabajo acumulados durante los tres años siguientes a
partir de la Revisión de Pares o de la última renovación:
•
73+ puntos requiere solamente de documentación de experiencia de trabajo
•
37 hasta 72 puntos requiere documentación de trabajo y terminación del programa de estudio
en casa
•
Menos que 36 puntos requiere documentación de la experiencia de trabajo y la asistencia a
clases con la conclusión exitosa del Nivel 2 del CIP, según la oferta regularmente programada
Los formatos para la documentación de la experiencia de trabajo y las instrucciones para llenarlos se proporcionan al final de este manual.
Una notificación se enviará por correo, a la dirección registrada en NACE, 90 días antes de la
fecha de expiración. Es importante que su dirección siempre esté actualizada. Los paquetes
de notificación proporcionan toda la información y las formas necesarias para iniciar el pro-
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
1-7
Introducción
ceso de actualización o renovación. Es importante que mantenga actualizada sus direcciones,
correo electrónico y teléfonos con NACE en todo momento.
1.7 Código de Conducta y Atestación del CIP de NACE
Los requisitos para la certificación del CIP incluyen la firma de un Código de Conducta. El
incumplimiento en cualquier momento de las reglas del Código de Conducta puede tener
como consecuencia la pérdida de la Certificación del CIP del individuo.
1.8 Políticas de Clase
Para proporcionar el mejor ambiente para la capacitación, ciertas políticas deben ser observadas. Les pedimos el favor de respetar los siguientes requisitos:
•
No fumar o usar otro tipo de producto de tabaco durante la clase
•
La clase empieza a las horas designadas
•
Los participantes son responsables por su propio aprendizaje y manejo del tiempo
•
Apagar los timbres de celulares y no realizar ni contestar llamadas o enviar mensajes de texto
durante clase
•
Respetar tiempos designados para recesos, comer y fumar
•
Usar baño(s) designado(s) y respetar área(s) de fumar
1.9 Exámenes
Al final de la semana, habrán dos exámenes finales: uno es escrito y el otro es un examen práctico
con el uso de los instrumentos de prueba seleccionados. Deberá pasar ambos exámenes con un
mínimo de 70%.
1.9.1 Examen Escrito
El examen escrito es a libro cerrado y consiste de 125 preguntas de opción múltiple. Durará
2 horas.
1.9.2 Examen Práctico
El examen práctico cubre herramientas y técnicas para la inspección. Se le requerirá que
demuestre su nivel de conocimiento para realizar las pruebas de inspección de recubrimientos
cubiertas dentro del curso. Se le asignarán tareas y se le requerirá registrar sus resultados.
Será calificado en base a la exactitud de los resultados registrados.
Habrá 8 instrumentos de inspección y tendrá 8 minutos en cada estación de práctica.
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Introducción
1-8
Para ayudarlos a prepararse para el examen práctico, tendremos conferencias, prácticas de
laboratorio y sesiones de prácticas usando los instrumentos y técnicas de inspección básicos
incluidos en el Nivel 2. Durante la semana, habrá pruebas cortas, todas a libro cerrado, para
ayudarles a prepararse para el examen escrito final.
Recibirán la notificación escrita de los resultados de sus exámenes tan pronto como sea posible. No podremos darles los resultados el día del examen. La siguiente es el procedimiento
para la calificación y notificación de los resultados del examen:
•
Los exámenes serán calificados electrónicamente con una computadora en la oficina central
de NACE (HQ).
•
La notificación por escrito sobre el resultado de sus exámenes será enviada desde NACE en
un lapso de 2 a 3 semanas.
•
Los resultados de los exámenes estarán disponibles en la página de internet www.nace.org.
El acceso requiere una clave y número de identificación del curso.
•
Los resultados nunca serán proporcionados por teléfono.
FAVOR DE NO LLAMAR A NACE HQ para obtener el resultado de su examen, el personal de NACE NO LE ES PERMITIDO proporcionar dicha información por teléfono.
1.10 Recursos Adicionales
1.10.1
Red de Corrosión de NACE
La Red de Corrosión de NACE es un foro activo de mensajes entre los miembros de todo el
mundo quienes trabajan en la industria de prevención de la corrosión. Tiene que registrarse
como miembro del foro a través de www.nace.org.
1.10.2
Comités Técnicos
Más de 1.000 miembros de NACE participan en actividades de comités técnicos. Los comités están coordinados por el Comité de Coordinación Técnica (TCC), el cual sirve como
cuerpo administrativo y para establecer políticas.
Los comités técnicos están organizados por Grupos Específicos de Tecnología (STG). Se
asignan áreas específicas técnicamente a los STG dentro de tres clases de administración:
•
Tecnología Específica a la Industria (N)
•
Tecnología Intra-Industrial (C)
•
Ciencia (S)
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1-9
Introducción
Los Grupos de Gerencia de Tecnológica (TMG) se forman bajo el TCC para proporcionar
una estructura y un conducto para la comunicación entre el TCC y los varios STG dentro de
sus áreas respectivas. Proveen asistencia, cuando es necesario, para ayudar a los STG a alcanzar sus objetivos.
1.10.3
Estándares y Reportes
Los comités técnicos de la Asociación preparan los Estándares de NACE, para servir como
modelos voluntarios en el campo de la prevención y control de la corrosión. Estos estándares
se elaboran usando procedimientos de consenso. NACE ofrece sus estándares a las comunidades industriales y científicas como estándares voluntarios para el uso de cualquier persona,
compañía u organización. Los estándares son gratis para los miembros de NACE.
Un Reporte del Comité Técnico es un documento de vida limitada desarrollado por un Comité Técnico. Las categorías típicas para los informes de un comité son:
1.
Informes de vanguardia referentes a la ciencia y tecnología actual de un método, técnica,
material, dispositivo, sistema u otro aspecto del trabajo de control de la corrosión.
2.
Reportes de informativos que sirven como declaraciones sobre un problema específico
(resumiendo sus ramificaciones, puntos controversiales y posibles soluciones), encuestas
sobre prácticas comunes, bibliografías sobre temas especiales, etc.
1.11 Presentaciones
Antes de que empecemos con los temas del curso, nos gustaría asegurarnos de conocer más
acerca de cada uno de ustedes. Quisiéramos que cada uno de ustedes se levante, uno a la vez,
y se presente a la clase. Díganos:
•
Su nombre
•
El nombre de su empresa y su ubicación
•
Su puesto en la empresa
•
Su experiencia en la inspección de recubrimientos
•
Sus pasatiempos
1.12 Ejercicio de Formación de Equipos
Nota para el Instructor: Si hay menos de 22 estudiantes, divida el grupo en 3 equipos y si
hay más, divídalo en 4 equipos. El instructor de apoyo debe asignar las tareas mientras que
se realizan las presentaciones (descubra los rotafolios con las tareas para cada equipo).
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Introducción
1-10
NACE cree que el trabajo del inspector de recubrimientos es parte de un esfuerzo de equipo
con otros involucrados en el proyecto. Formaremos equipos que reflejan una sección representativa de las industrias presentes aquí hoy. Dado que estará trabajando en equipos durante
el curso, realizaremos un cambio permanente en el arreglo de los asientos, de modo que los
miembros del equipo puedan sentarse juntos. (Figura 1.4).
Figura 1.4 Trabajando en Equipos
Al final del curso, los instructores principales revisarán las expectativas y reservas del estudiante para ver cómo el curso cumplió con las mismas y minimizó las reservas.
Trabajará con su equipo a lo largo de esta sesión en una amplia variedad de tareas, ejercicios
y asignaciones. Por favor reúnase con su grupo y haga lo siguiente (Figura 1.5):
•
Nombre del equipo: Decidan un nombre para el equipo que represente quiénes son ustedes,
que diga cómo planean desempeñarse durante el curso y que le dé una personalidad a su grupo.
•
Razón: Seleccionen el nombre de su equipo por una razón específica. Esto es, no le den a su
equipo un nombre arbitrario. Piénsenlo cuidadosamente. Estén preparados para compartir su
razón con todo el grupo al término de este ejercicio.
•
Logo del equipo: Creen un logo o marca para su equipo que represente gráficamente el nombre de su equipo y el razonamiento que hay detrás del mismo.
•
Expectativas y reservas: Como equipo, desarrollen una lista de las expectativas y reservas
sobre el curso.
•
En las hojas del rotafolio (papelógrafo), resuman todo el trabajo de su equipo sobre este
ejercicio y prepárense para una presentación de 5 minutos.
•
Seleccionen un vocero para hacer su presentación. Tienen 20 minutos para terminar su
trabajo.
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1-11
Introducción
Figura 1.5 Presentación del Equipo
1.13 Aclaratoria
Como un asistente a este curso del CIP, se le notifica por este medio de que el punto de vista
de NACE International sobre la inspección es que la función del inspector es “inspeccionar
y documentar” las funciones descritas. El inspector debe trabajar exclusivamente dentro de
las especificaciones y apoyándose en ellas, o de acuerdo con un contrato o con un documento
que describa sus responsabilidades y establezca la autoridad que se le otorgó.
Se le informa que al cumplir con los requisitos de este curso, con su terminología calificada,
comprende y acepta el hecho de que NACE International no declara, afirma, implica, endosa
o indica de otra manera, por acción expresa o implícita, que el uso de las palabras asegurar
y/o hacer cumplir tiene la intención de transmitir el significado de garantía ni cualquier otra
aceptación de responsabilidad por la calidad o la ejecución de cualquier trabajo inspeccionado y documentado por el inspector.
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2-1
Corrosión Avanzada
Capítulo 2: Corrosión Avanzada
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
La definición completa de lo que es la Corrosión
•
La corrosión como un proceso electroquímico
•
Cómo funciona el concepto de la Celda de Corrosión
•
Factores que afectan la velocidad de Corrosión
•
Varios tipos de Corrosión
•
Conocimiento básico de la Protección Catódica
Términos Claves
•
Corrosión
•
Ánodo
•
Cátodo
•
Ruta de retorno
•
Electrolito
•
Corrosión Generalizada
•
Corrosión Localizada
•
Corrosión por Picaduras
•
Corrosión en Cavidades
•
Corrosión Galvánica
•
Protección Catódica
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Corrosión Avanzada
2-2
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar el capítulo previo
•
Leer los capítulos correspondientes al día
2.1 Introducción
Un entendimiento básico de la naturaleza del proceso de corrosión ayuda a los inspectores a
comprender cómo se utilizan y cuáles son los atributos de cada uno de los sistemas de protección contra la corrosión arriba mencionados, al momento de evaluar la eficiencia de cada
uno de ellos.
Todo el mundo ha observado la corrosión de una forma u otra. Sin embargo, la mayoría no
tiene una clara comprensión de los procesos involucrados en la corrosión. Este capítulo revisará algunas de las informaciones presentadas en el Nivel 1 del CIP y luego ampliará sobre el
tema.
2.2 Resumen de Corrosión
La corrosión usualmente se describe por sus resultados. Todos estamos familiarizados con
los términos óxido o herrumbre (Figura 2.1), 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 realiza investigación 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.
Figura 2.1 Superficie Oxidada
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2-3
Corrosión Avanzada
El proceso de corrosión actúa en los materiales desarrollados, generalmente los 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 95% de hierro (Fe). La corrosión más económicamente significativa en la
industria tiene que ver con el deterioro del hierro. Mientras que el acero contiene otros elementos adicionales al hierro, algunos de los cuales tiene un impacto dramático en su resistencia a la corrosión, estos serán omitidos dentro de la discusión de los conceptos básicos.
2.3 Definición
El proceso de corrosión implica el deterioro de una sustancia, generalmente un metal, o de
sus propiedades debido a una reacción con su ambiente.
Esta definición es muy amplia y reconoce que los materiales diferentes al acero (ej., concreto [hormigón], madera y plástico) también están sujetos a la corrosión. Dado que los procesos implícitos en la corrosión de materiales no metálicos son fundamentalmente diferentes a
la corrosión en metales, no serán tratados en este curso por fines de claridad.
Esencialmente, el proceso de corrosión convierte el hierro dentro del acero en otra sustancia
que ya no posee las características deseadas (ej., fuerza, 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.
La corrosión es el proceso inverso de la fabricación del acero. El acero es hecho tomando un
mineral (óxido de hierro siendo uno de los más comunes) e introduciendo una gran cantidad
de energía para extraer el hierro del mineral en la planta siderúrgica. El producto resultante
es naturalmente inestable, de modo que cuando ocurren las condiciones apropiadas, el hierro
se convierte de nuevo en óxido de hierro, que es más estable (Figura 2.2 y Figura 2.3).
Identificar y controlar el proceso de corrosión (control de corrosión) es mucho más fácil
cuando entendemos cómo los metales se corroen, que tan rápido se corroen y los factores que
tienden a aumentar o disminuir la velocidad de corrosión.
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Corrosión Avanzada
2-4
Figura 2.2 Montaña de Energía Para el Hierro
Figura 2.3 Ciclo de Vida del Hierro en el Acero
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2-5
Corrosión Avanzada
El acero no es el único metal desarrollado usado en la construcción. Cobre, latón, zinc (ej.,
como el recubrimiento del acero galvanizado), aluminio, níquel y cromo (como elemento
principal en acero “inoxidable”) son materiales usados comúnmente. La corrosión de estos
metales sigue los mismos principios descritos más abajo; sin embargo, las velocidades de corrosión pueden ser más lentas. La velocidad de corrosión más lenta en estos metales a menudo se debe a la producción de una capa firmemente adherida formada del producto de la corrosión (óxido, carbonato, cloruro, sulfato u otro compuesto).
La formación de esta capa superficial, ya sea un óxido, carbonato, cloruro, sulfato u otro
compuesto, aunque es relativamente fina, puede formar una barrera eficaz contra un ataque
adicional, y así retardar el proceso de corrosión. Este fenómeno se conoce como pasivación.
Desafortunadamente, bajo las condiciones encontradas en ambientes costa afuera, el hierro
por sí solo no forma tal barrera.
2.4 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.
La corrosión se establece como un circuito de corriente directa (DC). Los circuitos DC son definidos por la relación conocida como la Ley de Ohms, E = IR, donde:
•
E es el voltaje motor del circuito
•
I es la magnitud de la corriente
•
R es la resistencia del circuito
Mientras mayor sea el flujo de corriente en el circuito de corrosión, mayor será la pérdida de
metal.
2.5 La Celda de Corrosión
Para que la corrosión pueda ocurrir, son esenciales ciertas condiciones y elementos. Estos se
conocen colectivamente como la celda de corrosión ilustrada en la Figura 2.4.
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Corrosión Avanzada
2-6
Figura 2.4 Celda de Corrosión
2.5.1 Ánodo
El ánodo es esa parte del metal que se corroe, es decir, que se disuelve en el electrolito. Es
la parte de la celda donde el hierro metálico se convierte primero en otra sustancia y luego se
disuelve en forma de iones cargados positivamente; los electrones generados se conducen al
cátodo. Otra manera de decirlo es: El ánodo representa la ubicación en la superficie metálica
en donde ocurre la oxidación.
2.5.2 Cátodo
El cátodo es la región más noble en el electrodo (superficie metálica, o la varilla de carbono
en el caso de una batería,) 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 ánodo se consume en el cátodo. La
oxidación-reducción siempre ocurre al mismo tiempo – no puede ocurrir sólo oxidación
o sólo 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.
2.5.3 Ruta de Retorno (Pasaje Metálico)
La ruta de retorno 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, siempre
hay una ruta o pasaje metálico que une el ánodo/áreas anódicas con el cátodo/áreas catódicas.
Si no existiera la ruta metálica, la reacción de corrosión no ocurriría.
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2-7
Corrosión Avanzada
2.5.4 Electrolito
Un electrolito es un medio que conduce la corriente iónica en lugar de la corriente electrónica. La mayoría de los electrolitos son base agua y contiene iones (partículas de materia que
llevan una carga positiva o negativa).
•
Aniones = iones cargados negativamente (-)
•
Cationes = iones cargados positivamente (+)
Para que las reacciones de oxidación y reducción puedan ocurrir, se requiere un camino para
el transporte de los iones entre el ánodo y el cátodo. El electrolito debe estar presente para
“cerrar el lazo” en la celda de corrosión; transmite la corriente de corrosión. Los aniones son
atraídos al ánodo y los cationes al cátodo, donde se pueden combinar con los productos de la
oxidación y reducción. En el ambiente marino, el agua que contiene sales químicas disueltas
forma el electrolito primario.
2.5.5 Resumen
Repitiendo: Los cuatro componentes arriba mencionados deben estar presentes para que la corrosión pueda ocurrir. Al eliminar uno o más de ellos se evitará que la corrosión ocurra. No
siempre es posible o práctico eliminar estos componentes, pero el control de la corrosión se refiere al intento de eliminarlos.
En la mayoría de las estructuras, el ánodo y el cátodo pueden estar en diversos lugares, la estructura en sí es la ruta de retorno y el ambiente sirve como el electrolito.
2.6 Factores de 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.
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Corrosión Avanzada
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Temperatura
Las reacciones de corrosión son electroquímicas en naturaleza y se aceleran generalmente
con el aumento de la temperatura. Por lo tanto, la corrosión ocurre más rápidamente en ambientes más calurosos que en los fríos.
Sales Químicas
Las sales químicas pueden servir para aumentar la velocidad de corrosión incrementando la
eficiencia (conductividad) del electrolito. La sal 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 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 aviones en el desierto sin tener que encerrarlos en edificios con aire acondicionado. Incluso a temperaturas
elevadas, hay pocos electrolitos disponibles para desarrollar una celda de corrosión. La corrosión puede ocurrir sin agua visible, pero la velocidad de corrosión del hierro disminuye
significativamente por debajo de aproximadamente 60% de humedad.
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 ambientes pueden incluir la inmersión en un líquido (agua), o atmosférica,
como veremos en la siguiente sección.
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2-9
Corrosión Avanzada
2.7 Tipos de Corrosión
Hay dos clasificaciones amplias de la corrosión: Generalizada y localizada (Figuras 2.5, 2.6,
2.7 y 2.8).
2.7.1 Corrosión Generalizada
La corrosión generalizada resulta en una pérdida de material relativamente uniforme sobre
la superficie entera (Figura 2.5 y Figura 2.6). Generalmente, ésta acción resulta en una disminución del espesor, de manera general, sobre la superficie afectada. La corrosión generalizada es relativamente fácil de evaluar y no causa fallas catastróficas.
Figura 2.5 Corrosión Generalizada
Figura 2.6 Corrosión Generalizada
2.7.2 Corrosión Localizada
La corrosión localizada ocurre en sitios específicos de la superficie del metal (Figuras 2.7 y
2.8). Las áreas inmediatamente adyacentes a la corrosión localizada normalmente se corroen
a un grado menor, si acaso. La corrosión localizada ocurre a menudo en las áreas que son
difíciles de evaluar.
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Corrosión Avanzada
2-10
Figura 2.7 Corrosión Localizada
Figura 2.8 Corrosión Localizada
La corrosión localizada es menos común en ambientes de exposición atmosférica que en ambientes de inmersión o salpique/rocío, y donde algunos factores especiales están implicados, tales como la exposición prolongada al agua líquida, agentes contaminantes o celdas galvánicas. Se generan las celdas galvánicas cuando metales de diversos tipos están en contacto eléctrico en un
electrolito común. La actividad de corrosión en sitios de corrosión localizada puede variar con
algunos cambios como:
•
Defectos en el recubrimiento
•
Cambios en los contaminantes o agentes contaminadores
•
Cambios en el electrolito
Las formas predominantes de corrosión localizada en las estructuras marinas son las picaduras y la corrosión en cavidades.
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Corrosión Avanzada
2.7.2.1 Corrosión por Picaduras
En la corrosión por picaduras el daño no ocurre uniformemente, sino primordialmente en zonas específicas donde se producen picaduras profundas (Figuras 2.9 y 2.10). Los fondos de
las picaduras son los ánodos en una pequeña celda de corrosión localizada, a menudo 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 un recubrimiento.
Figura 2.9 Corrosión por Picaduras
Figura 2.10 Corrosión por Picaduras
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). Las picaduras también se pueden observar bajo las siguientes condiciones:
•
Cuando un metal esta sujeto a líquidos de alta velocidad, conocido como ataque por impacto
o erosión corrosión
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Corrosión Avanzada
2-12
•
Cuando dos metales están en contacto y hay un poco de movimiento relativo, conocido como
la corrosión por fricción
•
Cuando un metal se expone a la cavitación (formación y colapso de burbujas de vapor en un
líquido), conocida como la erosión por cavitación
2.7.2.2 Corrosión en Cavidades
La corrosión en cavidades ocurre en una superficie de metal que está bloqueada de la exposición directa al medio ambiente, debido a la proximidad cercana con otro material. La cercanía forma una brecha estrecha (o cavidad) entre los dos materiales. Las diferencias en la
concentración de la especie corrosiva o del oxígeno entre el ambiente interior y el exterior de
la cavidad generan la fuerza motora para la celda de corrosión, especialmente en las áreas
que actúan como trampas de agua. (Ver Figuras 2.11, 2.12 y 2.13).
Las cavidades son comunes en situaciones donde hay contacto metal-a-metal, como en las
arandelas de soporte o en las bridas de tuberías. Adicionalmente, los depósitos de desechos
y productos de corrosión también generan cavidades formando corrosión bajo depósitos.
Figura 2.11 Celda de Concentración de Oxígeno
Figura 2.12 Celda de Concentración de Iones
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2-13
Corrosión Avanzada
Figura 2.13 Corrosión en Cavidades
2.7.3
Significado de la Corrosión
De las dos clasificaciones de corrosión, la corrosión localizada es la causa más frecuente de la necesidad de mantenimiento imprevisto. La corrosión localizada a menudo está oculta, en cavidades
o debajo de capas múltiples de un recubrimiento de mantenimiento, de tal manera que disfraza la
verdadera magnitud 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 rasgos agudos característicos que sirven como “canalizaciones de esfuerzos”.
Estas canalizaciones de esfuerzos resultan en condiciones que aumentan el nivel de esfuerzo en el
borde principal de la picadura o cavidad, actuando como los puntos iniciales de la falla.
2.7.4 Corrosión Galvánica
La corrosión galvánica es la acción electroquímica de dos metales disímiles, que están en
contacto en presencia de un electrolito y de la ruta conductora de electrones. El metal más
reactivo se corroe para proteger el metal más noble (Figura 2.14). El grado de corrosión resultante de los metales acoplados depende de los siguientes factores:
•
La diferencia de potencial entre los dos metales
•
La naturaleza del medio ambiente
•
El comportamiento de la polarización de los metales o aleaciones
•
La relación geométrica de los componentes
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Corrosión Avanzada
2-14
Puede ser reconocida por la acumulación de corrosión en la unión entre metales disímiles.
Por ejemplo, cuando las aleaciones de aluminio o aleaciones de magnesio están en contacto
con el carbón o acero inoxidable, puede ocurrir corrosión galvánica y acelerar la corrosión
del aluminio o magnesio.
Este fenómeno también puede ser utilizado de forma beneficiosa en los sistemas de protección catódica galvánica que serán descritos más adelante en este capítulo.
Figura 2.14 Corrosión Galvánica resultante del acero al carbono soldado a un acero inoxidable
2.8 Inspección de Recubrimientos e Introducción a la Protección Catódica
La protección catódica es una forma ampliamente usada para controlar la corrosión. NACE
International ofrece cuatro cursos sobre el tema, lo cual nos dice que hay mucho por aprender
más allá de lo que se discutirá el día de hoy. Vamos a presentar un resumen muy básico sobre lo que el inspector de recubrimientos puede necesitar conocer sobre esta área. Al recordar nuestras discusiones anteriores sobre la corrosión, hay cuatro elementos que deben estar
presentes para que esta ocurra:
•
Ánodo
•
Cátodo
•
Pasaje metálico
•
Electrolito
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
2-15
Corrosión Avanzada
Recordando que los electrones fluyen del ánodo al cátodo a través del pasaje metálico, que
los iones fluyen del ánodo al cátodo a través del electrolito y que la pérdida de metal, corrosión, ocurre en el ánodo.
Una corriente de un amperio durante un año remueve 10,6 kg. (23,5 libras) de hierro.
La protección catódica se usa para proteger estructuras que están enterradas, sumergidas en
agua o usadas para contener líquidos que son principalmente a base de agua (acuosos) o que
contienen algo de agua (como tanques de almacenamiento de petróleo que tienen un poco de
agua en el fondo). Llamaremos electrolito al ambiente del cual hay que proteger la estructura.
Una de las razones para aplicar recubrimientos a las estructuras, entre los otros numerosos
motivos que hemos discutido en este curso, es proveer un aislamiento eléctrico (inhibición de
la resistencia) entre la estructura y el electrolito.
Entre más efectivo sea el aislamiento del recubrimiento sobre la estructura, menor será la corriente que se requiere para brindar la protección catódica, por lo tanto, el sistema se hace
más eficiente y se reduce tanto la corrosión como los costos en la instalación y mantenimiento. Ya que se tiene un tiempo muy limitado para cubrir un extenso campo en el trabajo de
control de corrosión, cubriremos sólo los puntos principales. Si desea continuar con estudios
adicionales sobre este tema, podría considerar tomar los cursos de una semana de duración
que NACE ofrece que expandirán enormemente sus conocimientos acerca de la corrosión y
su control.
Se explicará brevemente lo que es la protección catódica, cómo funciona y lo que significa
para el inspector de recubrimientos.
2.8.1 Definición de Protección Catódica
La protección catódica es la reducción o eliminación de la corrosión convirtiendo la estructura a proteger en un cátodo, mediante corriente impresa o la colocación de un ánodo galvánico
(usualmente de magnesio, aluminio o zinc).
Recordemos que el cátodo es el electrodo donde, para los propósitos de esta discusión, no
ocurrirá corrosión significativa. Antes de aplicar la protección catódica, las estructuras corroídas tendrán áreas catódicas y anódicas (aquellas áreas donde la corrosión está ocurriendo). Se entiende, entonces, que si todas las áreas anódicas se pueden convertir en áreas catódicas, la estructura completa se convertirá en un cátodo y la corrosión de la estructura estará
satisfactoriamente controlada.
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Corrosión Avanzada
2-16
2.8.2 Cómo Funciona la Protección Catódica
La aplicación de una corriente directa hacia una estructura metálica que se está corroyendo
puede causar que ésta se haga enteramente catódica.
La corriente directa está asociada con el proceso de corrosión en las estructuras metálicas enterradas o sumergidas. Esto se puede mostrar en la Figura 2.15 la cual muestra el flujo de la
corriente directa entre las áreas anódicas y catódicas sobre una sección de una tubería enterrada. Como se muestra en este ejemplo de una estructura enterrada, la corriente directa fluye desde las áreas anódicas hacia el suelo; a través de éste hacia las áreas catódicas y de regreso a través de la tubería para completar el circuito.
Figura 2.15 Cómo Funciona la Protección Catódica
Para un voltaje motor dado (el potencial galvánico entre el ánodo y el cátodo), la cantidad de
corriente está limitada por factores como la resistividad del medio (expresado normalmente
en ohm-centímetros) y el grado de polarización en las áreas anódicas y catódicas.
La corrosión ocurre en las áreas anódicas donde la corriente se descarga del metal hacia el
electrolito (suelo). Donde la corriente fluye del ambiente hacia la tubería (áreas catódicas) no
hay corrosión. Al aplicar protección catódica a una estructura, el objetivo es forzar toda la
superficie expuesta al ambiente a volverse catódica en relación a ese ambiente. Cuando esta
condición se alcanza, el total de la superficie expuesta de la estructura se vuelve un cátodo y
la corrosión está controlada.
La corriente de protección catódica debe fluir dentro del medio desde una conexión a tierra
especial (usualmente llamada lecho o cama de ánodos) en aplicaciones para estructuras enterradas y establecidas para estos propósitos. Por definición, los materiales usados en esta cama son ánodos y estos materiales se deben consumir (corrosión). Las áreas anódicas originales que descargan corriente y se están corroyendo:
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2-17
Corrosión Avanzada
• Las líneas punteadas de la Figura 2.16 representan el flujo de corriente que existía antes de
aplicar la protección
• Estructura protegida
• Flujo de corriente del lecho de ánodos a la superficie de la estructura protegida
Los sistemas de protección catódica se pueden monitorear midiendo el potencial eléctrico
(voltaje) de la estructura protegida con una celda de referencia y un voltímetro especial. Las
celdas de referencia pueden ser de cobre/sulfato de cobre, plata/cloruro de plata, mercurio
(calomel) o a base de un zinc de alta pureza especialmente refinado.
2.8.3
Sistemas de Protección Catódica
Discutiremos dos tipos de sistemas de protección catódica:
• Galvánica
• De corriente impresa
2.8.3.1 Sistemas Galvánicos
El término galvánico a menudo se refiere a un contacto entre metales disímiles, el cual resulta en un potencial electrolítico. Un ánodo es el miembro que se corroe en una combinación
de metales disímiles. Un ánodo galvánico (también llamado de sacrificio) puede ser descrito
como el metal que tendrá una diferencia de voltaje con respecto a la estructura corroída y
descargará una corriente que fluirá a través del medio hacia la misma. Los ánodos galvánicos se corroerán preferencialmente en relación a la estructura protegida, proporcionando protección a la misma. La Figura 2.17 esquematiza el principio de los sistemas de protección
galvánica.
Figura 2.16 Cómo Funciona la Protección Catódica
Los materiales adecuados para usar como ánodos galvánicos incluyen al aluminio, magnesio
y el zinc (Figura 2.17).
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Corrosión Avanzada
2-18
Los materiales de los ánodos son fabricados en moldes de diferentes pesos y formas para
cumplir con los diseños requeridos de protección catódica. Datos acerca de los ánodos disponibles pueden ser obtenidos del distribuidor de materiales para protección catódica.
2.8.4 Sistema de Corriente Impresa
En un sistema de corriente impresa, el lecho de ánodos no es la fuente de energía eléctrica.
En su lugar, una fuente externa de corriente directa se conecta entre la estructura a ser protegida y la cama de ánodos (Figura 2.16).
La terminal positiva de la fuente de poder siempre se debe conectar a la cama de ánodos, la
cual es entonces forzada a descargar tanta corriente de protección catódica como se desee.
Esto es importante. Si se comete un error y la terminal positiva se conecta a la estructura a
ser protegida, la estructura se convertirá en un ánodo en vez de un cátodo y, por lo tanto, se
corroerá activamente, lo cual es lo opuesto a los resultados deseados.
Figura 2.17 Sistema de Protección Catódica con Ánodo Galvánico
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2-19
Corrosión Avanzada
Figure 2.18 Sistema Galvánico de PC
2.8.4.1 Ánodos para un Sistema de Corriente Impresa
Los ánodos de la cama de ánodos que son forzados a descargar la corriente se corroerán. Es
importante usar materiales para los ánodos que se consuman relativamente lento y, por lo
tanto, permitan diseñar camas de ánodos que descarguen una mayor cantidad de corriente y
aún tengan vidas de servicio muy largas. A continuación se incluyen algunos materiales empleados como ánodos de corriente impresa:
• Acero de chatarra
• Grafito
• Óxido de hierro
• Hierro forjado con alto contenido de silicio y cromo
• Titanio y niobio platinados
2.8.4.2 Fuentes de Poder para Corriente Impresa
Un sistema de corriente impresa requiere un suministro de corriente. Las fuentes comunes de
corriente incluyen:
• Tensión comercial rectificada
• Celdas solares
• Generadores
• Celdas de combustible
• Celdas eólicas
• Celdas termoeléctricas
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Corrosión Avanzada
2-20
Un rectificador es un equipo que usa la tensión de las líneas de corriente eléctrica para convertir la corriente alterna en corriente directa de menor voltaje, mediante un transformador de
reducción (Figura 2.19).
Figura 2.19 Rectificador de Corriente Impresa
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2-21
Corrosión Avanzada
2.8.4.3 Factores para los Sistemas de Protección Catódica
El desarrollo de un sistema de protección catódica efectivo es una tarea compleja que requiere experiencia, conocimiento y criterio. En este curso sólo se mencionarán algunos de los
factores que deberán tomarse en consideración cuando se diseña un sistema de protección
catódica:
• Requerimientos regulatorios
• Economía
• El metal a ser protegido
• Requerimientos de servicio
• Requerimientos de corriente total
• Variaciones en el ambiente
• Recubrimientos protectores
• Apantallamiento eléctrico
• Mantenimiento
• Efectos de corrientes parásitas
• Temperatura
• Cableado
• Relleno (Backfill) de los ánodos
Las áreas problemáticas son:
• Resistencia / Atenuación
• Desprendimiento catódico
• Criterios de inspección
2.8.4.3.1 Resistencia y Atenuación
El potencial de -0,85 V es un requisito mínimo de protección. Para que la estructura protegida se mantenga en este voltaje (potencial), algunas áreas mostrarán un incremento en el potencial (más negativo). Debido al tamaño, el diseño y la colocación de los ánodos, así como
el tipo y la resistencia del electrolito, este incremento en el potencial (más negativo) puede
provocar un fenómeno conocido como desprendimiento catódico.
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Corrosión Avanzada
2-22
2.8.4.3.2 Desprendimiento Catódico
Los sistemas que operan con un potencial (voltaje) estable de -0,85 V usualmente no tendrán
un efecto negativo sobre el recubrimiento. Sin embargo, conforme se incrementa el potencial
(se hace más negativo), ocurren reacciones que podrían dañar al recubrimiento (Figura 2.20).
Estas reacciones resultan en la separación del recubrimiento de la superficie, esto es, el desprendimiento catódico. Conforme se incrementa ligeramente el potencial (haciéndose más
negativo), el desprendimiento ocurrirá generalmente a través de la formación de oxidrilos
(OH-). Conforme el potencial se incrementa (se hace más negativo), habrá un mayor desprendimiento a través de la formación de hidrógeno.
Figura 2.20 Secuencia del Desprendimiento Catódico
2.9 Otras Fuentes de Información
NACE International ofrece un programa especializado de capacitación y certificación en Protección Catódica que abarca desde realizar pruebas hasta el diseño, así como un curso de
“Recubrimientos en Conjunto con Protección Catódica”. Para mayor información contacte a
NACE International.
Se proporciona una copia de la Norma NACE SP0169, Control de la Corrosión Externa en
Sistemas de Tuberías Metálicas Enterradas o Sumergidas, al final de este capítulo como información complementaria sobre la protección catódica.
Para cualquiera que esté interesado en capacitarse en la protección catódica, NACE tiene un
programa disponible en cuatro niveles de entrenamiento y certificación en protección catódica.
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2-23
Corrosión Avanzada
Definiciones de Palabras Clave
Ánodo: El electrodo de una celda electroquímica donde ocurre la oxidación. Los electrones
fluyen desde el ánodo en el circuito externo. La corrosión ocurre generalmente y los iones
metálicos se entran en la solución en el ánodo.
Cátodo: El electrodo de una celda electroquímica en la cual la reducción es la reacción principal. Los electrones fluyen hacia el cátodo en el circuito externo.
Corrosión: El deterioro de un material, generalmente un metal, que resulta de una reacción
con su medio ambiente.
Corrosión en Cavidades: Corrosión localizada de una superficie del metal en, o inmediatamente adyacente a, un área bloqueada de la exposición directa al medio ambiente, debido a la
proximidad cercana del metal a la superficie de otro material.
Corrosión Galvánica: La acción electroquímica de dos metales disímiles en contacto, en
presencia de un electrolito y de un camino conductivo de electrones.
Corrosión Generalizada: Corrosión que se distribuye más o menos uniformemente sobre la
superficie de un material.
Corrosión Localizada: Esta ocurre en sitios específicos en la superficie del metal.
Electrolito: Una sustancia química que contiene iones que migran en un campo eléctrico.
Protección Catódica: Una técnica empleada para disminuir la corrosión de una superficie de
metal convirtiéndola en el cátodo de una celda electroquímica.
Ruta Metálica (Pasaje Metálico): Esta conecta el ánodo y el cátodo; permite el paso de
electrones generados en el ánodo hacia el cátodo.
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Corrosión Avanzada
2-24
Guía de Estudio
1. Describa pasivación
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________
2. Describa los siguientes factores y cómo afectan la corrosión:
• Oxígeno: _______________________________________________________________
• Temperatura: ___________________________________________________________
• Sales Químicas: _________________________________________________________
• Humedad (o Condensación)___________________________________________________
• Contaminantes y Gases Ácidos: ________________________________________________
3. Dos categorías amplias de corrosión pueden ser descritas como:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4. Describa la corrosión galvánica:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5. Describa la Protección Catódica:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6. Los dos tipos principales de protección catódica son:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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2-25
Corrosión Avanzada
7. Las fuentes de poder de corriente impresa incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
8. Describa el Desprendimiento Catódico:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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SP0169-2007
NACE SP0169-2007
(formerly RP0169-2002)
Item No. 21001
Standard Practice
Control of External Corrosion on Underground or
Submerged Metallic Piping Systems
This NACE International standard represents a consensus of those individual members who have
reviewed this document, its scope, and provisions. Its acceptance does not in any respect
preclude anyone, whether he or she has adopted the standard or not, from manufacturing,
marketing, purchasing, or using products, processes, or procedures not in conformance with this
standard. Nothing contained in this NACE International standard is to be construed as granting
any right, by implication or otherwise, to manufacture, sell, or use in connection with any method,
apparatus, or product covered by Letters Patent, or as indemnifying or protecting anyone against
liability for infringement of Letters Patent. This standard represents minimum requirements and
should in no way be interpreted as a restriction on the use of better procedures or materials.
Neither is this standard intended to apply in all cases relating to the subject. Unpredictable
circumstances may negate the usefulness of this standard in specific instances. NACE
International assumes no responsibility for the interpretation or use of this standard by other
parties and accepts responsibility for only those official NACE International interpretations issued
by NACE International in accordance with its governing procedures and policies which preclude
the issuance of interpretations by individual volunteers.
Users of this NACE International standard are responsible for reviewing appropriate health,
safety, environmental, and regulatory documents and for determining their applicability in relation
to this standard prior to its use. This NACE International standard may not necessarily address
all potential health and safety problems or environmental hazards associated with the use of
materials, equipment, and/or operations detailed or referred to within this standard.Users of this
NACE International standard are also responsible for establishing appropriate health, safety, and
environmental protection practices, in consultation with appropriate regulatory authorities if
necessary, to achieve compliance with any existing applicable regulatory requirements prior to
the use of this standard.
CAUTIONARY NOTICE: NACE International standards are subject to periodic review, and may
be revised or withdrawn at any time in accordance with NACE technical committee procedures.
NACE International requires that action be taken to reaffirm, revise, or withdraw this standard no
later than five years from the date of initial publication. The user is cautioned to obtain the latest
edition. Purchasers of NACE International standards may receive current information on all
standards and other NACE International publications by contacting the NACE International
FirstService Department, 1440 South Creek Drive, Houston, Texas 77084-4906 (telephone +1
[281] 228-6200).
Reaffirmed 2007-03-15
Reaffirmed 2002-04-11
Reaffirmed 1996-09-13
Revised April 1992
Revised January 1983
Revised September 1976
Revised January 1972
Approved April 1969
NACE International
1440 South Creek Drive
Houston, Texas 77084-4906
+1 281/228-6200
ISBN 1-57590-035-1
©2007, NACE International
SP0169-2007
________________________________________________________________________
Foreword
This standard practice presents procedures and practices for achieving effective control of
external corrosion on buried or submerged metallic piping systems. These recommendations are
also applicable to many other buried or submerged metallic structures. It is intended for use by
corrosion control personnel concerned with the corrosion of buried or submerged piping systems,
including oil, gas, water, and similar structures. This standard describes the use of electrically
insulating coatings, electrical isolation, and cathodic protection (CP) as external corrosion control
methods. It contains specific provisions for the application of CP to existing bare, existing coated,
and new piping systems. Also included are procedures for control of interference currents on
pipelines.
This standard should be used in conjunction with the practices described in the following NACE
standards and publications, when appropriate (use latest revisions):
1
SP0572
8
TPC 11
2
RP0177
9
TM0497
RP0285
3
SP0186
4
SP0286
5
SP0387
6
SP0188
7
For accurate and correct application of this standard, the standard must be used in its entirety.
Using or citing only specific paragraphs or sections can lead to misinterpretation and
misapplication of the recommendations and practices contained in this standard.
This standard does not designate practices for every specific situation because of the complexity
of conditions to which buried or submerged piping systems are exposed.
This standard was originally published in 1969, and was revised by NACE Task Group (TG) T-101 in 1972, 1976, 1983, and 1992. It was reaffirmed in 1996 by NACE Unit Committee T-10A on
Cathodic Protection, and in 2002 and 2007 by Specific Technology Group (STG) 35 on Pipelines,
Tanks, and Well Casings. This standard is issued by NACE International under the auspices of
STG 35, which is composed of corrosion control personnel from oil and gas transmission
companies, gas distribution companies, power companies, corrosion consultants, and others
concerned with external corrosion control of buried or submerged metallic piping systems.
In NACE standards, the terms shall, must, should, and may are used in accordance with the
definitions of these terms in the NACE Publications Style Manual, 4th ed., Paragraph 7.4.1.9. Shall
and must are used to state mandatory requirements. The term should is used to state something
considered good and is recommended but is not mandatory. The term may is used to state
something considered optional.
________________________________________________________________________
NACE International
i
SP0169-2007
____________________________________________
NACE International
Standard Practice
Control of External Corrosion on Underground or Submerged
Metallic Piping Systems
Contents
1. General ................................................................................................................................. 1
2. Definitions ............................................................................................................................. 1
3. Determination of Need for External Corrosion Control ......................................................... 3
4. Piping Systems Design......................................................................................................... 4
5. External Coatings .................................................................................................................. 6
6. Criteria and Other Considerations for CP ............................................................................ 12
7. Design of Cathodic protection Systems............................................................................... 17
8. Installation of CP Systems................................................................................................... 20
9. Control of Interference Currents .......................................................................................... 22
10. Operationa and Maintenance of CP Systems.................................................................... 24
11. External Corrosion Control Records .................................................................................. 25
References .............................................................................................................................. 26
Table 1 ....................................................................................................................................... 8
Table 2 ....................................................................................................................................... 8
Table 3 ....................................................................................................................................... 9
Table 4 ..................................................................................................................................... 10
Table 5 ..................................................................................................................................... 11
Bibliography for Section 6........................................................................................................ 14
Bibliography for Section 7........................................................................................................ 20
Appendix A .............................................................................................................................. 28
Appendix B .............................................................................................................................. 28
Appendix C .............................................................................................................................. 28
Appendix D .............................................................................................................................. 29
___________________________________________________________________________________
ii
NACE International
SP0169-2007
______________________________________________________________________________________
Section 1: General
1.1 This standard presents acknowledged practices for the
control of external corrosion on buried or submerged steel,
cast iron, ductile iron, copper, and aluminum piping
systems.
1.2 This standard is intended to serve as a guide for
establishing minimum requirements for control of external
corrosion on the following systems:
1.2.1 New piping systems: Corrosion control by a
coating supplemented with CP, or by some other
proven method, should be provided in the initial design
and maintained during the service life of the piping
system, unless investigations indicate that corrosion
control is not required. Consideration should be given
to the construction of pipelines in a manner that
facilitates the use of in-line inspection tools.
1.2.2 Existing coated piping systems: CP should be
provided and maintained, unless investigations indicate
that CP is not required.
1.2.3 Existing bare piping systems: Studies should be
made to determine the extent and rate of corrosion on
existing bare piping systems. When these studies
indicate that corrosion will affect the safe or economic
operation of the system, adequate corrosion control
measures shall be taken.
1.3 The provisions of this standard should be applied
under the direction of competent persons who, by reason of
knowledge of the physical sciences and the principles of
engineering and mathematics, acquired by education and
related practical experience, are qualified to engage in the
practice of corrosion control on buried or submerged
metallic piping systems. Such persons may be registered
professional engineers or persons recognized as corrosion
specialists or CP specialists by NACE if their professional
activities include suitable experience in external corrosion
control of buried or submerged metallic piping systems.
1.4 Special conditions in which CP is ineffective or only
partially effective sometimes exist. Such conditions may
include elevated temperatures, disbonded coatings, thermal
insulating coatings, shielding, bacterial attack, and unusual
contaminants in the electrolyte.
Deviation from this
standard may be warranted in specific situations provided
that corrosion control personnel in responsible charge are
able to demonstrate that the objectives expressed in this
standard have been achieved.
1.5 This standard does not include corrosion control
methods based on chemical control of the environment, on
the use of electrically conductive coatings, or on control of
internal corrosion.
____________________________________________________________________________
Section 2: Definitions
Amphoteric Metal: A metal that is susceptible to corrosion
in both acid and alkaline environments.
Anode: The electrode of an electrochemical cell at which
oxidation occurs. Electrons flow away from the anode in the
external circuit. Corrosion usually occurs and metal ions
enter solution at the anode.
(1)
Beta Curve: A plot of dynamic (fluctuating) interference
current or related proportional voltage (ordinate) versus the
corresponding structure-to-electrolyte potentials at a
selected location on the affected structure (abscissa) (see
Appendix A [nonmandatory]).
Cable: One conductor or multiple conductors insulated
from one another.
Anodic Polarization:
The change of the electrode
potential in the noble (positive) direction caused by current
across
the
electrode/electrolyte
interface.
(See
Polarization.)
Cathode: The electrode of an electrochemical cell at which
reduction is the principal reaction. Electrons flow toward the
cathode in the external circuit.
Backfill: Material placed in a hole to fill the space around
the anodes, vent pipe, and buried components of a cathodic
protection system.
Cathodic Disbondment: The destruction of adhesion
between a coating and the coated surface caused by
products of a cathodic reaction.
______________________________
(1)
Definitions in this section reflect common usage among practicing corrosion control personnel and apply specifically to how
the terms are used in this standard. In many cases, in the interests of brevity and practical usefulness, the scientific
definitions are abbreviated or paraphrased.
NACE International
1
SP0169-2007
Cathodic Polarization: The change of electrode potential
in the active (negative) direction caused by current across
the electrode/electrolyte interface. See Polarization.
Electrode: A conductor used to establish contact with an
electrolyte and through which current is transferred to or
from an electrolyte.
Cathodic Protection: A technique to reduce the corrosion
of a metal surface by making that surface the cathode of an
electrochemical cell.
Electroosmotic Effect: Passage of a charged particle
through a membrane under the influence of a voltage. Soil
or coatings may act as the membrane.
Coating: A liquid, liquefiable, or mastic composition that,
after application to a surface, is converted into a solid
protective, decorative, or functional adherent film.
Coating Disbondment: The loss of adhesion between a
coating and the pipe surface.
Electrolyte: A chemical substance containing ions that
migrate in an electric field. For the purpose of this standard,
electrolyte refers to the soil or liquid adjacent to and in
contact with a buried or submerged metallic piping system,
including the moisture and other chemicals contained
therein.
Conductor: A material suitable for carrying an electric
current. It may be bare or insulated.
Foreign Structure: Any metallic structure that is not
intended as a part of a system under cathodic protection.
Continuity Bond: A connection, usually metallic, that
provides electrical continuity between structures that can
conduct electricity.
Galvanic Anode:
A metal that provides sacrificial
protection to another metal that is more noble when
electrically coupled in an electrolyte. This type of anode is
the electron source in one type of cathodic protection.
Corrosion: The deterioration of a material, usually a metal,
that results from a reaction with its environment.
Corrosion Potential (Ecorr): The potential of a corroding
surface in an electrolyte relative to a reference electrode
under open-circuit conditions (also known as rest potential,
open-circuit potential, or freely corroding potential).
Corrosion Rate: The rate at which corrosion proceeds.
Criterion: Standard for assessment of the effectiveness of
a cathodic protection system.
Current Density: The current to or from a unit area of an
electrode surface.
Diode: A bipolar semiconducting device having a low
resistance in one direction and a high resistance in the
other.
Distributed-Anode Impressed Current System:
An
impressed current anode configuration in which the anodes
are “distributed” along the structure at relatively close
intervals such that the structure is within each anode’s
voltage gradient. This anode configuration causes the
electrolyte around the structure to become positive with
respect to remote earth.
Electrical Isolation: The condition of being electrically
separated from other metallic structures or the environment.
Electrical Survey: Any technique that involves coordinated
electrical measurements taken to provide a basis for
deduction concerning a particular electrochemical condition
relating to corrosion or corrosion control.
2
Galvanic Series: A list of metals and alloys arranged
according to their corrosion potentials in a given
environment.
Groundbed: One or more anodes installed below the
earth’s surface for the purpose of supplying cathodic
protection.
Holiday: A discontinuity in a protective coating that
exposes unprotected surface to the environment.
Impressed Current: An electric current supplied by a
device employing a power source that is external to the
electrode system. (An example is direct current for cathodic
protection.)
In-Line Inspection: The inspection of a steel pipeline
using an electronic instrument or tool that travels along the
interior of the pipeline.
Insulating Coating System:
All components of the
protective coating, the sum of which provides effective
electrical isolation of the coated structure.
Interference: Any electrical disturbance on a metallic
structure as a result of stray current.
Interference Bond: An intentional metallic connection,
between metallic systems in contact with a common
electrolyte, designed to control electrical current
interchange between the systems.
IR Drop: The voltage across a resistance in accordance
with Ohm’s Law.
NACE International
SP0169-2007
Isolation: See Electrical Isolation.
Shorted Pipeline Casing: A casing that is in direct metallic
contact with the carrier pipe.
Line Current: The direct current flowing on a pipeline.
Long-Line Current: Current through the earth between an
anodic and a cathodic area that returns along an
underground metallic structure.
Mixed Potential: A potential resulting from two or more
electrochemical reactions occurring simultaneously on one
metal surface.
Pipe-to-Electrolyte Potential: See Structure-to-Electrolyte
Potential.
Polarization: The change from the open-circuit potential as
a result of current across the electrode/electrolyte interface.
Polarized Potential:
The potential across the
structure/electrolyte interface that is the sum of the
corrosion potential and the cathodic polarization.
Reference Electrode: An electrode whose open-circuit
potential is constant under similar conditions of
measurement, which is used for measuring the relative
potentials of other electrodes.
Reverse-Current Switch: A device that prevents the
reversal of direct current through a metallic conductor.
Sound Engineering Practices: Reasoning exhibited or
based on thorough knowledge and experience, logically
valid and having technically correct premises that
demonstrate good judgment or sense in the application of
science.
Stray Current:
intended circuit.
Current through paths other than the
Stray-Current Corrosion: Corrosion resulting from current
through paths other than the intended circuit, e.g., by any
extraneous current in the earth.
Structure-to-Electrolyte Potential:
The potential
difference between the surface of a buried or submerged
metallic structure and electrolyte that is measured with
reference to an electrode in contact with the electrolyte.
Telluric Current: Current in the earth as a result of
geomagnetic fluctuations.
Voltage: An electromotive force or a difference in electrode
potentials expressed in volts.
Wire: A slender rod or filament of drawn metal. In practice,
2
the term is also used for smaller-gauge conductors (6 mm
(2)
[No. 10 AWG ] or smaller).
Shielding:
(1) Protecting; protective cover against
mechanical damage. (2) Preventing or diverting the
cathodic protection current from its intended path.
_______________________________________________________________________________
Section 3: Determination of Need for External Corrosion Control
3.1 Introduction
3.1.1 This section recommends practices for
determining when an underground or submerged
metallic piping system requires external corrosion
control.
3.1.2 Metallic structures, buried or submerged, are
subject to corrosion.
Adequate corrosion control
procedures should be adopted to ensure metal integrity
for safe and economical operation.
3.2 The need for external corrosion control should be
based on data obtained from one or more of the following:
corrosion surveys, operating records, visual observations,
test results from similar systems in similar environments, inline inspections, engineering and design specifications, and
operating, safety, and economic requirements.
The
absence of leaks alone is insufficient evidence that
corrosion control is not required.
3.2.1 Environmental and physical factors include the
following:
3.2.1.1 Corrosion rate of the particular metallic
piping system in a specific environment (see
Appendix B [nonmandatory]);
3.2.1.2 Nature of the product being transported,
the working temperature, temperature differentials
within the pipeline causing thermal expansion and
contraction, tendency of backfill to produce soil
stress, and working pressure of the piping system
as related to design specification;
______________________________
(2)
American Wire Gauge.
NACE International
3
SP0169-2007
3.2.1.3 Location of the piping system as related to
population density and frequency of visits by
personnel;
3.2.1.4 Location of the piping system as related to
other facilities; and
3.2.1.5 Stray current sources foreign to the
system.
3.2.2 Economic factors include the following:
3.2.2.1 Costs of maintaining the piping system in
service for its expected life (see Appendix B
[nonmandatory])
3.2.2.2 Contingent costs of corrosion
Appendix C [nonmandatory]); and
(see
3.2.2.3 Costs of corrosion control (see Appendix
D [nonmandatory]).
____________________________________________________________________________
Section 4: Piping System Design
4.1 Introduction
4.1.1 This section provides accepted corrosion control
practices in the design of an underground or
submerged piping system. A person qualified to
engage in the practice of corrosion control should be
consulted during all phases of pipeline design and
construction
(see
Paragraph
1.3).
These
recommendations should not be construed as taking
precedence over recognized electrical safety practices.
4.2 External Corrosion Control
4.2.1 External corrosion control must be a primary
consideration during the design of a piping system.
Materials selection and coatings are the first line of
defense against external corrosion. Because perfect
coatings are not feasible, CP must be used in
conjunction with coatings. For additional information,
see Sections 5 and 6.
4.2.2 New piping systems should be externally coated
unless thorough investigation indicates that coatings
are not required (see Section 5).
4.2.3 Materials and construction practices that create
electrical shielding should not be used on the pipeline.
Pipelines should be installed at locations where
proximity to other structures and subsurface formations
do not cause shielding.
4.3 Electrical Isolation
4.3.1 Isolation devices such as flange assemblies,
prefabricated joint unions, or couplings should be
installed within piping systems in which electrical
isolation of portions of the system is required to
facilitate the application of external corrosion control.
These devices should be properly selected for
temperature, pressure, chemical resistance, dielectric
resistance, and mechanical strength. Installation of
isolation devices should be avoided or safeguarded in
areas in which combustible atmospheres are likely to
be present. Locations at which electrical isolating
devices should be considered include, but are not
limited to, the following:
4
4.3.1.1 Points at which facilities change
ownership, such as meter stations and well heads;
4.3.1.2 Connections to mainline piping systems,
such as gathering or distribution system laterals;
4.3.1.3 Inlet and outlet piping of in-line measuring
and pressure regulating stations;
4.3.1.4 Compressor or pumping stations, either in
the suction and discharge piping or in the main
line immediately upstream and downstream from
the station;
4.3.1.5 Stray current areas;
4.3.1.6 The junction of dissimilar metals;
4.3.1.7 The
termination
of
connections and entrance piping;
service
line
4.3.1.8 The junction of a coated pipe and a bare
pipe; and
4.3.1.9 Locations at which electrical grounding is
used,
such
as
motorized
valves
and
instrumentation.
4.3.2 The need for lightning and fault current
protection at isolating devices should be considered.
Cable connections from isolating devices to arresters
should be short, direct, and of a size suitable for shortterm high-current loading.
4.3.3 When metallic casings are required as part of
the underground piping system, the pipeline should be
electrically isolated from such casings.
Casing
insulators must be properly sized and spaced and be
tightened securely on the pipeline to withstand insertion
stresses without sliding on the pipe. Inspection should
be made to verify that the leading insulator has
remained in position. Concrete coatings on the carrier
pipe could preclude the use of casing insulators.
Consideration should be given to the use of support
under the pipeline at each end of the casing to
minimize settlement. The type of support selected
NACE International
SP0169-2007
should not cause damage to the pipe coating or act as
a shield to CP current.
4.3.4 Casing seals should be installed to resist the
entry of foreign matter into the casing.
4.5.1 Test stations for potential, current, or resistance
measurements should be provided at sufficient
locations to facilitate CP testing. Such locations may
include, but are not limited to, the following:
4.5.1.1 Pipe casing installations,
4.3.5 When electrical contact would adversely affect
CP, piping systems should be electrically isolated from
supporting pipe stanchions, bridge structures, tunnel
enclosures, pilings, offshore structures, or reinforcing
steel in concrete. However, piping can be attached
directly to a bridge without isolation if isolating devices
are installed in the pipe system on each side of the
bridge to isolate the bridge piping electrically from
adjacent underground piping.
4.5.1.2 Metallic structure crossings,
4.5.1.3 Isolating joints,
4.5.1.4 Waterway crossings,
4.5.1.5 Bridge crossings,
4.5.1.6 Valve stations,
4.3.6 When an isolating joint is required, a device
manufactured to perform this function should be used,
or, if permissible, a section of nonconductive pipe, such
as plastic pipe, may be installed. In either case, these
should be properly rated and installed in accordance
with the manufacturer’s instructions.
4.3.7 River weights, pipeline anchors, and metallic
reinforcement in weight coatings should be electrically
isolated from the carrier pipe and designed and
installed so that coating damage does not occur and
the carrier pipe is not electrically shielded.
4.5.1.7 Galvanic anode installations,
4.5.1.8 Road crossings,
4.5.1.9 Stray-current areas, and
4.5.1.10 Rectifier installations.
4.5.2 The span of pipe used for line current test
stations should exclude:
4.5.2.1 Foreign metallic structure crossings;
4.3.8 Metallic curb boxes and valve enclosures should
be designed, fabricated, and installed in such a manner
that electrical isolation from the piping system is
maintained.
4.3.9 Insulating spacing materials should be used
when it is intended to maintain electrical isolation
between a metallic wall sleeve and the pipe.
4.3.10 Underground piping systems should be
installed so that they are physically separated from all
foreign underground metallic structures at crossings
and parallel installations and in such a way that
electrical isolation could be maintained if desired.
4.3.11 Based on voltage rating of alternating current
(AC) transmission lines, adequate separation should
be maintained between pipelines and electric
transmission tower footings, ground cables, and
counterpoise. Regardless of separation, consideration
should always be given to lightning and fault current
protection of pipeline(s) and personnel safety (see
2
NACE Standard RP0177 ).
4.4 Electrical Continuity
4.4.1 Nonwelded pipe joints may not be electrically
continuous. Electrical continuity can be ensured by the
use of fittings manufactured for this purpose or by
bonding across and to the mechanical joints in an
effective manner.
4.5 Corrosion Control Test Stations
NACE International
4.5.2.2 Lateral connections;
4.5.2.3 Mechanical couplings or connections such
as screwed joints, transition pieces, valves,
flanges, anode or rectifier attachments, or metallic
bonds; and
4.5.2.4 Changes in pipe wall thickness and
diameter.
4.5.3 Attachment of Copper Test Lead Wires to Steel
and Other Ferrous Pipes
4.5.3.1 Test lead wires may be used both for
periodic testing and for current-carrying purposes.
As such, the wire/pipe attachment should be
mechanically strong and electrically conductive.
4.5.3.2 Methods of attaching wires to the pipe
include (a) thermit welding process, (b) soldering,
and (c) mechanical means.
4.5.3.3 Particular attention must be given to the
attachment method to avoid (a) damaging or
penetrating the pipe, (b) sensitizing or altering of
pipe properties, (c) weakening the test lead wire,
(d) damaging internal or external pipe coatings,
and (e) creating hazardous conditions in explosive
environments.
4.5.3.4 Attachment by mechanical means is the
least desirable method. Such a connection may
5
SP0169-2007
loosen, become highly resistant, or lose electrical
continuity.
explosive bonding technique called high-energy
joining.
4.5.3.5 The connection should be tested for
mechanical strength and electrical continuity. All
exposed portions of the connection should be
thoroughly cleaned of all welding slag, dirt, oils,
etc.; primed, if needed; and coated with materials
compatible with the cable insulation, pipe coating,
and environment.
4.5.4.4 Mechanical connections that remain
secure and electrically conductive may be used.
4.5.4 Attachment of Aluminum Test Lead Wire to
Aluminum Pipes
4.5.4.1 Aluminum test lead wire, or aluminum
tabs attached to aluminum wire, may be welded to
aluminum pipe using the tungsten inert-gas
shielded arc (TIG) or metal inert-gas shielded arc
(MIG) process. Welded attachments should be
made to flanges or at butt weld joints. Attachment
at other sites may adversely affect the mechanical
properties of the pipe because of the heat of
welding.
4.5.5 Attachment of Copper Test Lead Wire to Copper
Pipe.
4.5.5.1 Copper test lead wire, or copper tabs
attached to copper wire, may be attached to
copper pipe by one of the following methods. The
relative thickness of the wire and the pipe wall
dictates, in part, which of the methods can be
used.
4.5.5.1.1 Arc welding (TIG, MIG, or shielded
metal);
4.5.5.1.2 Electrical resistance (spot) welding;
4.5.5.1.3 Brazing;
4.5.5.1.4 Soldering; or
4.5.4.2 Test lead wire may be attached to
aluminum pipe by soldering. If low-melting-point
soft solders are used, a flux is required. Flux
residues may cause corrosion unless removed.
NOTE: The use of copper test lead wire may
cause preferential galvanic attack on the
aluminum pipe. When copper wire or flux is used,
care must be taken to seal the attachment areas
against moisture. In the presence of moisture, the
connection may disbond and be damaged by
corrosion.
4.5.5.1.5 Mechanical connection.
4.5.5.2 Attention should be given to proper joining
procedures to avoid possible embrittlement or loss
of mechanical properties of the metals from the
heat of welding or brazing.
4.5.5.3 A flux may be required, or self-produced,
when brazing with some filler metals or soldering
with some low-melting-point soft solders. Because
flux residues may cause corrosion, they should be
removed.
4.5.4.3 Aluminum tabs to which test lead wires
have been TIG welded can be attached by an
____________________________________________________________________________
Section 5: External Coatings
5.1 Introduction
5.1.1 This section recommends practices for selecting,
testing and evaluating, handling, storing, inspecting,
and installing external coating systems for external
corrosion control on piping systems.
5.1.2.1 Desirable characteristics
coatings include the following:
of
external
5.1.2.1.1 Effective electrical insulator;
5.1.2.1.2 Effective moisture barrier;
The function of external coatings is to control corrosion
by isolating the external surface of the underground or
submerged piping from the environment, to reduce CP
current requirements, and to improve current
distribution.
5.1.2 External coatings must be properly selected and
applied and the coated piping carefully handled and
installed to fulfill these functions. Various types of
external coatings can accomplish the desired functions.
6
5.1.2.1.3 Application to pipe by a method that
does not adversely affect the properties of the
pipe;
5.1.2.1.4 Application to pipe with a minimum
of defects;
5.1.2.1.5 Good adhesion to pipe surface;
NACE International
SP0169-2007
5.1.2.1.6 Ability to resist development of
holidays with time;
5.1.2.2.10 Pipe
requirements.
5.1.2.1.7 Ability to resist damage during
handling, storage, and installation;
5.1.2.1.9 Resistance to disbonding;
to
chemical
of
physical
preparation
5.1.2.3 Pipeline external coating systems shall be
properly selected and applied to ensure that
adequate bonding is obtained.
Unbonded
coatings can create electrical shielding of the
pipeline that could jeopardize the effectiveness of
the CP system.
5.1.2.1.8 Ability to maintain substantially
constant electrical resistivity with time;
5.1.2.1.10 Resistance
degradation;
surface
5.1.3 Information in this section is primarily by
reference to other documents. It is important that the
latest revision of the pertinent reference be used.
5.1.2.1.11 Ease of repair;
5.1.2.1.12 Retention
characteristics;
5.1.3.1 Table 1 is a listing of types of external
coating systems, showing the appropriate
references for material specifications and
recommended practices for application.
5.1.2.1.13 Nontoxic to the environment; and
5.1.3.2 Table 2 is a grouping of references for
general use during installation and inspection,
regardless of coating type.
5.1.2.1.14 Resistance to changes and
deterioration during aboveground storage and
long-distance transportation.
5.1.3.3 Table 3 is a list of external coating system
characteristics related to environmental conditions
containing suggested laboratory test references for
various properties.
5.1.2.2 Typical factors to consider when selecting
an external pipe coating include:
5.1.2.2.1 Type of environment;
5.1.3.4 Table 4 is a list of external coating system
characteristics related to design and construction,
with recommended laboratory tests for evaluating
these properties.
5.1.2.2.2 Accessibility of piping system;
5.1.2.2.3 Operating temperature of piping
system;
5.1.3.5 Table 5 lists the references that are useful
in field evaluation of external coating systems after
the pipeline has been installed.
5.1.2.2.4 Ambient
temperatures
during
application, shipping, storage, construction,
installation, and pressure testing;
5.2 Storage, Handling, Inspection, and Installation
5.1.2.2.5 Geographical and physical location;
5.2.1 Storage and Handling
5.1.2.2.6 Type of external coating on existing
pipe in the system;
5.1.2.2.7 Handling and storage;
5.2.1.2 Damage to coating can be minimized by
careful handling and by using proper pads and
slings.
5.1.2.2.8 Pipeline installation methods;
5.1.2.2.9
5.2.1.1 Coated pipe to be stored should be
protected
internally
and
externally
from
atmospheric corrosion and coating deterioration.
Costs; and
TABLE 1
NACE International
7
SP0169-2007
TABLE 1
Generic External Coating Systems with Material Requirements
(A)
and Recommended Practices for Application
Generic External Coating System
Reference
Coal Tar
ANSI /AWWA
Wax
NACE Standard RP0375
12
ANSI/AWWA C 214
13
ANSI/AWWA C 209
(B)
(C)
10
C 203
11
Prefabricated Films
14
Fusion-Bonded Epoxy Coatings
Peabody’s Control of Pipeline Corrosion
15
ANSI/AWWA C 213
(D)
16
API RP 5L7
(E)
17
CSA Z245.20M
18
NACE Standard RP0394
Polyolefin Coatings
NACE Standard RP0185
(F)
20
DIN 30 670
21
ANSI/AWWA C 215
19
(A)
NOTE: Many other references are available, and this table is not comprehensive. Listing does not constitute
endorsement of any external coating system in preference to another. Omission of a system may be due to unavailability of
reference standards or lack of data.
(B)
American National Standards Institute (ANSI), 1819 L St. NW, Washington, DC 20036.
(C)
American Water Works Association (AWWA), 6666 West Quincy Ave., Denver, CO 80235.
(D)
American Petroleum Institute (API), 1220 L St. NW, Washington, DC 20005-4070.
(E)
CSA International, 178 Rexdale Blvd., Toronto, Ontario, Canada M9W 1R3.
(F)
Deutsches Institut fur Normung (DIN), Burggrafenstrasse 6, D-10787 Berlin, Germany.
TABLE 2
References for General Use in the Installation and Inspection of External Coating Systems
for Underground Piping
Subject
Application of Organic Pipeline Coatings
ANSI/AWWA C 20310
NACE Standard RP037511
Peabody’s Control of Pipeline Corrosion14
ANSI/AWWA C 21315
API RP 5L716
CSA Z245.20M17
Film Thickness of Pipeline Coatings
ASTM(A) G 12822
Inspection of Pipeline Coatings
NACE Standard RP027423
(A)
8
Reference
ASTM, 100 Barr Harbor Dr., West Conshohocken, PA 19428-2959.
NACE International
SP0169-2007
TABLE 3
(A)
External Coating System Characteristics Relative to Environmental Conditions
(B)
Environmental Factor
Recommended Test Methods
General underground exposure with or without CP
Peabody’s Control of Pipeline Corrosion
15
ANSI/AWWA C 213
16
API RP 5L7
17
CSA Z245.20M
24
ASTM G 8
25
ASTM G 19
26
ASTM G 42
27
ASTM G 95
Resistance to water penetration and its effect on choice
of coating thickness
ASTM G 9
Resistance to penetration by stones in backfill
ASTM G 17
30
ASTM D 2240
31
ASTM G 13
32
ASTM G 14
Soil stress
Underground Corrosion
34
ASTM D 427
Resistance to specific liquid not normally encountered
in virgin soil
ASTM D 543
(C)
36
Federal Test Standard No. 406A, Method 7011
37
ASTM G 20
Resistance to thermal effects
ASTM D 2304
39
ASTM D 2454
40
ASTM D 2485
Suitability of supplementary materials for joint coating
and field repairs
ASTM G 8
25
ASTM G 19
26
ASTM G 42
27
ASTM G 95
28
ASTM G 9
41
ASTM G 18
42
ASTM G 55
Resistance to microorganisms
ASTM G 21
44
Federal Test Standard No. 406A, Method 6091
14
28
29
33
35
38
24
43
(A)
NOTE: Apply only those factors pertinent to the installation.
No specific criteria are available. Comparative tests are recommended for use and evaluation as supplementary information only.
(C)
Available from General Services Administration, Business Service Center, Washington, DC 20025.
(B)
NACE International
9
SP0169-2007
TABLE 4
External Coating System Characteristics Related to Design and Construction
Recommended Test Methods
Yard Storage, Weathering
ASTM G 11
Yard Storage, Penetration Under Load
ASTM G 17
30
ASTM D 2240
Handling Resistance, Abrasion
ASTM G 6
Handling Resistance, Impact
ASTM G 13
32
ASTM G 14
Field Bending Ability
ASTM G 10
Driving Ability (Resistance to Sliding Abrasion)
ASTM G 6
48
ASTM D 2197
Special Requirements for Mill-Applied Coating
ANSI/AWWA C 203
11
NACE Standard RP0375
12
ANSI/AWWA C 214
13
ANSI/AWWA C 209
14
Peabody’s Control of Pipeline Corrosion
15
ANSI/AWWA C 213
16
API RP 5L7
17
CSA Z245.20M
19
NACE Standard RP0185
20
DIN 30 670
21
ANSI/AWWA C 215
Special Requirements for Application of Coating Over the
Ditch
ANSI/AWWA C 203
11
NACE Standard RP0375
12
ANSI/AWWA C 214
13
ANSI/AWWA C 209
14
Peabody’s Control of Pipeline Corrosion
15
ANSI/AWWA C 213
16
API RP 5L7
17
CSA Z245.20M
Backfill Resistance
ASTM G 13
32
ASTM G 14
Resistance to Thermal Effects
ASTM G 8
25
ASTM G 19
26
ASTM G 42
27
ASTM G 95
38
ASTM D 2304
39
ASTM D 2454
40
ASTM D 2485
Suitability of Joint Coatings and Field Repairs
Peabody’s Control of Pipeline Corrosion
15
ANSI/AWWA C 213
16
API RP 5L7
17
CSA Z245.20M
24
ASTM G 8
25
ASTM G 19
26
ASTM G 42
27
ASTM G 95
28
ASTM G 9
41
ASTM G 18
42
ASTM G 55
(A)
10
(A)
Design and Construction Factor
45
29
46
31
47
46
10
10
31
24
14
No specific criteria are available. Comparative tests are recommended for use and evaluation as supplementary information only.
NACE International
SP0169-2007
TABLE 5
Methods for Evaluating In-Service Field Performance of External Coatings
Title or Subject of Method
Reference
Basis for Rating
33
(1) Rate of Change in Current
Required for CP
Underground Corrosion
(2) Inspection of Pipeline
Coating
NACE Standard RP0274
(3) Cathodic Disbondment
ASTM G 8
25
ASTM G 19
26
ASTM G 42
27
ASTM G 95
23
24
5.2.2 Inspection
5.2.2.1 Qualified personnel should keep every
phase of the coating operation and piping
installation under surveillance.
5.2.2.2 Surface preparation, primer application,
coating thickness, temperature, bonding, and
other specific requirements should be checked
periodically, using suitable test procedures, for
conformance to specifications.
5.2.2.3 The use of holiday detectors is
recommended to detect coating flaws that would
not be observed visually. The holiday detector
should be operated in accordance with the
manufacturer’s instructions and at a voltage level
appropriate to the electrical characteristics of the
coating system.
5.2.3 Installation
5.2.3.1 Joints, fittings, and tie-ins must be coated
with a material compatible with the existing
coating.
Comparison of initial current requirement with
subsequent periodic determination of current
requirement
(a) With CP: no active corrosion found
(b) Without CP: no new holidays showing active
corrosion
Purpose is to obtain data relative to specific
conditions for comparison with laboratory data
5.2.3.7 Care shall be exercised when using
materials such as loose wrappers, nonconducting
urethane foam, and rock shield around pipelines
as protection against physical damage or for other
purposes, because these materials may create an
electrical shielding effect that would be detrimental
to the effectiveness of CP.
5.2.3.8 When a pipeline comes above ground, it
must be cleaned and externally coated, or
jacketed with a suitable material, for the prevention
of atmospheric corrosion.
5.3 Methods for Evaluating External Coating Systems
5.3.1 Established Systems Proven by Successful Use
5.3.1.1 Visual and electrical inspection of
in-service pipeline coatings should be used to
evaluate the performance of an external coating
system. These inspections can be conducted
wherever the pipeline is excavated or at bell holes
made for inspection purposes.
5.3.2 Established or Modified Systems for New
Environments
5.2.3.2 Coating defects should be repaired.
5.2.3.3 Materials used to repair coatings must be
compatible with the existing pipe coating.
5.2.3.4 The ditch bottom should be graded and
free of rock or other foreign matter that could
damage the external coating or cause electrical
shielding. Under difficult conditions, consideration
should be given to padding the pipe or the ditch
bottom.
5.3.2.1 This method is intended for use when
external coating systems will continue to be used
and are qualified under Paragraph 5.3.1, but when
application will be extended to new environments
or when it is desired to revise a system to make
use of new developments, one of the following
should be used:
5.2.3.5 Pipe should be lowered carefully into the
ditch to avoid external coating damage.
5.3.2.1.1 The use of applicable material
requirements,
material
specifications,
standards, and recommended practices for
application, as given in Table 1, is
recommended.
5.2.3.6 Care should be taken during backfilling so
that rocks and debris do not strike and damage
the pipe coating.
5.3.2.1.2 The use of applicable references in
Table 2 is recommended unless previously
covered in applicable references in Table 1.
NACE International
11
SP0169-2007
5.3.3.1.3 During a period of five years or
more, the use of the evaluation methods
given in Table 5, Item 1 or 2 are
recommended. The test method in Item 3
may be used as a supplementary means for
obtaining data for correlation with laboratory
tests.
5.3.3 New External Coating System Qualification
5.3.3.1 The purpose of this method is to qualify a
new external coating material by subjecting it to
laboratory tests appropriate for the intended
service.
After laboratory tests have been
conducted and indicate that the external coating
system appears to be suitable, application and
installation are conducted in accordance with
recommended practices.
In-service field
performance tests are made to confirm the
success of the previous steps. The steps of the
method are (1) laboratory tests, (2) application
under recommended practices, (3) installation
under recommended practices, and (4) in-service
field performance tests.
If good results are
obtained after five years, only Steps 2 and 3 are
required thereafter.
5.3.4 Method for Evaluating an External Coating
System by In-Service Field Performance Only
5.3.4.1 The purpose of this method is to qualify an
external coating system when none of the first
three methods given in Paragraph 5.3 has been or
will be used. It is intended that this method should
be limited to minor pilot installations.
5.3.4.1.1 The use of at least one of the first
two methods given in Table 5 is
recommended on the basis of at least one
investigation per year for five consecutive
years.
5.3.3.1.1 Applicable sections of Tables 3 and
4 are recommended for the initial laboratory
test methods.
5.3.3.1.2 Applicable sections of Tables 1 and
2 are recommended for conditional use during
Steps 2 and 3.
____________________________________________________________________________
Section 6: Criteria and Other Considerations for CP
6.1 Introduction
6.1.1 This
section
lists
criteria
and
other
considerations for CP that indicate, when used either
separately or in combination, whether adequate CP of
a metallic piping system has been achieved (see also
Section 1, Paragraphs 1.2 and 1.4).
6.1.2 The effectiveness of CP or other external
corrosion control measures can be confirmed by visual
observation, by measurements of pipe wall thickness,
or by use of internal inspection devices. Because such
methods sometimes are not practical, meeting any
criterion or combination of criteria in this section is
evidence that adequate CP has been achieved. When
excavations are made for any purpose, the pipe should
be inspected for evidence of corrosion and coating
condition.
6.1.3 The criteria in this section have been developed
through laboratory experiments or verified by
evaluating data obtained from successfully operated
CP systems. Situations in which a single criterion for
evaluating the effectiveness of CP may not be
satisfactory for all conditions may exist. Often a
combination of criteria is needed for a single structure.
6.1.4 Sound engineering practices shall be used to
determine the methods and frequency of testing
required to satisfy these criteria.
12
6.1.5 Corrosion leak history is valuable in assessing
the effectiveness of CP. Corrosion leak history by
itself, however, shall not be used to determine whether
adequate levels of CP have been achieved unless it is
impractical to make electrical surveys.
6.2 Criteria
6.2.1 It is not intended that persons responsible for
external corrosion control be limited to the criteria listed
below. Criteria that have been successfully applied on
existing piping systems can continue to be used on
those piping systems. Any other criteria used must
achieve corrosion control comparable to that attained
with the criteria herein.
6.2.2 Steel and Cast Iron Piping
6.2.2.1 External corrosion control can be
achieved at various levels of cathodic polarization
depending on the environmental conditions.
However, in the absence of specific data that
demonstrate that adequate CP has been
achieved, one or more of the following shall apply:
6.2.2.1.1 A negative (cathodic) potential of at
least 850 mV with the CP applied. This
potential is measured with respect to a
saturated copper/copper sulfate reference
electrode contacting the electrolyte. Voltage
NACE International
SP0169-2007
drops other than those across the structureto-electrolyte boundary must be considered
for valid interpretation of this voltage
measurement.
NOTE: Consideration is understood to mean
the application of sound engineering practice
in determining the significance of voltage
drops by methods such as:
6.2.2.1.1.1 Measuring or calculating the
voltage drop(s);
6.2.2.1.1.2 Reviewing
the
historical
performance of the CP system;
6.2.2.1.1.3 Evaluating the physical and
electrical characteristics of the pipe and
its environment; and
6.2.2.1.1.4 Determining whether or not
there is physical evidence of corrosion.
6.2.2.1.2 A negative polarized potential (see
definition in Section 2) of at least 850 mV
relative to a saturated copper/copper sulfate
reference electrode.
6.2.2.1.3 A minimum of 100 mV of cathodic
polarization between the structure surface
and a stable reference electrode contacting
the electrolyte. The formation or decay of
polarization can be measured to satisfy this
criterion.
6.2.2.2 Special Conditions
6.2.2.2.1 On bare or ineffectively coated
pipelines when long-line corrosion activity is of
primary concern, the measurement of a net
protective current at predetermined current
discharge points from the electrolyte to the
pipe surface, as measured by an earth current
technique, may be sufficient.
6.2.2.2.2 In some situations, such as the
presence of sulfides, bacteria, elevated
temperatures, acid environments, and
dissimilar metals, the criteria in Paragraph
6.2.2.1 may not be sufficient.
6.2.2.2.3 When a pipeline is encased in
concrete or buried in dry or aerated highresistivity soil, values less negative than the
criteria listed in Paragraph 6.2.2.1 may be
sufficient.
6.2.2.3 PRECAUTIONARY NOTES
6.2.2.3.1 The earth current technique is often
meaningless in multiple pipe rights-of-way, in
high-resistivity surface soil, for deeply buried
NACE International
pipe, in stray-current areas, or where local
corrosion cell action predominates.
6.2.2.3.2 Caution is advised against using
polarized potentials less negative than -850
mV for CP of pipelines when operating
pressures and conditions are conducive to
stress corrosion cracking (see references on
stress corrosion cracking at the end of this
section).
6.2.2.3.3 The use of excessive polarized
potentials on externally coated pipelines
should be avoided to minimize cathodic
disbondment of the coating.
6.2.2.3.4 Polarized potentials that result in
excessive generation of hydrogen should be
avoided on all metals, particularly higherstrength steel, certain grades of stainless
steel, titanium, aluminum alloys, and
prestressed concrete pipe.
6.2.3 Aluminum Piping
6.2.3.1 The following criterion shall apply: a
minimum of 100 mV of cathodic polarization
between the structure surface and a stable
reference electrode contacting the electrolyte. The
formation or decay of this polarization can be used
in this criterion.
6.2.3.2 PRECAUTIONARY NOTES
6.2.3.2.1 Excessive
Voltages:
Notwithstanding the minimum criterion in
Paragraph 6.2.3.1, if aluminum is cathodically
protected at voltages more negative than 1,200 mV measured between the pipe
surface and a saturated copper/copper sulfate
reference electrode contacting the electrolyte
and compensation is made for the voltage
drops other than those across the pipeelectrolyte boundary, it may suffer corrosion
as the result of the buildup of alkali on the
metal surface. A polarized potential more
negative than -1,200 mV should not be used
unless previous test results indicate that no
appreciable corrosion will occur in the
particular environment.
6.2.3.2.2 Alkaline Conditions:
Aluminum
may suffer from corrosion under high-pH
conditions, and application of CP tends to
increase the pH at the metal surface.
Therefore, careful investigation or testing
should be done before applying CP to stop
pitting attack on aluminum in environments
with a natural pH in excess of 8.0.
6.2.4 Copper Piping
13
SP0169-2007
6.2.4.1 The following criterion shall apply: a
minimum of 100 mV of cathodic polarization
between the structure surface and a stable
reference electrode contacting the electrolyte. The
formation or decay of this polarization can be used
in this criterion.
6.2.5 Dissimilar Metal Piping
6.2.5.1 A negative voltage between all pipe
surfaces and a stable reference electrode
contacting the electrolyte equal to that required for
the protection of the most anodic metal should be
maintained.
6.3.3 When feasible and practicable, in-line inspection
of pipelines may be helpful in determining the presence
or absence of pitting corrosion damage. Absence of
external corrosion damage or the halting of its growth
may indicate adequate external corrosion control. The
in-line inspection technique, however, may not be
capable of detecting all types of external corrosion
damage, has limitations in its accuracy, and may report
as anomalies items that are not external corrosion. For
example, longitudinal seam corrosion and general
corrosion may not be readily detected by in-line
inspection. Also, possible thickness variations, dents,
gouges, and external ferrous objects may be detected
as corrosion. The appropriate use of in-line inspection
must be carefully considered.
6.2.5.2 PRECAUTIONARY NOTE
6.2.5.2.1 Amphoteric materials that could be
damaged by high alkalinity created by CP
should be electrically isolated and separately
protected.
6.3.4 Situations involving stray currents and stray
electrical gradients that require special analysis may
exist.
For additional information, see Section 9,
“Control of Interference Currents.”
6.4 Alternative Reference Electrodes
6.3 Other Considerations
6.3.1 Methods for determining voltage drop(s) shall be
selected and applied using sound engineering
practices. Once determined, the voltage drop(s) may
be used for correcting future measurements at the
same location, provided conditions such as pipe and
CP system operating conditions, soil characteristics,
and external coating quality remain similar. (Note:
Placing the reference electrode next to the pipe surface
may not be at the pipe-electrolyte interface.
A
reference electrode placed at an externally coated pipe
surface may not significantly reduce soil voltage drop in
the measurement if the nearest coating holiday is
remote from the reference electrode location.)
6.3.2 When it is impractical or considered
unnecessary to disconnect all current sources to
correct for voltage drop(s) in the structure-to-electrolyte
potential measurements, sound engineering practices
should be used to ensure that adequate CP has been
achieved.
6.4.1 Other standard reference electrodes may be
substituted for the saturated copper/copper sulfate
reference electrode. Two commonly used reference
electrodes are listed below along with their voltage
equivalent (at 25°C [77°F]) to -850 mV referred to a
saturated copper/copper sulfate reference electrode:
6.4.1.1 Saturated
KCl
electrode: -780 mV; and
calomel
reference
6.4.1.2 Saturated silver/silver chloride reference
electrode used in 25 ohm-cm seawater: -800 mV.
6.4.2 In addition to these standard reference
electrodes, an alternative metallic material or structure
may be used in place of the saturated copper/copper
sulfate reference electrode if the stability of its
electrode potential is ensured and if its voltage
equivalent referred to a saturated copper/copper
sulfate reference electrode is established.
____________________________________________________________________________
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Criteria for Aluminum
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____________________________________________________________________________
Section 7: Design of Cathodic Protection Systems
7.1 Introduction
7.1.1 This section recommends procedures for
designing CP systems that will provide effective
external corrosion control by satisfying one or more of
the criteria listed in Section 6 and exhibiting maximum
reliability over the intended operating life of the
systems.
7.1.2 In the design of a CP system, the following
should be considered:
7.1.2.1 Recognition of hazardous conditions
prevailing at the proposed installation site(s) and
the selection and specification of materials and
installation practices that ensure safe installation
and operation.
7.1.2.2 Specification of materials and installation
practices to conform to the latest editions of
applicable
codes,
National
Electrical
(7)
Manufacturers Association (NEMA) standards,
(8)
National Electrical Code (NEC),
appropriate
international standards, and NACE standards.
7.1.2.3 Selection and specification of materials
and installation practices that ensure dependable
and economical operation throughout the intended
operating life.
7.1.2.4 Selection of locations for proposed
installations to minimize currents or earth potential
gradients, which can cause detrimental effects on
foreign buried or submerged metallic structures.
7.1.2.5 Cooperative investigations to determine
mutually satisfactory solution(s) of interference
problems (see Section 9).
7.1.2.6 Special consideration should be given to
the presence of sulfides, bacteria, disbonded
coatings, thermal insulating coatings, elevated
temperatures, shielding, acid environments, and
dissimilar metals.
7.1.2.7 Excessive levels of CP that can cause
external coating disbondment and possible
damage to high-strength steels as a result of
hydrogen evolution should be avoided.
7.1.2.8 When amphoteric metals are involved,
care should be taken so that high-pH conditions
that could cause cathodic corrosion of the metal
are not established.
7.2 Major objectives of CP system design include the
following:
7.2.1 To provide sufficient current to the structure to
be protected and distribute this current so that the
selected criteria for CP are effectively attained;
______________________________
(7)
(8)
National Electrical Manufacturers Association (NEMA), 1300 North 17th St., Suite 1752, Rosslyn, Virginia 22209.
National Fire Protection Association, Batterymarch Park, Quincy, MA 02269.
NACE International
17
SP0169-2007
7.2.2 To minimize the interference currents on
neighboring underground structures (see Section 9);
7.2.3 To provide a design life of the anode system
commensurate with the required life of the protected
structure, or to provide for periodic rehabilitation of the
anode system;
7.2.4 To provide adequate allowance for anticipated
changes in current requirements with time;
7.2.5 To install anodes when the possibility of
disturbance or damage is minimal; and
7.2.6 To provide adequate monitoring facilities to test
and evaluate the system performance.
7.3 Information Useful for Design
7.3.1 Useful piping system
information include the following:
specifications
and
7.3.1.2 Construction dates;
7.3.1.3 Pipe, fittings, and other appurtenances;
7.3.1.4 External coatings;
7.3.3.2
Electrical resistivity of the electrolyte;
7.3.3.3
Electrical continuity;
7.3.3.4
Electrical isolation;
7.3.3.5
External coating integrity;
7.3.3.6
Cumulative leak history;
7.3.3.7
Interference currents;
7.3.3.8 Deviation
specifications; and
from
construction
Other maintenance and operating data.
7.3.4 Field survey work prior to actual application of
CP is not always required if prior experience or test
data are available to estimate current requirements,
electrical resistivity of the electrolyte, and other design
factors.
7.4 Types of CP Systems
7.3.1.5 Casings;
7.4.1 Galvanic Anode Systems
7.3.1.6 Corrosion control test stations;
7.3.1.7 Electrically isolating devices;
7.3.1.8 Electrical bonds; and
7.3.1.9 Aerial, bridge, and underwater crossings.
7.3.2 Useful information on piping
conditions includes the following:
system
interference
7.4.2 Impressed Current Anode Systems
sources
(see
Special environmental conditions;
7.3.2.4 Neighboring buried metallic structures
(including location, ownership, and corrosion
control practices);
7.3.2.5
Structure accessibility;
7.3.2.6
Power availability; and
7.4.1.1 Galvanic anodes can be made of
materials such as alloys of magnesium, zinc, or
aluminum. The anodes are connected to the pipe,
either individually or in groups. Galvanic anodes
are limited in current output by the anode-to-pipe
driving voltage and the electrolyte resistivity.
site
7.3.2.1 Existing and proposed CP systems;
7.3.2.3
7.3.3.1 Protective current requirements to meet
applicable criteria;
7.3.3.9
7.3.1.1 Route maps and atlas sheets;
7.3.2.2 Possible
Section 9);
7.3.3 Useful information from field surveys, corrosion
test data, and operating experience includes the
following:
7.4.2.1 Impressed current anodes can be of
materials such as graphite, high-silicon cast iron,
lead-silver alloy, precious metals, or steel. They
are connected with an insulated cable, either
individually or in groups, to the positive terminal of
a direct-current (DC) source, such as a rectifier or
generator. The pipeline is connected to the
negative terminal of the DC source.
7.5 Considerations influencing selection of the type of CP
system include the following:
7.5.1 Magnitude of protective current required;
7.3.2.7 Feasibility of electrical isolation from
foreign structures.
18
7.5.2 Stray currents causing significant potential
fluctuations between the pipeline and earth that may
preclude the use of galvanic anodes;
NACE International
SP0169-2007
SP0169-2007
7.5.3 Effects of CP interference currents on adjacent
structures that may limit the use of impressed current
CP systems;
7.5.4 Availability of electrical power;
7.5.5 Physical space available, proximity of foreign
structures, easement procurement, surface conditions,
presence of streets and buildings, river crossings, and
other construction and maintenance concerns.
7.5.6 Future development of the right-of-way area and
future extensions to the pipeline system;
7.5.7 Costs
of
maintenance; and
installation,
operation,
and
7.5.8 Electrical resistivity of the environment.
7.6 Factors Influencing Design of CP Systems
7.6.1 Various anode materials have different rates of
deterioration when discharging a given current density
from the anode surface in a specific environment.
Therefore, for a given current output, the anode life
depends on the environment and anode material, as
well as the anode weight and the number of anodes in
the CP system. Established anode performance data
may be used to calculate the probable deterioration
rate.
calcined petroleum coke, and natural or manufactured
graphite.
7.6.6 In the design of an extensive distributed-anode
impressed current system, the voltage and current
attenuation along the anode-connecting (header) cable
should be considered. In such cases, the design
objective is to optimize anode system length, anode
spacing and size, and cable size in order to achieve
efficient external corrosion control at the extremities of
the protected structure.
7.6.7 When it is anticipated that entrapment of gas
generated by anodic reactions could impair the ability
of the impressed current groundbed to deliver the
required current, suitable provisions should be made
for venting the anodes. For the same current output of
the system, an increase in the surface area of the
special backfill material or an increase in the number of
anodes may reduce gas blockage.
7.6.8 When it is anticipated that electroosmotic effects
could impair the ability of the impressed current
groundbed to deliver the required current output,
suitable provisions should be made to ensure adequate
soil moisture around the anodes. Increasing the
number of impressed current anodes or increasing the
surface area of the special backfill materials may
further reduce the electroosmotic effect.
7.7 Design Drawings and Specifications
7.6.2 Data on the dimensions, depth, and
configuration of the anodes and the electrolyte
resistivity may be used to calculate the resultant
resistance to electrolyte of the anode system.
Formulas and graphs relating to these factors are
available in the bibliography literature and from most
anode manufacturers.
7.6.3 Design of galvanic anode systems should
consider anode-to-pipe potential, electrolyte resisivity,
current output, and in special cases, anode lead-wire
resistance. A separate design for each anode or
anode system may not be necessary.
7.6.4 Galvanic anode performance in most soils can
be improved by using special backfill material.
Mixtures of gypsum, bentonite, and anhydrous sodium
sulfate are most commonly used.
7.6.5 The number of impressed current anodes
required can be reduced and their useful life
lengthened by the use of special backfill around the
anodes. The most common materials are coal coke,
NACE International
7.7.1 Suitable drawings should be prepared to
designate the overall layout of the piping to be
protected and the location of significant items of
structure hardware, corrosion control test stations,
electrical bonds, electrical isolation devices, and
neighboring buried or submerged metallic structures.
7.7.2 Layout drawings should be prepared for each
impressed current CP installation, showing the details
and location of the components of the CP system with
respect to the protected structure(s) and to major
physical landmarks. These drawings should include
right-of-way information.
7.7.3 The locations of galvanic anode installations
should be recorded on drawings or in tabular form, with
appropriate notes on anode type, weight, spacing,
depth, and backfill.
7.7.4 Specifications should be prepared for all
materials and installation practices that are to be
incorporated in construction of the CP system.
19
SP0169-2007
________________________________________________________________________
Bibliography for Section 7
Benedict. R.L., ed. Anode Resistance Fundamentals and
Applications—Classic Papers and Reviews. Houston,
TX: NACE, 1986.
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Protection and Grounding.” MP 18, 4 (1979): pp. 3441.
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Platinum Clad Wire Anodes for Impressed Current
Protection.” Materials Performance 23, 9 (1984): pp.
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Sunde, E.D.. Earth Conduction Effects in Transmission
Systems. New York, NY: Dover Publications, 1968.
____________________________________________________________________________
Section 8: Installation of CP Systems
8.1 Introduction
8.1.1 This section recommends procedures that will
result in the installation of CP systems that achieve
protection of the structure. The design considerations
recommended in Sections 4 and 7 should be followed.
8.2 Construction Specifications
8.2.1 All construction work on CP systems should be
performed in accordance with construction drawings
and specifications. The construction specifications
should be in accordance with recommended practices
in Sections 4 and 7.
8.3 Construction Supervision
8.3.1 All construction work on CP systems should be
performed under the surveillance of trained and
qualified personnel to verify that the installation is in
strict accordance with the drawings and specifications.
Exceptions may be made only with the approval of
qualified personnel responsible for external corrosion
control.
20
8.3.2 All deviations from construction specifications
should be noted on as-built drawings.
8.4 Galvanic Anodes
8.4.1 Inspection, Handling, and Storage
8.4.1.1 Packaged anodes should be inspected
and steps taken to ensure that backfill material
completely surrounds the anode. The individual
container for the backfill material and anode
should be intact. If individually packaged anodes
are supplied in waterproof containers, the
containers must be removed before installation.
Packaged anodes should be kept dry during
storage.
8.4.1.2 Lead wire must be securely connected to
the anode. Lead wire should be inspected for
assurance that it is not damaged.
8.4.1.3 Other galvanic anodes, such as the
unpackaged “bracelet” or ribbon type, should be
inspected to ensure that dimensions conform to
NACE International
SP0169-2007
design specifications and that any damage during
handling does not affect application. If a coating is
used on bands and the inner side of bracelet
anode segments, it should be inspected and, if
damaged, repaired before the anodes are
installed.
8.4.2 Installing Anodes
8.4.2.1 Anodes should be installed according to
construction specifications.
8.4.2.2 Packaged galvanic anodes should be
backfilled with appropriately compacted material.
When anodes and special chemical backfill are
provided separately, anodes should be centered in
special backfill, which should be compacted prior
to backfilling. Care should be exercised during all
operations so that lead wires and connections are
not damaged. Sufficient slack should exist in lead
wires to avoid strain.
8.4.2.3 When anodes in bracelet form are used,
external pipe coating beneath the anode should be
free of holidays. Care should be taken to prevent
damage to the external coating when bracelet
anodes are installed. After application of concrete
(if used) to pipe, all coating and concrete should
be removed from the anode surface. If reinforced
concrete is used, there must be no metallic
contact between the anode and the reinforcing
mesh or between the reinforcing mesh and the
pipe.
8.4.2.4 When a ribbon-type anode is used, it can
be trenched or plowed in, with or without special
chemical backfill as required, generally parallel to
the section of pipeline to be protected.
8.5 Impressed Current Systems
8.5.1 Inspection and Handling
8.5.1.1 The rectifier or other power source should
be inspected to ensure that internal connections
are mechanically secure and that the unit is free of
damage. Rating of the DC power source should
comply with the construction specification. Care
should be exercised in handling and installing the
power source.
8.5.1.2 Impressed current anodes should be
inspected for conformance to specifications
concerning anode material, size, length of lead
cable, anode lead connection, and integrity of seal.
Care should be exercised to avoid cracking or
damaging anodes during handling and installation.
8.5.1.3 All cables should be carefully inspected to
detect defects in insulation. Care should be taken
to avoid damage to cable insulation. Defects in
the cable insulation must be repaired.
NACE International
SP0169-2007
8.5.1.4 Anode backfill material should conform to
specifications.
8.5.2 Installation Provisions
8.5.2.1 A rectifier or other power source should be
installed so that the possibility of damage or
vandalism is minimized.
8.5.2.2 Wiring to rectifiers shall comply with local
and national electrical codes and requirements of
the utility supplying power. An external disconnect
switch should be provided in the AC circuit. A
rectifier case shall be properly grounded.
8.5.2.3 On thermoelectric generators, a reverse
current device should be installed to prevent
galvanic action between the anode bed and the
pipe if the flame is extinguished.
8.5.2.4 Impressed current anodes can be buried
vertically, horizontally, or in deep holes (see NACE
1
Standard RP0572 ) as indicated in construction
specifications. Backfill material should be installed
to ensure that there are no voids around anodes.
Care should be exercised during backfilling to
avoid damage to the anode and cable.
8.5.2.5 The cable from the rectifier negative
terminal to the pipe should be connected to the
pipe as described in Paragraph 8.6.
Cable
connections to the rectifier must be mechanically
secure and electrically conductive. Before the
power source is energized, it must be verified that
the negative cable is connected to the structure to
be protected and that the positive cable is
connected to the anodes. After the DC power
source
has
been
energized,
suitable
measurements should be made to verify that these
connections are correct.
8.5.2.6 Underground splices on the header
(positive) cable to the groundbed should be kept to
a minimum. Connections between the header and
anode cables should be mechanically secure and
electrically conductive. If buried or submerged,
these connections must be sealed to prevent
moisture penetration so that electrical isolation
from the environment is ensured.
8.5.2.7 Care must be taken during installation of
direct-burial cable to the anodes (positive cable) to
avoid damage to insulation.
Sufficient slack
should be left to avoid strain on all cables. Backfill
material around the cable should be free of rocks
and foreign matter that might cause damage to the
insulation when the cable is installed in a trench.
Cable can be installed by plowing if proper
precautions are taken.
8.5.2.8 If insulation integrity on the buried or
submerged header cable, including splices, is not
21
SP0169-2007
maintained, this cable may fail because of
corrosion.
8.6 Corrosion Control Test Stations, Connections, and
Bonds (see Paragraph 4.5)
8.6.1 Pipe and test lead wires should be clean, dry,
and free of foreign materials at points of connection
when the connections are made. Connections of test
lead wires to the pipe must be installed so they will
remain
mechanically
secure
and
electrically
conductive.
8.6.2 All buried or submerged lead-wire attachments
should be coated with an electrically insulating
material, compatible with the external pipe coating and
wire insulation.
installed with slack. Damage to insulation should be
avoided and repairs made if damage occurs. Test
leads should not be exposed to excessive heat and
sunlight. Aboveground test stations are preferred. If
test stations are flush with the ground, adequate slack
should be provided within the test station to facilitate
test connections.
8.6.4 Cable connections at bonds to other structures
or across isolating joints should be mechanically
secure, electrically conductive, and suitably coated.
Bond connections should be accessible for testing.
8.7 Electrical Isolation
8.7.1 Inspection and electrical measurements should
ensure that electrical isolation is adequate (see NACE
5
SP0286 ).
8.6.3 Test lead wires should be color coded or
otherwise permanently identified. Wires should be
____________________________________________________________________________
Section 9: Control of Interference Currents
9.1 Introduction
9.1.1 This section recommends practices for the
detection and control of interference currents. The
mechanism and its detrimental effects are described.
9.2 Mechanism of Interference-Current Corrosion (StrayCurrent Corrosion)
9.2.1 Interference-current corrosion on buried or
submerged metallic structures differs from other
causes of corrosion damage in that the direct current,
which causes the corrosion, has a source foreign to the
affected structure. Usually the interfering current is
collected from the electrolyte by the affected structure
from a DC source not metallically bonded to the
affected structure.
9.2.1.1 Detrimental
effects
of interference
currents usually occur at locations where the
currents transfer between the affected structures
and the electrolyte.
9.2.1.2 Structures made of amphoteric metals
such as aluminum and lead may be subject to
corrosion damage from a buildup of alkalinity at or
near the metal surface collecting interference
currents.
9.2.2 The severity of external corrosion resulting from
interference currents depends on several factors:
9.2.2.1 Separation and routing of the interfering
and affected structures and location of the
interfering current source;
9.2.2.2 Magnitude and density of the current;
9.2.2.3 Quality of the external coating or absence
of an external coating on the structures involved;
and
9.2.2.4 Presence and location of mechanical
joints having high electrical resistance.
9.2.3 Typical sources of interference currents include
the following:
9.2.3.1 Direct
current:
CP
rectifiers,
thermoelectric generators, DC electrified railway
and transit systems, coal mine haulage systems
and pumps, welding machines, and other DC
power systems;
9.2.3.2 Alternating current: AC power systems
and AC electrified railway systems; and
9.2.3.3 Telluric current.
9.2.1.3 Coatings may become disbonded at areas
where voltage gradients in the electrolyte force
current onto the affected structure. However, as
the external coating becomes disbonded, a larger
area of metal may be exposed, which would
increase the demand for a CP current. This
disbondment may create shielding problems.
22
9.3 Detection of Interference Currents
9.3.1 During external corrosion control surveys,
personnel should be alert for electrical or physical
observations that could indicate interference from a
foreign source such as the following:
NACE International
SP0169-2007
9.3.1.1 Pipe-electrolyte potential changes on the
affected structure caused by the foreign DC
source;
9.3.1.2 Changes in the line current magnitude or
direction caused by the foreign DC source;
9.3.1.3 Localized pitting in areas near or
immediately adjacent to a foreign structure; and
9.3.1.4 Damage to external coatings in a localized
area near an anode bed or near any other source
of stray direct current.
9.3.2 In areas in which interference currents are
suspected, appropriate tests should be conducted. All
affected parties shall be notified before tests are
conducted. Notification should be channeled through
corrosion control coordinating committees, when they
8
exist (see NACE Publication TPC 11 ). Any one or a
combination of the following test methods can be used.
9.3.2.1 Measurement of structure-electrolyte
potentials with recording or indicating instruments;
9.3.2.2 Measurement of current flowing on the
structure with recording or indicating instruments;
9.3.2.3 Development of beta curves to locate the
area of maximum current discharge from the
affected structure (see Appendix A); and
9.3.2.4 Measurement of the variations in current
output of the suspected source of interference
current and correlations with measurements
obtained in Paragraphs 9.3.2.1 and 9.3.2.2.
9.4 Methods for Mitigating Interference Corrosion Problems
9.4.1 Interference problems are individual in nature
and the solution should be mutually satisfactory to the
parties involved.
These methods may be used
individually or in combination.
9.4.2 Design and installation of electrical bonds of
proper resistance between the affected structures is a
technique for interference control. The bond electrically
conducts interference current from an affected
structure to the interfering structure or current source.
9.4.2.1 Unidirectional control devices, such as
diodes or reverse current switches, may be
required in conjunction with electrical bonds if
NACE International
fluctuating currents are present.
prevent reversal of current flow.
These devices
9.4.2.2 A resistor may be necessary in the bond
circuit to control the flow of electrical current from
the affected structure to the interfering structure.
9.4.2.3 The attachment of electrical bonds can
reduce the level of CP on the interfering structure.
Supplementary CP may then be required on the
interfering structure to compensate for this effect.
9.4.2.4 A bond may not effectively mitigate the
interference problem in the case of a cathodically
protected bare or poorly externally coated pipeline
that is causing interference on an externally
coated pipeline.
9.4.3 CP current can be applied to the affected
structure at those locations at which the interfering
current is being discharged. The source of CP current
may be galvanic or impressed current anodes.
9.4.4 Adjustment of the current output from interfering
CP rectifiers may resolve interference problems.
9.4.5 Relocation of the groundbeds of cathodic
protection rectifiers can reduce or eliminate the pickup
of interference currents on nearby structures.
9.4.6 Rerouting of proposed pipelines may avoid
sources of interference current.
9.4.7 Properly located isolating fittings in the affected
structure may reduce or resolve interference problems.
9.4.8 Application of external coating to current pick-up
area(s) may reduce or resolve interference problems.
9.5 Indications of Resolved Interference Problems
9.5.1 Restoration of the structure-electrolyte potentials
on the affected structure to those values that existed
prior to the interference.
9.5.2 Measured line currents on the affected structure
that show that the interference current is not being
discharged to the electrolyte.
9.5.3 Adjustment of the slope of the beta curve to
show that current discharge has been eliminated at the
location of maximum exposure (see Appendix A).
23
SP0169-2007
____________________________________________________________________________
Section 10: Operation and Maintenance of CP Systems
10.1 Introduction
10.1.1 This section recommends procedures and
practices for energizing and maintaining continuous,
effective, and efficient operation of CP systems.
10.1.1.1 Electrical measurements and inspection
are necessary to determine that protection has
been established according to applicable criteria
and that each part of the CP system is operating
properly. Conditions that affect protection are
subject to change. Correspondingly, changes may
be required in the CP system to maintain
protection.
Periodic measurements and
inspections are necessary to detect changes in the
CP system.
Conditions in which operating
experience indicates that testing and inspections
need to be made more frequently than
recommended herein may exist.
10.1.1.2 Care should be exercised in selecting the
location, number, and type of electrical
measurements used to determine the adequacy of
CP.
10.1.1.3 When practicable and determined
necessary by sound engineering practice, a
detailed (close-interval) potential survey should be
conducted to:
10.4 Inspection and tests of CP facilities should be made
to ensure their proper operation and maintenance as
follows:
10.4.1 All sources of impressed current should be
checked at intervals of two months. Longer or shorter
intervals for monitoring may be appropriate. Evidence
of proper functioning may be current output, normal
power consumption, a signal indicating normal
operation, or satisfactory CP levels on the pipe.
10.4.2 All impressed current protective facilities
should be inspected annually as part of a preventive
maintenance program to minimize in-service failure.
Longer or shorter intervals for monitoring may be
appropriate. Inspections may include a check for
electrical malfunctions, safety ground connections,
meter accuracy, efficiency, and circuit resistance.
10.4.3 Reverse current switches, diodes, interference
bonds, and other protective devices, whose failures
would jeopardize structure protection, should be
inspected for proper functioning at intervals of two
months. Longer or shorter intervals for monitoring may
be appropriate.
10.4.4 The effectiveness of isolating fittings, continuity
bonds, and casing isolation should be evaluated during
the periodic surveys. This may be accomplished by
electrical measurements.
(a) assess the effectiveness of the CP system;
(b) provide base line operating data;
10.5 When pipe has been uncovered, it should be
examined for evidence of external corrosion and, if
externally coated, for condition of the external coating.
(c) locate areas of inadequate protection levels;
(d) identify locations likely to be adversely affected
by construction, stray currents, or other unusual
environmental conditions; or
(e) select areas to be monitored periodically.
10.1.1.4 Adjustments to a CP system should be
accompanied by sufficient testing to assure the
criteria remain satisfied and to reassess
interference to other structures or isolation points.
10.2 A survey should be conducted after each CP system
is energized or adjusted to determine whether the
applicable criterion or criteria from Section 6 have been
satisfied.
10.3 The effectiveness of the CP system should be
monitored annually.
Longer or shorter intervals for
monitoring may be appropriate, depending on the variability
of CP factors, safety considerations, and economics of
monitoring.
24
10.6 The test equipment used for obtaining each electrical
value should be of an appropriate type. Instruments and
related equipment should be maintained in good operating
condition and checked for accuracy.
10.7 Remedial measures should be taken when periodic
tests and inspections indicate that CP is no longer
adequate. These measures may include the following:
10.7.1 Repair, replace, or adjust components of CP
systems;
10.7.2 Provide supplementary facilities
additional CP is necessary;
in which
10.7.3 Thoroughly clean and properly coat bare
structures if required to attain CP;
10.7.4 Repair, replace, or adjust continuity and
interference bonds;
10.7.5 Remove accidental metallic contacts; and
NACE International
SP0169-2007
10.7.6 Repair defective isolating devices.
10.8 An electrical short circuit between a casing and carrier
pipe can result in inadequate CP of the pipeline outside the
casing due to reduction of protective current to the pipeline.
10.8.1 When a short results in inadequate CP of the
pipeline outside the casing, steps must be taken to
restore CP to a level required to meet the CP criterion.
These steps may include eliminating the short between
the casing and carrier pipe, supplementing CP, or
improving the quality of the external coating on the
pipeline outside the casing. None of these steps will
ensure that external corrosion will not occur on the
carrier pipe inside the casing; however, a shorted
casing does not necessarily result in external corrosion
of the carrier pipe inside the casing.
10.9 When the effects of electrical shielding of CP current
are detected, the situation should be evaluated and
appropriate action taken.
____________________________________________________________________________
Section 11: External Corrosion Control Records
11.1 Introduction
11.1.1 This section describes external corrosion
control records that will document in a clear, concise,
workable manner data that are pertinent to the design,
installation, operation, maintenance, and effectiveness
of external corrosion control measures.
11.4.4.2 Record of interference tests conducted,
including location of tests, name of company
involved, and results.
11.5 Relative to the installation of external corrosion control
facilities, the following should be recorded:
11.5.1 Installation of CP facilities:
11.2 Relative to the determination of the need for external
corrosion control, the following should be recorded:
11.2.1 Corrosion
replacements; and
leaks,
breaks,
and
pipe
11.5.1.1 Impressed current systems:
11.5.1.1.1 Location
service;
and
date
placed
in
11.2.2 Pipe and external coating condition observed
when a buried structure is exposed.
11.5.1.1.2 Number, type, size, depth, backfill,
and spacing of anodes;
11.3 Relative to structure design, the following should be
recorded:
11.5.1.1.3 Specifications of rectifier or other
energy source; and
11.3.1 External coating material and application
specifications; and
11.5.1.1.4 Cable size and type of insulation.
11.5.1.2 Galvanic anode systems:
11.3.2 Design and location of isolating devices, test
leads and other test facilities, and details of other
special external corrosion control measures taken.
11.4 Relative to the design of external corrosion control
facilities, the following should be recorded:
11.4.1 Results of current requirement tests;
11.4.2 Results of soil resistivity surveys;
11.4.3 Location of foreign structures; and
11.4.4 Interference tests and design of interference
bonds and reverse current switch installations.
11.4.4.1 Scheduling
of
interference
tests,
correspondence
with
corrosion
control
coordinating
committees,
and
direct
communication with the concerned companies.
NACE International
11.5.1.2.1 Location
service;
and
date
placed
in
11.5.1.2.2 Number, type, size, backfill, and
spacing of anodes; and
11.5.1.2.3 Wire size and type of insulation.
11.5.2 Installation of interference mitigation facilities:
11.5.2.1 Details of interference bond installation:
11.5.2.1.1 Location and name of company
involved;
11.5.2.1.2 Resistance
value
pertinent information; and
11.5.2.1.3 Magnitude
drainage current.
and
or
polarity
other
of
25
SP0169-2007
11.7.1.2 Repair or replacement
connections, wires, and cables.
11.5.2.2 Details of reverse current switch:
11.5.2.2.1 Location and name of companies;
of
anodes,
11.7.2 Maintenance of interference bonds and reverse
current switches:
11.5.2.2.2 Type of switch or equivalent
device; and
11.7.2.1 Repair of interference bonds; and
11.5.2.2.3 Data showing effective operating
adjustment.
11.7.2.2 Repair of reverse current switches or
equivalent devices.
11.5.2.3 Details of other remedial measures.
11.6 Records of surveys, inspections, and tests should be
maintained to demonstrate that applicable criteria for
interference control and CP have been satisfied.
11.7.3 Maintenance, repair, and replacement of
external coating, isolating devices, test leads, and other
test facilities.
11.7 Relative to the maintenance of external corrosion
control facilities, the following information should be
recorded:
11.8 Records sufficient to demonstrate the evaluation of
the need for and the effectiveness of external corrosion
control measures should be maintained as long as the
facility involved remains in service. Other related external
corrosion control records should be retained for such a
period that satisfies individual company needs.
11.7.1 Maintenance of CP facilities:
11.7.1.1 Repair of rectifiers and other DC power
sources; and
____________________________________________________________________________
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Conshohocken, PA: ASTM).
________________________________________________________________________
Appendix A—Interference Testing
A beta curve is a plot of dynamic (fluctuating) interference
current or related proportional voltage (ordinate) versus
values of corresponding structure-to-soil potentials at a
selected location on the affected structure (abscissa). If the
correlation is reasonably linear, the plot will indicate whether
the affected structure is receiving or discharging current at
the location where the structure-to-soil potential was
measured. Dynamic interference investigation involves
many beta curve plots to search for the point of maximum
interference-current discharge. Interference is resolved
when the correlation of maximum current discharge has
been changed to a correlation that shows that current
pickup is being achieved in the exposure area by the
corrective measures taken. These corrective measures
may be accomplished by metallic bonding or other
interference control techniques.
____________________________________________________________________________
Appendix B—Method for Determining Probable Corrosion Rate and Costs of Maintaining Service
Maintenance of a piping system may include repairing
corrosion leaks and reconditioning or replacing all or
portions of the system.
In order to make estimates of the costs involved, it is
necessary to determine the probability of corrosion or the
rate at which corrosion is proceeding. The usual methods
of predicting the probability or rate of corrosion are as
follows:
(a) Study of corrosion history on the piping system in
question or on other systems of the same material in the
same general area or in similar environments. Cumulative
leak-frequency curves are valuable in this respect.
(b) Study of the environment surrounding a piping system:
resistivity, pH, and composition. Redox potential tests may
also be used to a limited extent. Once the nature of the
environment has been determined, the probable
corrosiveness is estimated by reference to actual corrosion
experience on similar metallic structures, when
environmental conditions are similar. Consideration of
possible environmental changes such as might result from
irrigation, spillage of corrosive substances, pollution, and
seasonal changes in soil moisture content should be
included in such a study.
(c) Investigation for corrosion on a piping system by visual
inspection of the pipe or by instruments that mechanically or
electrically inspect the condition of the pipe. Condition of
the piping system should be carefully determined and
recorded each time a portion of the line is excavated for any
reason.
(d) Maintenance records detailing leak locations, soil
studies, structure-to-electrolyte potential surveys, surface
potential surveys, line current studies, and wall thickness
surveys used as a guide for locating areas of maximum
corrosion.
(e) Statistical treatment of available data.
(f) Results of pressure testing. Under certain conditions,
this may help to determine the existence of corrosion.
____________________________________________________________________________
Appendix C—Contingent Costs of Corrosion
In addition to the direct costs that result from corrosion,
contingent costs include:
(c) Damage to natural facilities, such as municipal or
irrigation water supplies, forests, parks, and scenic areas;
(a) Public liability claims;
(d) Cleanup of product lost to surroundings;
(b) Property damage claims;
(e) Plant shutdown and startup costs;
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SP0169-2007
(f)
(h) Loss of contract or goodwill through interruption of
service; and
Cost of lost product;
(g) Loss of revenue through interruption of service;
(i)
Loss of reclaim or salvage value of piping system.
____________________________________________________________________________
Appendix D—Costs of Corrosion Control
The usual costs for protecting buried or submerged metallic
structures are for complete or partial CP or for external
coatings supplemented with cathodic protection. Other
corrosion control costs include:
(c) Use of corrosion-resistant materials;
(d) Use of selected or inhibited backfill;
(e) Electrical isolation to limit possible galvanic action; and
(a) Relocation of piping to avoid known corrosive
conditions (this may include installing lines above ground);
(f) Correction of conditions in or on the pipe that might
accelerate corrosion.
(b) Reconditioning and externally coating the piping
system;
NACE International
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3-1
Controles Ambientales
Capítulo 3: Controles Ambientales
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Contenciones
•
Humedad y condensación
•
Efectos de la humedad en la velocidad de corrosión
•
Tipos de equipo
•
Beneficios de deshumidificación para el contratista de recubrimiento
•
Consideraciones de inspección
•
Lista de verificación del inspector
Términos Claves
•
Desecantes absorbentes
•
Desecantes adsorbentes
•
Deshumidificación
•
Desecantes
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos previos
•
Leer los capítulos correspondientes al día
3.1 Introducción
La deshumidificación se define como la eliminación del vapor de agua del aire para bajar su
punto de rocío. Esta sección se enfocará en la deshumidificación como un medio para controlar
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Controles Ambientales
3-2
las condiciones ambientales de trabajo y describir cómo este proceso impide la corrosión del acero e inhibe la oxidación repentina (“flash rust”).
Las condiciones ambientales, como la humedad y la temperatura, tienen un impacto significativo sobre la preparación de la superficie y las operaciones de aplicación y, finalmente,
sobre el desempeño a largo plazo de los recubrimientos.
Figure 3.1 Equipo de DH afuera de un tanque
En condiciones ambientales normales, los recubrimientos deben aplicarse a las superficies a
pocas horas de haberse preparado para evitar que éstas se oxiden (“flash rust”). El trabajo de
aplicación se retrasa a menudo debido a condiciones de alta humedad y/o temperaturas bajas.
El ciclo necesario de limpieza abrasiva y aplicación en el mismo día puede afectar la calidad
del trabajo. Los trabajadores que realizan la aplicación del recubrimiento, a menudo se apresuran para tratar de vencer al clima. Esto ocasiona errores que aumentan el costo total del
trabajo. Casi inmediatamente, los errores pueden causar retrabajos durante el proyecto. Potencialmente, puede costar al cliente mucho más en forma de fallas prematuras del recubrimiento.
En muchos casos, controles ambientales tales como calentamiento, ventilación, uso de lonas protectoras, iluminación y deshumidificación pueden mejorar la calidad del trabajo de recubrimientos, así como su costo.
Los recubrimientos actuales pueden alcanzar su máximo potencial de protección solamente cuando
son aplicados sobre una superficie de alta calidad. Después de remover bien el aceite y la grasa, las
superficies de acero generalmente se preparan abrasivamente para eliminar recubrimientos viejos,
óxido y calamina. Los recubrimientos se deben aplicar antes de que la superficie pierda su apariencia brillosa y antes de que empiece la oxidación repentina.
Una especificación de recubrimientos bien escrita requiere de un monitoreo cercano durante
la fase de preparación de la superficie, de tal manera que se alcance el máximo potencial de
desempeño del recubrimiento.
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3-3
Controles Ambientales
3.2 Contenciones
3.2.1 Estándares y Guías
Las contenciones ambientales adecuadas forman una parte integral de un proyecto de deshumidificación exitoso. Aunque existen varias formas de construir una contención, hay requisitos mínimos para su montaje adecuado.
La contención debe:
•
Ser suficientemente grande para contener todo el área de trabajo programado
•
No ser más grande del alcance de operación del equipo deshumidificador
•
Ser suficientemente robusto para sostener las actividades del trabajo, cargas potenciales y las
posibles inclemencias del clima
•
Tener fugas mínimas para mantener las condiciones ambientales y asegurar que el sistema de
deshumidificación opere de manera eficiente
El diseñador del sistema de deshumidificación ayudará a seleccionar el sistema adecuado de
acuerdo a la contención requerida.
Figura 3.2 Contención en un Puente
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Controles Ambientales
3-4
Figura 3.3 Contención en un Tanque de Agua
3.2.2 Renovación del Aire (Cambios de Aire)
Las propiedades físicas del aire establecen que el aire caliente es más ligero que el aire frío y,
por lo tanto, el aire caliente tiende a subir mientras que el aire frío tiende a bajar. El principio de renovación de aire elimina la estratificación, o capas, del mismo en grandes espacios
abiertos, mediante la recirculación del aire caliente que queda atrapado en los niveles superiores. La temperatura uniforme elimina las barreras térmicas y así elimina la posible formación de condensación.
El número de cambios que se necesita para la desestratificación del aire es un tema muy debatido en la industria. Algunos fabricantes específicamente sugieren tres cambios de aire por
hora, mientras que otros requieren cuatro cambios de aire por hora. Se recomienda uno o dos
cambios de aire por hora porque dentro de este rango es donde la mayor cantidad de ahorros
operativos existen por dólar de inversión inicial. Una vez que se superan las dos renovaciones de aire por hora, la relación de recuperación de la inversión disminuye.
El número cambios de aire utilizados puede ser afectado por varios factores que incluyen:
•
Estación del año (invierno/verano)
•
Tipo de equipo de deshumidificación (refrigerante/desecante), que será cubierto más adelante
en este capítulo
•
El fabricante del equipo
•
Solicitud del cliente
A menudo, el tema de la renovación del aire es una decisión que se le deja al diseñador.
3.2.3
Corrosión y Velocidad de Corrosión
Se ha establecido que la corrosión puede ocurrir en el acero cuando los cuatro elementos de
una celda de corrosión (ánodo, cátodo, ruta metálica y electrolito) están presentes. La fuente
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3-5
Controles Ambientales
más común de electrolito, que afecta la mayoría de las pinturas en exposición atmosférica, es
la humedad ambiental en forma de lluvia o condensación.
La temperatura del acero modifica la velocidad de corrosión de la misma forma en que es afectada
una reacción química. Las temperaturas más altas generalmente ocasionan velocidades de corrosión más altas. La humedad atmosférica y la contaminación controlan la velocidad de corrosión, en
primer lugar, creando un electrolito y después, afectando la eficiencia del mismo. Investigaciones
muestran que el acero expuesto a humedad alta y a altos niveles de contaminación atmosférica,
como sucede en un área industrial en un sitio costero, se corroerá de 15 a 20 veces más rápido que
un acero expuesto en un área rural con humedad alta y baja contaminación (Figura 3.4).
En un área rural el acero puede estar frecuentemente mojado, pero la película de agua relativamente limpia produce una velocidad de corrosión baja. En un área industrial, los contaminantes atmosféricos como el dióxido de azufre, cloruros y sulfatos causan que el agua se haga
ácida, lo cual mejora la función del electrolito y acelera la velocidad de corrosión.
De cualquier modo, la humedad es el primer contribuyente al proceso de corrosión. Sin embargo, la presencia de humedad no necesariamente significa que el acero se sienta húmedo. Los
contaminantes en el sustrato pueden absorber la humedad del aire y mantenerla en la superficie
del acero como una capa microscópica de agua. Sería un error pensar que mantener la superficie
aparentemente seca deteniendo la condensación es suficiente para detener la corrosión. En realidad, para detener la corrosión es necesario mantener el aire lo suficientemente seco para prevenir
que los contaminantes en la superficie de acero absorban la humedad.
Figura 3.4 Contaminación Atmosférica y el Ciclo de Corrosión
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Controles Ambientales
3-6
3.3 Humedad y Condensación
En condiciones normales, todo el aire contiene algo de humedad y la cantidad que contiene depende de la temperatura y la presión del aire. Generalmente, la presión no es un factor significativo, de tal manera que sólo se tiene que considerar la temperatura.
Humedad Relativa =
cantidad de vapor de agua en un volumen de aire dado x 100%
cant. máx. de vapor de agua (si el aire está saturado) a la misma temp.
El aire puede tener una humedad relativa en el rango de 0 a 100%. En 0%, el aire estaría totalmente
seco; al 100% está completamente saturado. El aire caliente puede contener o “sostener” más humedad que el aire frío. La cantidad de vapor contenida en el aire durante el verano puede ser tres veces
más que en el invierno. Cuando el aire contiene la máxima cantidad que puede sostener a una temperatura dada, se dice que está “saturado”. Si contiene menos, digamos tanto como la mitad, se dice que
está parcialmente (50%) saturado o se dice que tiene una humedad relativa del 50 por ciento.
El aire contiene una cierta cantidad de humedad a una temperatura dada. El calentar el aire mejora su
capacidad para sostener más vapor de agua y por el contrario, el aire frío tiene menos capacidad de
retener humedad. Así, visualice una caja sellada de aire con una cantidad específica de humedad en
el mismo. A medida que aumenta la temperatura, el aire con su mayor capacidad de humedad indicará una humedad relativa menor. Al enfriarse, el aire reduce su capacidad de sostener el vapor de agua
aumentando así su humedad relativa.
Cuando el aire se enfría, su nivel de saturación se reduce y la humedad relativa aumenta hacia el
100%, hasta que el aire finalmente se satura totalmente. Cuando el aire se enfría aún más, la cantidad
de vapor de agua presente excede la capacidad del aire de mantenerla y el exceso de vapor de agua,
que no puede ser aguantado más, se condensará como niebla, llovizna o rocío sobre cualquier superficie expuesta al ambiente.
Cualquiera que sea el nivel de humedad, siempre es posible enfriar al aire lo suficiente para
alcanzar la saturación y entonces producir la condensación. La temperatura a la cual el aire
se ha enfriado lo suficiente para que esté saturado y sea capaz de producir rocío, se llama
temperatura de punto de rocío.
Al disminuir la humedad relativa, el agua tiende a evaporarse más rápido porque el aire puede
absorber más. Al incrementar la humedad relativa, el agua se evapora más despacio. Esto mismo
funciona con la mayoría de los solventes. Muchos recubrimientos no pueden aplicarse con éxito
cuando la humedad relativa es mayor al 90 %, porque la velocidad de evaporación del solvente
disminuye a una humedad relativa más alta y alcanza un cero de evaporación a 100% de humedad
relativa.
Esta condición puede ocasionar que el solvente quede atrapado en la película aplicada del
recubrimiento y que el proceso de curado se vea afectado; adicionalmente, es probable que
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3-7
Controles Ambientales
ocurran fallas subsecuentes en el recubrimiento en forma de ampollas o desprendimiento
severo.
La relación entre la humedad relativa, la temperatura y el punto de rocío se puede encontrar
en diagramas y tablas, o en reglas de cálculo especiales o en softwares especiales. El uso del
diagrama psicrométrico se ilustra en el siguiente ejemplo (Figura 3.5).
La gráfica muestra 21° C (70° F), 50% de humedad relativa y una temperatura de bulbo húmedo de 16° C (58.5° F). Se puede ver que el punto de rocío está a 10° C (50° F) lo cual
significa que este aire contiene el mismo peso de vapor de agua que el del aire saturado a 10°
C (50° F).
Figura 3.5 Diagrama Psicrométrico (Diagrama de Mollier)
Al enfriar al aire de 21° C (70° F) a 16° C (60° F), el peso del vapor no cambia, entonces por definición, el punto de rocío no cambia, es decir, está a 10° C (50° F). Se puede ver que la humedad
relativa ha incrementado a un 73%.
La humedad relativa y el punto de rocío se pueden calcular midiendo las temperaturas con instrumentos de medición directa. Un instrumento práctico es el psicrómetro giratorio, con el cual
se mide la temperatura utilizando las lecturas de bulbo húmedo y de bulbo seco (de los termómetros). Estas medidas pueden usarse para calcular la humedad y el punto de rocío con tablas
psicrométricas o con reglas de cálculo o softwares especiales.
Debe notarse que si el aire se enfriara debajo de su punto de rocío original de 10° C (50° F),
entonces el aire se saturaría a cualquier temperatura abajo de 10° C (50° F) y la humedad relativa se mantendría estable al 100%. La condensación se formaría cuando la temperatura bajara
y el peso de vapor sostenido por el aire se reduciría de forma constante. Esto incrementará la
cantidad de rocío (condensación) sobre cualquier superficie afectada.
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Controles Ambientales
3-8
3.4 Efectos de la Humedad en la Velocidad de Corrosión
La alta humedad puede ocasionar una rápida corrosión. La humedad normal durante el día
generalmente es de 50 a 90%, dependiendo del lugar. Estudios muestran que la corrosión se
retarda considerablemente si la humedad está por debajo del 60% y virtualmente cesa abajo
de un 50%. Si se mantiene la humedad relativa en un nivel bajo (por debajo de un 40%, para
permitir un margen de seguridad), las superficies preparadas abrasivamente pueden mantenerse por un largo periodo de tiempo sin que se deteriore el metal preparado antes de la aplicación del recubrimiento.
La velocidad de corrosión se rige por la humedad relativa del aire en contacto con la superficie de
metal (acero) (Figura 3.6). A sólo unos milímetros de distancia, la humedad relativa del aire
puede ser diferente, especialmente si la superficie de acero y el aire están a diferentes temperaturas. El aire que está junto al acero estará en equilibrio húmedo con la superficie de metal a
menos que el agua se esté evaporando o se esté condensando sobre el sustrato.
Figura 3.6 Velocidad de Corrosión (Formación de Óxido) vs
Porcentaje de Humedad Relativa
En general, no es práctico medir las condiciones ambientales en este sitio, pero las mediciones se pueden hacer cerca de la superficie usando un psicrómetro. La temperatura de la superficie de acero se puede medir usando un termómetro de contacto.
Hay dos maneras de reducir la humedad relativa de la capa límite:
•
Aumentando la temperatura de la superficie
•
Reduciendo el contenido de humedad mediante deshumidificación
3.4.1
Consideraciones de Inspección durante la Deshumidificación
Es importante señalar que la falta de humedad disponible en el aire puede enmascarar contaminantes superficiales. Las sales solubles presentes sobre la superficie sin presencia de
humedad no iniciarán la celda de corrosión y no se harán visibles a pesar de estar ahí, causando problemas más adelante en el ciclo de vida de los recubrimientos.
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3-9
Controles Ambientales
3.4.2 Uso del Calor para Aumentar la Temperatura de la Superficie
Hay muchos métodos para incrementar la temperatura de superficie. Algunos son más prácticos y brindan un mayor costo-beneficio para usar en áreas más pequeñas que grandes, y
visa versa. El método seleccionado para aumentar la temperatura de la superficie depende
del costo relativo.
Es posible calentar piezas de trabajo pequeñas usando un calentador de radiación. Este método no sería eficaz para trabajos de grandes dimensiones o en áreas cerradas grandes, como
un tanque, a menos que pueda ser aislado. Se necesitarían muchos calentadores de radiación
para combatir las pérdidas producto de la transferencia de calor entre la superficie de acero y
el aire exterior.
Otra técnica común es calentar el aire para incrementar la temperatura del ambiente, incluyendo
la temperatura de la superficie del acero. Esto puede ser costoso porque la transferencia de calor
del aire al acero es pobre y también por la gran capacidad calorífica del metal. La mayoría del
calor inyectado al aire se desperdicia y sólo un poco calentará el acero.
El calentamiento por combustión a alta velocidad es cada vez más utilizado para forzar el curado
de los recubrimientos. Forzar el curado seca los recubrimientos interiores y exteriores a base de
resinas fenólicas y epóxicas horneadas de manera rápida y completa, mejorando la calidad y resistencia al desgaste y minimizando la necesidad de nuevas aplicaciones. Además, los clientes
pueden reactivar la producción más rápido, ya que el curado forzado logra en horas lo que podría
tardar días en condiciones ambientales normales.
Otros métodos para aumentar la temperatura de la superficie incluyen:
•
Calentamiento por inducción, se calienta un objeto eléctricamente conductor (generalmente
metálico) por inducción electromagnética; permite el calentamiento dirigido de determinados
artículos.
•
Calentamiento por resistencia, genera calor mediante conductores eléctricos que transportan
la corriente; el grado de calentamiento de una corriente determinada es proporcional a la resistencia eléctrica del conductor.
Al decidir qué método utilizar para aumentar la temperatura de la superficie, la fuente de
calor es un factor crítico. El uso de calentadores de gas puede ser inseguro y también puede
ser contraproducente. Cuando se queman 4 L (1 galón) de propano, se producen 4,5 kg (7,8
libras) de humedad, logrando exactamente el efecto opuesto del que se está buscando (es
decir, menos vapor de agua).
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Controles Ambientales
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3.5 Tipos de Equipos
Anteriormente, la deshumidificación se definió como la eliminación del vapor de agua del
aire para disminuir la temperatura del punto de rocío.
El objetivo de la deshumidificación es reducir la velocidad de corrosión a niveles mínimos
mediante la reducción del contenido de humedad del aire a un nivel seguro, el 50% o menos,
a la temperatura imperante. Un flujo de aire a través del área de trabajo es siempre necesario,
y es este aire el que debe ser deshumidificado. La cantidad de vapor de agua se puede reducir mediante la refrigeración o por el uso de desecantes (Figuras 3.7 y 3.8)
Figura 3.7 Unidad de Refrigeración
Figura 3.8 Unidad de Deshumidificación
3.5.1 Refrigeración
Utilizar la refrigeración para eliminar el vapor de agua del aire es un método común y económico de deshumidificación.
El aire del medio ambiente circula sobre un sistema de serpentines de refrigeración (Figura
3.9). La temperatura superficial de estos serpentines se mantiene a una temperatura conside-
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3-11
Controles Ambientales
rablemente más baja que la del punto de rocío del aire entrante. El aire se enfría, alcanza la
saturación y ocurre la condensación.
Figura 3.9 Sistema Típico de Refrigeración
El agua condensada es recolectada y bombeada fuera del sistema. El aire sale de la sección
de serpentines de enfriamiento del deshumidificador a una temperatura reducida pero, más
importante, con un punto de rocío y humedad más bajos. Entonces, simplemente se puede
ajustar la baja temperatura del aire agregando calor (seco) a la corriente de aire basándose en
los requisitos particulares de la aplicación.
Este método funciona particularmente bien cuando el aire está comparativamente caliente
con un alto contenido de humedad y el punto rocío de salida está sobre los 0° C (32° F), pero
es menos eficaz cuando los niveles de temperatura y humedad disminuyen en los meses invernales o en climas de zonas del norte o del extremo sur del planeta (australes y boreales).
En algunos casos, los serpentines de enfriamiento pueden congelarse, reduciendo la eficiencia del deshumidificador a cero porque el hielo aísla eficientemente el serpentín.
La refrigeración se usa frecuentemente en combinación con deshumidificadores de adsorción
o absorción para obtener una deshumidificación más eficiente.
3.5.2 Desecantes
Los desecantes son sustancias que tienen una gran afinidad natural por el agua, tan alta
que pueden eliminar directamente la humedad del ambiente circundante. Los desecantes
absorben la humedad hasta que se saturan; luego deben regenerarse con una corriente de
aire caliente o a través de un proceso químico.
La mayoría de los desecantes son sólidos en su estado normal, aunque hay algunos desecantes líquidos, como el ácido sulfúrico (utilizado en la industria química), el cloruro de litio o
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Controles Ambientales
3-12
materiales poliméricos, como el trietilenglicol. A estos materiales líquidos se les llama
desecantes absorbentes.
Los desecantes en forma sólida se denominan desecantes adsorbentes. Se adsorbe la humedad en
la superficie de un material granular, como la sílica gel, que es capaz de sostener grandes cantidades de humedad. Estos materiales también pueden secarse y removerse fácilmente, para luego
reciclarse para uso posterior.
Para la industria de recubrimientos, el deshumidificador de lecho rotatorio de sílica gel adsorbente
es el más usado. El desecante sólido se coloca en un tambor grande rotatorio o rueda (10 a 12 revoluciones por hora) que contiene un elemento de contacto con el aire, estructurado en forma de panal
de abeja (Figura 3.10).
El aire de proceso (ej., el aire que será secado e introducido en el área dónde se realizan la limpieza abrasiva y el pintado), pasa a través de canales abiertos en el elemento y descarga su humedad en el desecante de sílica gel contenido en las paredes del mismo.
Figura 3.10 Deshumidificador Rotatorio de Panal de Abeja
El medio húmedo gira entonces a un compartimiento separado, pasando a través de una corriente
de aire caliente de reactivación (regeneración) que remueve la humedad de la sílica gel. Las corrientes de aire de proceso y de reactivación están separadas por una partición.
La porción del panal de abeja donde la humedad ha sido removida es de nuevo expuesta a la corriente de aire de proceso para adsorber más humedad. Esto es un proceso continuo de circuito
cerrado y puede operar automáticamente con poca o ninguna mano de obra requerida para su
funcionamiento.
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Controles Ambientales
Es necesario considerar algunos puntos débiles:
•
Si la fuente de calor para la reactivación de la corriente de aire se interrumpe, el panal de abejas continuará operando y el desecante de sílica gel se saturará con la humedad adsorbida. En
ese momento, la unidad se convierte en un controlador de aire y cesa su función como deshumidificador. Se deben hacer revisiones frecuentemente para asegurar que la corriente de
aire de reactivación esté totalmente operable.
•
Como resultado del proceso de calentamiento para la reactivación del aire, el tambor (rueda)
se calienta; este calor se transfiere a la corriente de aire de proceso y calentando el ambiente
de trabajo. El incremento de la temperatura normal de operación es de + 28° C (50° F), lo
que significa que, para una temperatura ambiente de 27° C (80° F), la temperatura de salida
de la corriente de aire de proceso estará alrededor de 55° C (130° F).
Esta temperatura creará un ambiente de trabajo inaceptable en verano; por consiguiente, un sistema de enfriamiento debe instalarse a la salida del panal de abeja, en la corriente de aire de proceso, para reducir la temperatura a niveles aceptables.
•
Se pueden mover grandes volúmenes de aire de proceso (Figura 3.11); se debe tener cuidado
para prevenir que la sílica gel se contamine con sucio, polvo, vapores de solventes o de aceite.
Si la sílica gel se contamina, dejará de adsorber humedad.
La sílica gel se puede proteger con la instalación y cambio frecuente de los medios filtrantes en
las entradas del aire de proceso y de reactivación en la unidad de deshumidificación.
Figura 3.11 Movimiento del Aire Usando el Deshumidificador
3.6 Beneficios de la Deshumidificación para el Contratista de Recubrimientos
Los contratistas pueden usar la deshumidificación para secar el aire (reducir el punto de rocío) en un tanque, limpiar abrasivamente la superficie entera, mantener el metal preparado
con aire seco, limpiar la superficie (ej., la eliminación del abrasivo y del polvo) para luego
aplicar los recubrimientos.
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Controles Ambientales
3-14
Los beneficios adicionales incluyen:
•
Los trabajadores pueden empezar el día laboral más temprano y trabajar hasta más tarde.
•
Se puede eliminar la contaminación de los recubrimientos aplicados anteriormente por la operación de limpieza abrasiva.
•
Se elimina el traslape de una superficie recubierta con otra (en la rutina diaria de limpieza
abrasiva y pintado).
•
Todas las capas pueden ser aplicadas en condiciones ideales.
•
Se pueden evitar intervalos extendidos entre capas.
•
El contratista puede garantizar, con exactitud razonable, cuando se concluirá el trabajo.
•
En algunos sitios, la temporada de pintura se puede extender por varios meses.
•
El contratista puede controlar las condiciones ambientales y evitar ser víctima del clima y de
cambios atmosféricos.
3.7 Consideraciones de Inspección
3.7.1
Consecuencia de una Interrupción
Cuando la deshumidificación se interrumpe durante el pintado, pueden ocurrir una variedad
de asuntos. Si las condiciones apropiadas no se mantienen, la superficie preparada comienza
a oxidarse repentinamente (“flash rust”). Durante la aplicación, se puede perder el gradiente
entre la temperatura de la superficie y el punto de rocío, lo cual significa que no se puede
pintar. Durante el curado, la humedad relativa puede elevarse por encima del nivel aceptable, lo que podría potencialmente causar solvente atrapado.
La interrupción de la deshumidificación podría costar al proyecto una cantidad significativa
de dinero debido al tiempo inactivo y a la posibilidad de tener que volver a hacer el trabajo.
3.7.2 Deshumidificación Durante el Curado Posterior a la Aplicación
El problema de la baja evaporación del solvente en ambientes de alta humedad se mencionó anteriormente. Los equipos de deshumidificación deben usarse cada vez que sea posible durante el periodo de curado, para asegurar una total evaporación del solvente del recubrimiento aplicado.
Los solventes típicos usados en los recubrimientos son más pesados que el aire y tienden a asentarse
en el fondo de una estructura, tanque, etc., saturando el aire. Una vez que el aire en la capa límite
próximo al recubrimiento se satura, la evaporación se retarda o se detiene. Cuando esto ocurre, el
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3-15
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solvente permanecerá en la película durante el curado. La única manera de prevenir esta situación es
con una ventilación constante del aire saturado con solvente, durante el trabajo de aplicación.
Si el aire de inyección tiene ya a un 85% de humedad relativa o superior, la evaporación del solvente no mejorará o se retardará. Idealmente, el aire de inyección deberá ser aire deshumidificado
para incrementar la cantidad de solvente que puede removerse por metro (pie) cúbico de aire inyectado. Entre más se pueda secar el aire (50% de humedad relativa o inferior), más solvente se
podrá evaporar del recubrimiento aplicado con el mismo volumen de aire de ventilación.
Los procesos de deshumidificación y ventilación post-aplicación deberán ser monitoreados
rutinariamente por el inspector y registrar todos los parámetros en los reportes diarios. El
documentar estos procesos asegurará que se mantengan una adecuada aplicación y curado del
recubrimiento.
3.8 Lista de Verificación del Inspector
Como inspector de recubrimientos, usted no es responsable por el diseño ni la implementación del sistema de deshumidificación. Sin embargo, usted debe tener suficiente conocimiento acerca de la deshumidificación para poder señalar los posibles factores que podrían crear
problemas.
Los elementos que usted debe buscar son:
•
¿El desempeño del equipo es adecuado a la contención diseñada?
•
¿El equipo fue instalado por personal debidamente certificado?
•
¿Es el tamaño de la contención suficiente para el área de trabajo?
•
¿La contención es lo suficientemente resistente como para soportar las actividades de trabajo
previstas, las cargas potenciales y las posibles inclemencias del clima?
•
¿Está diseñada la contención con una fuga mínima para asegurar que el sistema de deshumidificación opera de manera eficiente?
•
¿Existe un sistema de respaldo disponible? Si no, ¿existe un plan en caso que la deshumidificación sea interrumpida?
Hacer preguntas como éstas antes de comenzar el trabajo puede ayudar a evitar costosos
tiempos de inactividad, retrasos y retrabajos durante el proyecto.
Como se señaló anteriormente, los procesos de ventilación después de la aplicación y la deshumidificación deben ser controlados y registrados de forma rutinaria. Adicionalmente, revisando la “entrada” vs. la “salida” se confirmará que el equipo está funcionando como debería.
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3-16
Definiciones de Términos Claves
Desecantes: Sustancias que tienen una gran afinidad natural por el agua, tan alta que pueden eliminar directamente la humedad del ambiente circundante.
Desecantes Absorbentes: Los desecantes en forma líquida se conocen como “desecantes
absorbentes.” Esto incluye el ácido sulfúrico (utilizado en la industria química), cloruro de
litio o materiales poliméricos, como el trietilenglicol.
Desecantes Adsorbentes: Los desecantes en forma sólida se conocen como “desecantes adsorbentes”. Se adsorbe la humedad en la superficie de un material granular, como el sílica gel, que es
capaz de sostener grandes cantidades de humedad.
Deshumidificación: La eliminación del vapor de agua del aire para bajar su punto de rocío.
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Controles Ambientales
Guía de Estudio
1. Describa la deshumidificación:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. Cuando diseña una contención, los siguientes requisitos mínimos deben ser considerados:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. Describa la renovación del aire (cambios de aire):
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4. ¿A qué humedad relativa o por debajo de esta la corrosión casi se detiene? _________ %
5. Describa dos maneras para reducir la humedad relativa de la capa límite:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6. Los tipos de equipos de deshumidificación incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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Controles Ambientales
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7. Describa varios beneficios de la deshumidificación:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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4-1
Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Capítulo 4: Instrumentos Avanzados
para Pruebas Ambientales
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
El uso adecuado de los higrómetros electrónicos
•
La importancia y uso del medidor de velocidad del viento (anemómetro)
•
Mantener un registro continuo (data logger) de la velocidad del viento
•
Métodos avanzados de colección de data
Términos Claves
•
Higrómetros electrónicos
•
Registrador de datos (data loggers)
•
Registrador de datos de horno
•
Monitor de velocidad del viento (anemómetro)
•
Monitor independiente de velocidades del viento
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer los capítulos correspondientes al día
4.1 Introducción
El Nivel 1 del CIP presentó el uso adecuado de los instrumentos básicos de pruebas ambientales, incluyendo el psicrómetro giratorio, el medidor de temperatura de la superficie (de con-
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
4-2
tacto e infrarrojos) y las tablas psicrométricas. También se introdujeron algunos de los instrumentos de pruebas avanzadas.
En este capítulo vamos a construir desde ese conocimiento con un enfoque más profundo
sobre el uso adecuado y las capacidades de algunos de los instrumentos más avanzados para
pruebas ambientales. Los instrumentos que se tratarán en este capítulo incluyen:
•
Higrómetro Electrónico
—
—
—
•
Manual
Registrador de datos independiente (data logger)
Registrador de datos de un horno
Medidor de velocidad del viento (anemómetro)
—
—
Manual
Registrador de datos (data logger)
4.2 Higrómetro Electrónico Digital
4.2.1 Higrómetros Manuales
Hay una variedad de higrómetros electrónicos en el mercado hoy en día. Son instrumentos
electrónicos utilizados para determinar la humedad relativa, la temperatura del aire y la temperatura del punto de rocío. Estos instrumentos son cómodos y fáciles de usar.
Hay higrómetros más avanzados que pueden ofrecer una medida rápida y exacta de la temperatura de la superficie, la temperatura del aire y la humedad relativa. A partir de estas mediciones, estos medidores calculan la temperatura del punto de rocío, el delta T, la temperatura de bulbo húmedo y la temperatura de bulbo seco. Estos también almacenan información para uso futuro y algunos pueden transferir los datos a su computadora (ordenador) (explicado más adelante).
4.2.1.1 Uso Adecuado
El usuario debe saber y entender el uso y cuidado correcto del higrómetro digital (Figura
4.1).
Siempre refiérase a las instrucciones del fabricante que vienen con su higrómetro.
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4-3
Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Figura 4.1 Higrómetro Electrónico (Medidores del Punto de Rocio)
Sin embargo, existen operaciones básicas (Figura 4.2) que son comunes para la mayoría de
los higrómetros.
Usted debe saber que al moverse de un extremo de temperatura/humedad a otro debe dejar un
plazo de tiempo para que el medidor se estabilice. Después de abrir el obturador que protege
el sensor, presione el botón de encendido y comience a tomar lecturas. Las mediciones de
temperatura serán exhibidas en grados Centígrados o Fahrenheit. Usted puede cambiar entre
las dos unidades dependiendo de sus necesidades al tomar las lecturas.
Una vez que el instrumento se ha estabilizado, la temperatura y la humedad relativa serán
exhibidas en la pantalla. Para exhibir la temperatura del punto de rocío, presione el botón del
“bulbo húmedo” (wet bulb) una vez. Presione este botón una segunda vez para cambiar a la
temperatura de bulbo húmedo. Al presionar por tercera vez regresará el medidor a la temperatura ambiente. La pantalla indicará cuando ha seleccionado el punto de rocío y la temperatura de bulbo húmedo.
Presionar el botón de “esperar” (Hold) hace que el medidor congele las lecturas exhibidas.
También hace que el medidor deje de tomar lecturas. Para continuar haciendo medidas, presione el botón de “esperar” otra vez. Algunos instrumentos cuentan con la función de mostrar las lecturas mínima y máxima, algunos pueden almacenar datos, mientras que otros
guardan y/o imprimen, permitiendo recolectar los datos posteriormente, lo que facilita el registro de lecturas.
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4-4
Figure 4.2 Usando un Higrómetro
Los instrumentos deben cumplir con todos los estándares de NIST en cuanto a la calidad y
uso y cumplir con ANSI/NCSL Z540-6 (Estándares Nacionales de Calibración).
4.2.1.2 Calibración
Revisiones periódicas de calibración durante la vida útil del medidor son un requisito de los
procedimientos de control de la calidad, por ejemplo, ISO 9000, y otras normas similares.
Para la revisión y certificación contacte al fabricante o distribuidor de su equipo. Su higrómetro vendrá calibrado del fabricante; sin embargo, un cierto método de certificación por
laboratorios independientes y algún método de verificación en el campo serán necesarios.
4.2.1.3 Parámetros de Operación
Consulte el manual de instrucciones del fabricante del higrómetro para obtener información
específica sobre los parámetros de operación/límites de su instrumento.
La exactitud y precisión de su higrómetro digital debe mantenerse especialmente en la parte
superior de la escala (ej., cerca del 100% HR), porque éste es el punto crítico en el cual el
contratista o inspector debe tomar decisiones de trabajar o no. La mayoría de las guías provistas por los fabricantes indicarán el grado de exactitud en Centígrados y Fahrenheit. También indicarán el rango y la resolución para cada lectura (ej., temperatura, humedad relativa,
punto de rocío y bulbo húmedo).
La repetitividad del instrumento depende de cada fabricante individual.
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Debe cuestionar las lecturas del instrumento cada vez que se presenten lecturas muy altas o
bajas que estén fuera de los parámetros conocidos. Consulte las predicciones del clima locales cada mañana, esto proporcionará una buena indicación de las condiciones ambientales
esperadas en su sitio de trabajo. Utilice esto como punto de referencia para el día.
Algunos errores y causas de fallas comunes de los higrómetros se deben al equipo en sí y
otras al operador. Algunas imprecisiones causadas por el operador incluyen:
•
Tomar la lectura bajo la luz directa del sol
•
Dejar el instrumento en un lugar demasiado tiempo
•
Retirar el instrumento antes de se estabilice
•
No permitir que el instrumento se estabilice después de un cambio ambiental (oficina a campo)
Es muy probable que las lecturas erróneas asociadas al equipo sean causadas por la calibración o malfuncionamiento del mismo y, por lo tanto, el instrumento debe ser substituido.
4.2.2 Registrador Independiente de Datos
Los Registradores de Datos (Data Loggers) son instrumentos independientes que miden y
almacenan datos ambientales automáticamente (Figura 4.3). Los datos guardados pueden ser
documentados en sitio o pueden ser analizados en su PC a través de una interfaz y software
apropiados. Los instrumentos pueden estar equipados con alarmas para indicar cuando se
exceden los límites especificados. Algunos de los modelos más sofisticados de higrómetros
electrónicos manuales (medidores de punto de rocío) también pueden ser utilizados como
registradores de datos con los accesorios adecuados. También hay registradores de datos
para aplicaciones específicas.
4.2.2.1 Uso Adecuado
Siempre debe referirse a las instrucciones del fabricante de su higrómetro.
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4-6
Figure 4.3 PosiTector DPM usado como Registrador de Datos (con dispositivos opcionales)
4.2.2.2 Calibración
Revisiones periódicas de calibración durante la vida útil del medidor son un requisito de los
procedimientos de control de la calidad, por ejemplo, ISO 9000, y otras normas similares.
Para la revisión y certificación contacte el fabricante o distribuidor de su equipo.
4.2.2.3 Parámetros de Operación
Consulte el manual de instrucciones del fabricante del higrómetro para obtener información
específica sobre los parámetros de operación/límites del instrumento.
Asegúrese que la exactitud y precisión de su higrómetro digital se mantenga especialmente
en la parte superior de la escala (ej., cerca del 100% HR), porque éste es el punto crítico en el
cual el contratista o inspector debe tomar decisiones de trabajar o no. La mayoría de las
guías provistas por los fabricantes indicarán el grado de exactitud en Centígrados y Fahrenheit. También indicarán el rango y la resolución para cada lectura (ej., temperatura, humedad
relativa, punto de rocío y bulbo húmedo).
La repetitividad del instrumento depende de cada fabricante individual.
Debe cuestionar las lecturas del instrumento cada vez que se presenten lecturas muy altas o
bajas que estén fuera de los parámetros conocidos. Consulte las predicciones del clima locales cada mañana, esto proporcionará una buena indicación de las condiciones ambientales
esperadas en su sitio de trabajo. Utilice esto como punto de referencia para el día.
Algunos errores y causas de fallas comunes de los higrómetros se deben al equipo en sí y
otras al operador. Algunas imprecisiones causadas por el operador incluyen:
•
Tomar la lectura bajo la luz directa del sol
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
•
Dejar el instrumento en un lugar demasiado tiempo
•
Retirar el instrumento antes de se estabilice
•
No permitir que el instrumento se estabilice después de un cambio ambiental (oficina a campo)
Es muy probable que las lecturas erróneas asociadas al equipo sean causadas por la calibración o malfuncionamiento del mismo y, por lo tanto, el instrumento debe ser substituido.
4.2.3 Registrador Independiente de Datos de un Horno
El Registrador de Datos de un Horno se utiliza para medir y registrar los perfiles de temperatura de un horno. Al registrar las temperaturas tanto en la superficie del producto como
del aire en el horno de curado, el instrumento registra el perfil de temperatura. El registrador
de datos de un horno (Figura 4.4) puede utilizarse en los hornos de curado de recubrimientos
en polvo, hornos de recubrimientos húmedos, hornos de lotes y hornos de bandas de transportación.
Figure 4.4 Registrador de Datos de un Horno
4.2.3.1 Uso Adecuado
Siempre debe referirse a las instrucciones del fabricante para los parámetros/límites de operación de su instrumento. Siempre debe de contar con el manual de operación en el sitio de
trabajo como referencia. Conozca el uso adecuado de su registrador de datos específico.
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
4-8
4.2.3.2 Calibración
Revisiones periódicas de calibración durante la vida útil del medidor son un requisito de los
procedimientos de control de la calidad, por ejemplo, ISO 9000, y otras normas similares.
Para la revisión y certificación contacte al fabricante o distribuidor de su medidor.
4.2.3.3 Parámetros de Operación
Consulte el manual de instrucciones del fabricante del higrómetro para obtener información
específica sobre los parámetros de operación/límites de su instrumento.
La mayoría de las guías provistas por los fabricantes indicarán el grado de precisión en Centígrados y Fahrenheit. También indicarán el rango y la resolución para cada lectura. La repetitividad del instrumento depende de cada fabricante individual, por lo tanto, consulte la
hoja técnica del fabricante.
Debe cuestionar las lecturas cada vez que se salgan de los parámetros conocidos.
Errores comunes pueden incluir la instalación inadecuada o mal uso del equipo en un ambiente fuera de sus límites mecánicos.
4.3 Monitor de la Velocidad del Viento o Anemómetro
El monitor de la velocidad del viento o anemómetro (Figura 4.5) también ayuda a determinar
si las condiciones son apropiadas para aplicaciones de recubrimiento.
Figure 4.5 Monitor de la Velocidad del Viento o Anemómetro
4.3.0.1 Uso Adecuado
Las instrucciones de los fabricantes son la base de conocimiento para cualquier instrumento.
Es su responsabilidad de garantizar que las instrucciones están con usted en el sitio de trabajo. Siempre tiene que estar parado de cara hacia el viento con la cara digital del instrumento
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4-9
Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
hacia usted. Sostenga el equipo a la longitud del brazo para que el aire fluya sin obstrucciones.
Los instrumentos deben cumplir con todos los estándares NIST en cuanto a la calidad y el
uso y estar de acuerdo con ANSI/NCSL Z540-6 (Estándares Nacionales de Calibración).
4.3.0.2 Calibración
Su monitor de velocidad del viento vendrá ya calibrado del fabricante.
4.3.0.3 Parámetros de Operación
Los parámetros de funcionamiento para el monitor de velocidad del viento incluirán:
•
La exactitud y la precisión del instrumento que usted utiliza variarán, pero la mayoría de los
fabricantes indican que el grado de exactitud es ± el 3% de la lectura indicada.
•
La repetitividad del instrumento variará dependiendo de cada unidad individual.
Debe cuestionar cada lectura cuando sabe que esta no corresponde a la velocidad real del
viento. Asegúrese de obtener de los reportes locales del clima el rango general de las velocidades del viento pronosticado para el día de trabajo.
Errores comunes del operador incluyen:
•
No colocarse de cara hacia el viento
•
No sostener el instrumento lejos del cuerpo
Errores comunes del equipo incluyen:
•
Baterías bajas
•
Rolineras o baleros desgastados
•
Mantenimiento insuficiente
4.3.1 Registradores Independientes de Data del Viento
El registrador independiente de datos del viento es una forma conveniente para obtener
los datos del viento que necesita. Dependiendo del fabricante, estas herramientas (Figura
4.6) pueden registrar la velocidad del viento, las ráfagas y la dirección, así como la hora, fecha, temperatura y otros parámetros importantes del viento. Algunos registradores de datos
son capaces de registrar la velocidad del viento proveniente de múltiples anemómetros. El
registrador puede ser configurado para grabar los datos en intervalos preestablecidos para ser
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
4-10
recuperados más tarde. Los datos registrados pueden ser descargados a una computadora
(ordenador) mediante el software del fabricante para su uso en otras aplicaciones.
Figure 4.6 Registrador de Datos del Viento
4.3.1.1 Uso Adecuado
Las instrucciones del fabricante son la base de conocimientos para cualquier instrumento. Es
muy importante que se instale correctamente el registrador de velocidad de viento. Las conexiones eléctricas deben realizarse adecuadamente y el anemómetro/veleta debe estar en
una área libre de obstrucciones del viento.
Asegúrese que su instrumento cumpla con todos los estándares NIST en cuanto a la calidad y
el uso y estar de acuerdo con ANSI/NCSL Z540-6 (Estándares Nacionales de Calibración).
4.3.1.2 Calibración
Su monitor de la velocidad del viento viene pre-calibrado de la fábrica, sin embargo, la configuración del registrador de datos del anemómetro por lo general pueden calibrarse en el
menú principal de configuración. Puede soportar una variedad de anemómetros, pero usted
tendrá que proporcionar la configuración de calibración.
4.3.1.3 Parámetros de Operación
Los parámetros de operación pueden variar ligeramente según el fabricante, pero los registradores de datos de velocidad del viento en general tienen las siguientes funciones:
•
Mostrar y registrar la velocidad del viento en:
—
—
Millas por hora (mph)
Metros por Segundo (m/s)
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—
Kilómetros por hora (kph)
•
Mostrar dirección del viento – si está equipado, dará indicaciones de 0° a 359° ó N, S, E, O.
•
Mostrar la temperatura – si está equipado, mostrará los datos en °C y °F
—
—
—
Mide de -40°C a 100°C (-40°F a 212°F)
Resolución: 1°C (1.8°F)
Precisión: 3°C o mejor
El instrumento generalmente requiere una fuente de poder de 7 a 40 volts DC.
De igual manera que con el monitor de velocidad de viento manual, debe cuestionar cada
lectura cuando sabe que esta no corresponde a la velocidad, la dirección o la temperatura real
del viento. Asegúrese de obtener de los reportes locales del clima el rango general de las
velocidades del viento pronosticado para el día de trabajo.
Los errores más comunes causados por el usuario del registrador de data de viento es la instalación inadecuada, lo que incluye:
•
Fuente de poder insuficiente
•
Conexión inadecuada al anemómetro/veleta o al registrador de datos
•
Anemómetro/veleta montado en un lugar donde el flujo de viento está obstruido
4.4 Métodos Avanzados de Colección de Data
Como se mencionó anteriormente, muchos de los instrumentos avanzados de evaluación ambiental tienen la capacidad de medir las condiciones de forma rápida y precisa, así como almacenar los datos para uso futuro. Estos datos almacenados pueden transferirse a una
computadora (ordenador) y, a veces a otros dispositivos a través de varios métodos.
4.4.1 Conectividad del Equipo
Dependiendo del fabricante y modelo del instrumento, existen numerosos métodos para
transferir los datos almacenados:
•
USB – los datos transferidos a través de un cable de transferencia de datos de alta velocidad a
una computadora, o, en algunos casos se conectan directamente a una impresora.
•
IR – algunos modelos pueden imprimir la información directamente a una impresora portátil
infrarroja
•
Bluetooth – algunos dispositivos tienen la función bluetooth para que los datos puedan ser
monitoreados y registrados de forma remota en tiempo real, los datos pueden ser descargados
y revisados en los dispositivos móviles, PDA, etc.
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
4-12
4.4.2 Sistemas de Software
Algunos fabricantes tienen softwares disponibles los cuales están diseñados para administrar
los datos almacenados (Figura 4.7) para los siguientes equipos:
•
Higrómetros electrónicos (medidores del punto de rocío)
•
Registradores de datos ambientales
•
Registradores de datos de un horno
•
Registradores de datos del viento
Algunas de las características disponibles (dependiendo del software) incluyen la capacidad
de:
•
Crear informes profesionales en segundos
•
Exportar reportes a hojas de cálculo, archivos de texto o guardar como PDF o JPEG
•
Copiar y pegar en los informes de otros documentos
•
Combinar los informes para comparar claramente los diferentes lotes
•
Enviar los informes directamente vía correo electrónico
•
Asignar etiquetas de identificación de lotes
•
Cambiar el nombre de los lotes para una identificación clara
•
Utilizar una amplia gama de informes estándar que incluyen:
—
—
—
—
—
—
Medidas individuales
Estadísticas
Histogramas
Gráficos individuales de líneas o de barras
Logaritmo normal
Gráficos de torta (pie)
•
Personalizar totalmente los informes
•
Incluir gráficos y logotipos de la empresa en los informes
•
Combinar lotes para comparar las lecturas o vincular lotes de diferentes medidores en un archivo de inspección integral
•
Localizar rápidamente un archivo específico o por lotes
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Figure 4.7 Imagen de Pantalla del Software del Manejo de Data del Elcómeter ElcoMaster™
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
4-14
Definiciones de Términos Claves
Higrómetro Digital Electrónico: Son instrumentos electrónicos para determinar la humedad
relativa, la temperatura del aire y la temperatura del punto de rocío
Monitor de la Velocidad del Viento o Anemómetro: Es un instrumento que ayuda a determinar si las condiciones son apropiadas para la aplicación del recubrimiento.
Registradores de Datos: Son instrumentos independientes que miden y almacenan datos
ambientales automáticamente.
Registrador de Datos de un Horno: Se utilizan para medir y registrar los perfiles de temperatura en un horno.
Registrador Independiente de Datos del Viento: Es una forma conveniente para obtener
los datos del viento que necesita. Dependiendo del fabricante, estas herramientas pueden
registrar la velocidad, las ráfagas y la dirección del viento, así como la hora, fecha, temperatura y otros parámetros importantes del viento.
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales
Guía de Estudio
1. El Higrómetro electrónico puede usarse para determinar:
________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________
2. Los instrumentos avanzados de pruebas ambientales tienen la capacidad de almacenar
datos que pueden transferirse a una computadora y otros dispositivos. Los métodos de
transferencia son:
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5-1
Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales – Laboratorio de Práctica
Capítulo 5: Instrumentos Avanzados
para Pruebas Ambientales –
Laboratorio de Práctica
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Leer los capítulos correspondientes al día
•
Leer el ejercicio
Medición de las Condiciones Ambientales Mediante Instrumentos de Prueba
Avanzados
En el CIP 1 tenían el requisito de demostrar su destreza en el uso de un psicrómetro, las Tablas de la Oficina del Clima de los Estados Unidos (libro de tablas psicrométricas) y un termómetro de superficie, para determinar el punto de rocío, la temperatura del acero y la humedad relativa.
Hoy vamos a mostrar algunos de los instrumentos avanzados para pruebas ambientales descritos en el capítulo 4; con el objetivo de que usted tenga la experiencia directa con los mismos.
Por favor divídanse en sus equipos y completen la tarea adjunta. Tienen 45 minutos para
completar la tarea. Todos deberían utilizar el higrómetro electrónico (medidor de punto de
rocío). Tendrán que entender el instrumento y cómo usarlo en el examen final práctico.
Nota: Como guía, consulte la norma ASTM E 337, Método A.
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales – Laboratorio de Práctica
5-2
Procedimiento
1. Equipo Requerido:
•
Higrómetro electrónico (medidor de punto de rocío)
•
Manual de instrucciones del fabricante
•
Termómetro infrarrojo o de temperatura de contacto con la superficie (opcional, pude ser parte del higrómetro)
•
Placa de prueba
2. Propósito de la Práctica
•
Aprender cómo usar adecuadamente un higrómetro electrónico (medidor de punto de rocío)
•
Aprender las funciones disponibles y capacidades de un higrómetro electrónico
•
Aprender el procedimiento para calibrar el higrómetro electrónico en campo
3. Procedimiento de la Actividad
Cada equipo recibirá lo siguiente:
•
Higrómetro electrónico (medidor de punto de rocío)
•
Termómetro infrarrojo o de temperatura de contacto con la superficie
•
Placa de prueba
4. Requerimientos
Cada estudiante tendrá que realizar los siguientes ejercicios:
•
Medir adecuadamente la temperatura de la superficie
•
Medir, registrar y guardar las condiciones ambientales dentro del salón de clases
•
Registrar los resultados en °C y °F
•
Separar por lotes y guardar juegos múltiples de lecturas ambientales
•
Repetir el procedimiento en exterior del salón de clases
Los estudiantes tienen que hacer las mediciones arriba mencionadas en el interior y
exterior del salón de clases.
Usar el equipo provisto para completar el registro de la inspección en la siguiente
página.
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5-3
Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales – Laboratorio de Práctica
Información del Instrumento de Pruebas Ambientales
Nota: Usar el cuadro de abajo para documentar información del instrumento usado.
Fabricante
# de Modelo
# de Serie
Última Calibración
Próxima Calibración
Data del Instrumento de Pruebas Ambientales
Fecha: ______________________________
Ubicación: DENTRO DEL SALÓN
Hora 
°C
°F
°C
°F
°C
°F
Temperatura de Bulbo
Húmedo
Temperatura de Bulbo
Seco
(%) H.R.
Punto de Rocío
Temperatura del Acero
¿Se puede trabajar?
Sí/No
Nota: Utilice unidades métricas e imperiales
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Instrumentos Avanzados para Pruebas Ambientales – Laboratorio de Práctica
5-4
Data del Instrumento de Pruebas Ambientales
Fecha: ______________________________
Ubicación: AFUERA DEL SALÓN
Nota: Utilice unidades métricas e imperiales
Hora 
°C
°F
°C
°F
°C
°F
Temperatura de Bulbo
Húmedo
Temperatura de Bulbo
Seco
(%) H.R.
Punto de Rocío
Temperatura del Acero
¿Se puede trabajar?
Sí/No
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6-1
Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Capítulo 6: Limpieza Abrasiva por
Fuerza Centrífuga
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
• Equipo de limpieza abrasiva por fuerza centrífuga
• El propósito de sistemas de granallado portátil y operado a control remoto
• Estándares usados en la limpieza abrasiva por fuerza centrífuga
• El propósito de la limpieza abrasiva
• Consideraciones de la inspección
Términos Claves
• Limpieza abrasiva por fuerza centrífuga
• Molino giratorio
• Maquinas de mesas múltiples
• Mesa oscilatoria
• Amperímetro
• Pruebas de control
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
• Completar los capítulos previos
• Leer el capítulo
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
6-2
6.1 Introducción
La limpieza abrasiva por fuerza centrífuga o granallado1 se usa en una variedad de operaciones de
limpieza, acabado y peening. El inspector de recubrimientos generalmente estará más involucrado
con tal operación de limpieza en trabajos en planta o en el campo:
• En los trabajos en una planta (Figura 6.1) se preparan una variedad de planchas, tuberías y
otras piezas fabricadas de acero.
• Durante los trabajos en campo se preparan grandes superficies planas de concreto (hormigón)
o de acero, nuevas o usadas
Figura 6.1 Unidad de Limpieza Centrífuga tipo Monoriel – Pieza Antes y Después
6.2 Equipo de Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
6.2.1 Cabina de Granallado Estacionaria
Los sistemas de granallado, los equipos y las aplicaciones difieren principalmente en:
• Cómo la pieza de trabajo es transportada a través de la cabina.
• El tipo de abrasivo empleado.
1 El término “granallado” se emplea de diversas formas en Hispanoamérica, para los efectos de este cur‐
so, emplearemos el término como sinónimo del método de limpieza abrasiva centrífuga.
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6-3
Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
A pesar de que las combinaciones de tipos de maquinaria y aplicaciones son casi innumerables, hay varias configuraciones generales básicas, que incluyen:
• Molino giratorio
• Mesa múltiple
• Mesa plana
– generalmente ha sido reemplazada por las mesas múltiples y oscilatorias.
• Mesa oscilatoria
• Sistemas con un diseño específico para la limpieza continua de altos volúmenes de láminas de
acero, vigas fabricadas, piezas dobladas, varillas, tuberías, etc.
El Molino Giratorio es un sistema normalmente utilizado para la limpieza por lote de piezas. Las ruedas normalmente están montadas en la parte de arriba de la cabina y limpian las
piezas conforme giran en el molino. Existen diferentes tamaños de máquinas disponibles
para manejar desde 0,06 m3 (2 pies3) hasta 2,8 m3 (100 pies3) de piezas por carga. La limpieza y el descostrado de piezas fundidas, forjadas y tratadas térmicamente son aplicaciones
comunes. La limpieza por lotes normalmente requiere de sólo 5 a 10 minutos, dependiendo
del tipo de trabajo. El uso de la granalla esférica (“shot”) y angular (“grit”) es lo más común.
Las Mesas Múltiples son máquinas que constan una serie de mesas de trabajo que giran de
forma independiente, montadas en una plataforma rotatoria también llamada araña. Las mesas individuales giran conforme se mueven debajo de la rueda de proyección de abrasivo
(Figura 6.2). Diferentes modelos están disponibles con diferente diámetro y número de mesas, dependiendo del tamaño de las piezas que se van a limpiar. Normalmente las mesas
múltiples se usan para piezas relativamente planas o frágiles, que no soportan la acción del
sistema de molino giratorio.
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
6-4
Figura 6.2 Unidad de Mesa Múltiple
La Mesa Oscilatoria es equipo (Figura 6.3) que ofrece un alto grado de flexibilidad en el
manejo de piezas de trabajo y puede acomodar elementos muy grandes y pesados de hasta
9.000 kg (10 toneladas). La mesa de trabajo rota bajo la proyección de abrasivos de una o
más ruedas y está montada en una puerta batiente.
Esto facilita la carga y descarga de piezas con montacargas, poleas, grúas, etc. Los modelos
disponibles varían en tamaño desde 1,2 m (4 pies) a 3,0 m (10 pies) de diámetro. El diseño
de “doble puerta” permite que mientras una carga se está preparando, la otra mesa de trabajo
se recarga, para una producción casi continua.
Figura 6.3 Unidad Mesa Oscilatoria
Los Sistemas de Diseño Específico se presentan en una gran variedad de máquinas semiestándar y de automatizado especial, como las de ganchos giratorios, monorrieles, shot peening, transportadores de rodillos rectos y oblicuos, carritos de desplazamiento de piezas y
molinos giratorios continuos. Figura 6.4.
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6-5
Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Algunas de las máquinas más grandes construidas se usan para limpiar grandes secciones de
barcos. Uno de estos diseños utiliza 40 ruedas centrífugas que impulsan un total de cerca de
13.600 kg (30.000 libras) de abrasivo por minuto.
Figura 6.4 Unidad Granalladora de Vigas
Los vagones de ferrocarril se limpian en cabinas cerradas, durante su construcción, así como
durante su reparación y repintado (Figura 6.5). La limpieza en tales casos se realiza con hasta veinte unidades de ruedas centrifugas.
Figura 6.4 Unidad de Granallado para Vagones
Figura 6.6 Unidad de Granallado para Láminas Pequeñas
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6-6
Figura 6.7 Unidad de Granallado para Láminas Grandes
Figura 6.8 Unidad de Granallado para Láminas (derecha a izquierda)
Los sistemas automatizados están disponibles para todo tipo de barras recién fabricadas en
caliente, varillas y alambrones, flejes de acero, planchas y elementos estructurales, así como
para componentes fabricados y soldados que serán recubiertos.
Figura 6.9 Unidad Típica de Limpieza Centrífuga
Los sistemas transportadores de 4 ruedas usualmente se utilizan para la limpieza de placas
prefabricadas y estructuras dobladas. Las máquinas más grandes, las cuales varían en el sistema transportador de las piezas, generalmente usan ocho ruedas y pueden usarse para la
limpieza de elementos post fabricados, como vigas, tirantes y muchas otras piezas estructurales grandes.
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Figura 6.10 Unidad Pequeña de Limpieza Centrífuga
En estas máquinas, lotes de piezas pequeñas, como escuadras de soporte, juntas soldadas,
etc., son a menudo cargadas en canastillas que se colocan en las bandas transportadoras o en
una máquina más grande, quizás suspendidas con ganchos, de manera que piezas numerosas
y de formas variadas se puedan limpiar. Las piezas más grandes se pueden colgar en soportes especiales y limpiarse por lote.
Figura 6.11 Esquema de la Unidad
Figura 6.12 Unidad para Tubos – Rodillos Oblicuos
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6.3 Sistemas Portátiles y a Control Remoto
Estos sistemas permiten la limpieza en el sitio de trabajo durante la construcción y mantenimiento de superficies de acero, concreto (hormigón), madera, incluyendo:
• Cubiertas, costados y fondos de barcos
• Tanques de almacenamiento
• Pisos de concreto
• Cubiertas de puentes y carreteras
En estos sistemas el abrasivo es reciclado y el material removido de la superficie, así como
el polvo generado por el granallado, son recolectados para su subsecuente disposición.
Figura 6.13 Unidad de Granallado Portátil
Figura 6.14 Unidad de Granallado Portátil
6.3.1 Elementos y Componentes Básicos del Sistema
Aunque las configuraciones pueden variar un poco de una máquina a otra, generalmente los
sistemas de granallado están compuestos de lo siguiente:
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6-9
Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
• El corazón del sistema, la rueda que proyecta el abrasivo por fuerza centrífuga, la cual lanza
el abrasivo contra la estructura a limpiar en un patrón controlado.
• La cabina de granallado, la cual confina el abrasivo cuando éste es proyectado desde la rueda
y previene el escape de polvo y materiales finos generados por la limpieza.
• En los sistemas fijos, un sistema de manejo de materiales que transporta la pieza de trabajo
hacia la(s) rueda(s).
• El sistema de reciclado de abrasivo que separa y devuelve el abrasivo bueno a una tolva de
almacenamiento para ser reutilizado.
• Un colector de polvo y un sistema de ventilación para ventilar la cabina de granallado y para
operar el separador de lavado con aire.
• Abrasivos del tipo, tamaño y mezcla apropiados para el trabajo que se realizará
Figura 6.15 Diagrama de la Unidad de Limpieza Centrífuga
6.3.2 Rueda de Granallado o Turbina
El diseño de la rueda (Figura 6.16) puede variar según cada fabricante; sin embargo, todas
funcionan de la misma manera, tal y como se describe a continuación:
• La rueda, movida por un motor AC ó DC, adaptada con aspas ajustables y removibles, lanza
el abrasivo por fuerza centrífuga hacia la superficie de la pieza de trabajo.
• El abrasivo que viene de un depósito superior, alimenta el centro de la unidad de la rueda que
está rotando a alta velocidad.
• Un impulsor de una aleación fundida gira con la rueda e imparte una velocidad inicial a las
partículas abrasivas; éste dirige el abrasivo a una abertura en la carcasa estacionaria desde la
cual se descarga el abrasivo sobre las aspas de la rueda.
• El abrasivo es tomado por los extremos internos de las aspas y se acelera rápidamente conforme se mueve hacia el borde externo de la rueda y hacia la superficie de la pieza de trabajo.
• La ubicación de la apertura en el borde de la carcasa de control establece la dirección del patrón de granallado generado por la rueda. Una desalineación de la ubicación del patrón de de
tan sólo 10%, puede reducir la eficacia de limpieza en un 25% o más.
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
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Debido a que las ruedas conforman una parte esencial del funcionamiento adecuado de la
unidad, se deben ajustar y dar mantenimiento apropiadamente. La eficiencia de la rueda o
ruedas depende, sin embargo, de otros factores. Usted debe estar familiarizado con algunos
de los siguientes aspectos:
• Mezcla operativa de abrasivos
• Tamaño del abrasivo
• Velocidad de salida del abrasivo desde la rueda
• Cantidad y dirección del abrasivo proyectado
• Estado de las partes del sistema de alimentación (conductos de alimentación, impulsor, carcasa del impulsor y aspas)
Figura 6.16 Rueda de Limpieza por Fuerza Centrífuga
6.3.2.1 Ajuste de la Rueda Para un Adecuado Patrón de Granallado
A menos que el abrasivo proyectado impacte el área de trabajo, éste no podrá hacer el efecto
de limpieza. La eficiencia del granallado es afectada enormemente por el porcentaje del
abrasivo proyectado hacia el área de trabajo, el cual es determinado principalmente por la
posición de la carcasa del impulsor.
La carcasa del impulsor es una envoltura que encaja alrededor del impulsor. El impulsor está
moldeado con aspas parecidas a las de la rueda de granallado, aunque mucho más pequeñas,
y están montadas sobre el mismo eje que mueve a la rueda. El impulsor recibe el abrasivo
del ducto de alimentación y lo proyecta hacia las aspas de la rueda. La alimentación del
abrasivo suministrado a las aspas es controlada por el tamaño y la forma de la carcasa del
impulsor.
Se define como “punto caliente” al área de granallado. Esto es porque una pieza de trabajo
fija o una placa de prueba se calentará cuando es granallada por 30 segundos o más.
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Para dirigir de forma precisa el abrasivo, el operador puede realizar las siguientes acciones:
• Desconectar el mecanismo transportador para que una placa permanezca estática.
• Instalar la placa y granallarla por 30 segundos.
• Detener el granallado y localizar el “punto caliente” en la placa.
• Ajustar el impulsor en el sentido del las manecillas del reloj o en sentido contrario como lo
indique el “punto caliente” para lograr el patrón de anclaje deseado.
• Retirar la placa y reconectar el mecanismo transportador.
6.3.3 El Amperímetro Como una Guía de Rendimiento
La calidad de abrasivo proyectado por la rueda se determina con un amperímetro que muestra
la carga en el motor. La diferencia entre las lecturas de amperaje “sin carga” y con “carga
completa”, equivale al 100% de la capacidad de proyección de la rueda. La mayoría de las
ruedas están diseñadas para operar con un “amperaje de carga completa”.
Una lectura de bajo amperaje podría significar lo siguiente:
• Una rueda necesitada de abrasivo, aquella que no consume un amperaje completo porque no
recibe suficiente abrasivo.
• Una rueda inundada o ahogada, aquella en la que el abrasivo se suministra demasiado rápido,
por lo que se ahoga el conducto de alimentación con el material.
6.3.4 Efectos de Partes Desgastadas sobre el Patrón de Anclaje
• El desgaste en cualquier elemento de la rueda, como aspas del impulsor, carcasa del impulsor
o aspas de la rueda, pueden desviar el punto caliente y reducir la eficiencia de la misma (Figura 6.18).
• El desgaste en la apertura de la carcasa del impulsor puede afectar el punto caliente, ya que
permite más abrasivo a ser proyectado debido a una mayor apertura.
• El desgaste en la carcasa y del impulsor y de sus venas afectan la ubicación y tamaño del punto caliente.
• Ruedas desgastadas o ralladas pueden desbalancearse, provocando el deterioro del patrón de
limpieza, así como una reducción en la eficiencia de la máquina.
• Si el granallado no está dirigido a la zona de trabajo, se producirá un desgaste innecesario en
la maquinaria.
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Figura 6.17 Partes de la Unidad de Limpieza Centrífuga
Figura 6.18 Aspa Desgastada de la Unidad de Limpieza Centrífuga
6.3.5 Principios Básicos de Operación
En los términos más simples, el sistema de limpieza abrasiva por fuerza centrífuga opera de
la siguiente manera:
• Los abrasivos fluyen por gravedad desde el dispositivo de almacenamiento, a través de un
conducto de alimentación, hacia un impulsor en rotación.
• La cantidad de abrasivos que fluye se controla mediante válvulas medidoras en la línea de
suministro.
• El impulsor dirige el abrasivo a través de una apertura en la carcasa del mismo hacia las aspas
rotatorias de la rueda de granallado.
• La rueda motorizada proyecta el abrasivo por fuerza centrifuga contra la pieza de trabajo.
• Después de golpear la pieza de trabajo, el abrasivo cae en un contenedor de recuperación junto con contaminantes como: Arena, laminaciones, recubrimientos viejos, etc., que han sido
removidos de la pieza de trabajo.
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
• El sistema de manejo de abrasivos eleva el abrasivo contaminado hacia el separador de lavado con aire que se encuentra sobre la granalladora (Figura 6.19).
• El separador de lavado con aire remueve los contaminantes y cualquier partícula abrasiva que
se hizo demasiado pequeña como para ser útil (Figura 6.20).
• El abrasivo limpio y clasificado según su tamaño se regresa al depósito de almacenamiento
para reutilizarse, completando así el ciclo.
Figure 6.19 Sistema de Abrasivos
Figure 6.20 Separador de Abrasivos
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
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Las funciones del separador son:
• Controlar el tamaño de la mezcla de abrasivos, lo cual influye en la eficiencia de la limpieza.
• Eliminar arena, abrasivos desgastados (finos), óxido, sucio y otros contaminantes de la corriente abrasiva para que sólo el abrasivo limpio y en buen estado sea suministrado a la granalladora.
• Controlar el consumo de abrasivo, el cual puede medirse por el tamaño de las partículas abrasivas retiradas de la máquina.
Muchos separadores están equipados con placas separadoras secundarias (Figura 6.21), que
dirigen algo de la mezcla de abrasivos para su recirculación y permiten que sólo el abrasivo
limpio pase al depósito de alimentación (Figura 6.22).
Figura 6.21 Placas Separadoras en el Separador
Figura 6.22 Cortina Abrasiva, Flujo de Aire y Bypass para Escorias
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Figura 6.23 Abrasivos Pasando por el Separador
Durante la operación, la mezcla abrasiva fluye por gravedad sobre el borde del separador (Figura
6.23). Un flujo de aire de alta velocidad jala la mezcla que cae hacia adentro, donde las placas
separadoras estacionarias y ajustables separan los contaminantes que se desvían hacia el colector. Un tamiz final protege a la rueda de granallado de objetos extraños grandes y los contaminantes en el aire se expelen hacía el sistema de recolección de polvo.
Una válvula de medición ajustable ha sido diseñada para prevenir que sobrecargas de contaminantes entren en el lavado con aire durante los picos de operación. Si esto ocurre, el sistema de
bypass de sobrecarga del separador remueve y recicla el abrasivo contaminado antes de que
pueda entrar en el lavado con aire. Un separador que funciona correctamente asegura que un
abrasivo bueno, limpio y de tamaño adecuado caiga en el depósito de alimentación y esté listo
para usarse.
6.4 Estándares
Los estándares de preparación de la superficie usados para la limpieza abrasiva centrífuga
son los mismos que para la limpieza por chorro abrasivo. Estos incluyen los estándares conjuntos de NACE/SSPC, los cuales incluyen comentarios específicos para la limpieza abrasiva
centrífuga, así como los Estándares de ISO. Estos estándares incluyen:
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Estándares Conjuntos
NACE/SSPC
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NO
Estándares ISO
ISO 8501-1, Sa 3
Limpieza Abrasiva a Acero Visiblemente
Limpio
NACE No. 1/SSPC-SP 5
Limpieza Abrasiva a Metal Blanco
NACE No. 2/SSPC-SP 10
Limpieza Abrasiva a Metal Casi Blanco
ISO 8501-1, Sa 2 ½
Limpieza Abrasiva Muy Completa
NACE No. 3/SSPC-SP 6
Limpieza Abrasiva a Grado Comercial
ISO 8501-1, Sa 2
Limpieza Abrasiva Completa
NACE No. 8/SSPC-SP 14
Limpieza Abrasiva a Grado Industrial
ISO 8501-1, Sa 1
Limpieza Abrasiva Ligera
NACE No. 4/SSPC-SP 7
Limpieza Abrasiva a Grado Superficial
Figura 6.24 Estándares de Limpieza Abrasiva
Estándares Conjuntos
NACE/SSPC
NACE No. 1/SSPC-SP 5
Limpieza Abrasiva a Metal Blanco
Manchas
Aleatorias
Limpieza
Ninguna
NACE No. 2/SSPC-SP 10
Limpieza Abrasiva a Metal Casi Blanco
5%
NACE No. 3/SSPC-SP 6
Limpieza Abrasiva a Grado Comercial
33%
Libre de todo aceite, grasa,
polvo, sucio, calamina,
óxido, recubrimientos, productos de la corrosión y
otro material foráneo visibles.
NACE No. 4/SSPC-SP 7
Limpieza Abrasiva a Grado Superficial
Calamina, óxido y recubrimientos firmemente
adheridos pueden permanecer en el sustrato
NACE No. 8/SSPC-SP 14
Limpieza Abrasiva a Grado Industrial
Trazas de calamina, óxido y residuos de recubrimientos son permitidos en un 10% de cada
unidad de área
Figura 6.25 Estándares de Limpieza Abrasiva 2
6.5 Abrasivos
La máquina granalladora (Figura 6.26) limpia mejor si se usa un rango de tamaños de
abrasivo. Las partículas más grandes serán las del abrasivo recientemente agregado. Las
más pequeñas estarán determinadas por las mallas de los tamices en el equipo de reciclado.
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Las partículas grandes impactan la superficie para retirar laminaciones, arena, etc. y las de
menor tamaño limpian pequeñas irregularidades y crean rugosidad en la superficie, removiendo las partículas sueltas de forma tal que la pieza de trabajo quede completa y uniformemente limpia.
Figura 6.26 Diagrama de la Máquina de Suministro del Abrasivo
El mantener una mezcla bien equilibrada (algunas veces llamada mezcla operativa) con diferentes tamaños de abrasivo, permite:
• Proporcionar consistencia en el acabado de la pieza que se está preparando.
• Asegurar un cubrimiento uniforme del abrasivo sobre el área de trabajo.
• Asegurar un acondicionamiento del abrasivo para una limpieza óptima.
• Minimizar el desgaste del abrasivo y de las piezas de la máquina y reducir los tiempos muertos por mantenimiento.
Un análisis periódico del tamaño de las partículas del abrasivo puede ayudar al operador y al
inspector a mantener la mezcla de operación adecuada.
6.5.1 Selección del Abrasivo
Las operaciones de limpieza abrasiva por fuerza centrífuga hacen uso de una gran variedad
de materiales abrasivos, incluyendo productos agrícolas y sintéticos, tales como esferas de
vidrio, óxido de aluminio y escorias. Sin embargo, normalmente se usan granallas de acero,
angulares y esféricas, para preparar la superficie de acero y concreto (hormigón). El tipo de
material a preparar y el acabado deseado determinan el tipo de granalla a utilizar.
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Las granallas esféricas de acero o shot (Figura 6.27) podrían ser el mejor abrasivo disponible para limpiar, descostrar o hacer peening2. El shot rompe costras como la calamina y el
tratamiento térmico o desgastan la arena proveniente de piezas moldeadas. Debido a su tenacidad y dureza ideal [44 a 46 Rockwell C (Rc)], la granalla esférica de acero no se fractura rápidamente. Estas son redondas cuando son nuevas y, después de fracturarse y de repetidos impactos, regresan de nuevo a una forma redonda.
Figura 6.26 Shot esférico de acero
La granalla angular de acero o grit (Figura 6.28) es mejor para crear un perfil angular sobre la
superficie antes de recubrir, o para preparar aleaciones duras, abrillantar piezas no ferrosas,
para rodillos o piezas con tratamiento térmico o cualquier aplicación donde se requiera una
superficie rugosa. La granalla de acero angular puede variar en dureza desde 45 a 65 Rc.
Figura 6.28 Granalla Angular de Acero
El término “peening” se refiere al método donde se emplea un abrasivo redondo (o una herramienta de
punta redonda) para, entre otras cosas, aliviar tensiones, etc. Este método crea un efecto redondeado
sobre la superficie.
2
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
Debido a que la granalla esférica de acero tiende a dejar un efecto redondeado, en lugar de
uno angular en la superficie, se usa frecuentemente una mezcla de shot y grit para lograr una
mayor limpieza y perfil de anclaje. La granalla de acero angular a menudo se sustituye por
la esférica. La granalla angular de dureza mediana se usa para obtener un perfil afilado sobre
la superficie de acero o para remover costras tenaces de las aleaciones de acero. La fragilidad del abrasivo incrementa su dureza, de forma tal que la granalla más dura se fractura rápidamente, reteniendo su angularidad, lo que resulta en un mayor consumo de abrasivo y un
mayor desgaste de las partes de la maquinaria.
Los abrasivos ferrosos pueden dejar trazas del metal en el sustrato, por lo que no deben usarse en sustratos en los que se podría inducir la corrosión. Por ejemplo, si un sustrato de acero
inoxidable es granallado con un abrasivo de acero o hierro, el acero inoxidable puede corroerse debido a la pérdida de pasivación.
6.5.2 Reabastecimiento del Abrasivo
El desgaste del abrasivo crea partículas de tamaño más fino (Figura 6.29), y la mezcla
operativa deseable se mantendrá sólo si esta se reabastece frecuentemente con pequeñas cantidades del abrasivo más grueso usado en la máquina. El reabastecimiento puede hacerse con un sistema automático de reabastecimiento o manualmente. Si la mezcla se reabastece de forma manual, se agrega el abrasivo en pequeñas cantidades para
evitar perturbar el balance de tamaños en la mezcla.
Figura 6.29 Desgaste del Abrasivo
El suministro del abrasivo no debe ser tan escaso, de forma que se requiera agregar drásticamente una gran cantidad de abrasivo, alterando el patrón de la rueda, la velocidad de limpieza, el consumo del abrasivo o el acabado resultante.
El consumo de abrasivo es determinado por el tamaño del abrasivo que está siendo removido
por el separador, no por el tamaño de abrasivo comprado. Normalmente el separador es ajus-
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tado para retener partículas de abrasivos cinco tamaños más pequeñas que el tamaño comprado.
6.5.3 Contaminación del Abrasivo
A menudo el granallado se realiza en base a un contrato por operadores que granallan e imprimen para varios clientes. Esto puede causar que el abrasivo se contamine con aceite o
grasa. Debido a que el aceite se esparce como una película delgada sobre el abrasivo metálico, éste se adherirá a la superficie del metal y no podrá detectarse con el “Ensayo del Vial”.
Discutiremos la prueba para contaminación más adelante en este capítulo, en la sección de
Inspección.
6.5.4 Procedimiento de Inspección
Es muy importante que usted, como inspector, siga un procedimiento adecuado de inspección
que está dentro de los límites de las especificaciones.
Los procedimientos de inspección pueden ser definidos por el cliente o pueden provenir de
de la comprensión del inspector del proyecto. Su inspección debe realizarse en la secuencia
apropiada. De lo contrario, podría causar retrasos de tiempo y puede costar pérdidas de
tiempo y dinero al propietario o contratista.
Usted debe observar, evaluar, verificar el cumplimiento a la especificación (mediante la documentación) e informar. Una buena presentación de informes y documentación de inspección puede proporcionar información muy valiosa sobre la preparación de la superficie y
tiene un impacto económico con la protección que proporcionan.
6.5.4.1 Pre-Limpieza
Usted debe estar seguro de que toda la nieve, hielo o agua estancada se eliminen de las piezas de
trabajo antes de la limpieza abrasiva. De la misma manera, el aceite, la grasa y el sucio deberán
ser eliminados de la pieza de trabajo antes de limpiar, para evitar la contaminación del abrasivo.
6.5.4.2 Pruebas Adicionales
Pruebas para Contaminación de Aceite y Grasa en Abrasivos Metálicos
Una muestra representativa del abrasivo, de aproximadamente 0,23 kg (1/2 libra), se pone en un
vaso limpio o recipiente de metal. El abrasivo se cubre con un solvente de hidrocarburo clorado,
1.1.1. tricloroetano (NO tricloroetileno). Este es el mejor solvente para el aceite o la grasa y tiene
una velocidad de evaporación rápida, lo que es importante. Este solvente se usa para lavar en seco
la ropa y se vende como un solvente quita manchas. Algunas veces se vende diluido con esencias
minerales que retardan la evaporación.
Después de que el solvente ha estado en contacto con el abrasivo durante tres a cuatro minutos,
debe decantarse en un recipiente limpio y poco profundo, como un plato plano; esto proporciona
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una mayor área de evaporación. Si el abrasivo metálico está contaminado con óxido finamente
dispersado, etc., puede ser necesario filtrar el solvente durante el proceso de decantación pasándolo
a través de una toalla de papel u otro papel filtro. El solvente debe permanecer en el recipiente
hasta que el volumen residual esté por debajo de aproximadamente 7 a 8 ml. (0,25 a 0,27 oz fl.).
Usando tricloroetano sin adulterar, esto no debería tomar más de cinco minutos.
El líquido remanente deberá verterse en una superficie de vidrio limpia (un espejo es mejor). En
un corto periodo de tiempo, todo el solvente deberá evaporarse y el aceite o grasa se verá como
un depósito residual sobre la superficie del espejo.
Al igual que con todos los solventes,
guarde las precau‐ciones necesarias
para el ma‐nejo seguro y utilice EPP.
Prueba de Control
Antes de realizar esta prueba, es muy importante realizar una prueba de “Control” al solvente. Esto significa realizar la prueba sin abrasivo y permitir que el solvente reduzca su
volumen antes de verterlo en el espejo.
Al realizar esta prueba “control”,
NO es aceptable probar sólo unas
gotas del solvente. El solvente debe
reducir su volumen por evaporación.
6.6 Consideraciones Especiales
Consideraciones especiales deben incluir las cuestiones de seguridad que implican el desplazamiento de grandes placas, vigas, etc. No camine por debajo de objetos en movimiento.
Usted debe ser consciente de su ambiente de trabajo. Por ejemplo, usted y los operadores de
limpieza abrasiva no son las únicas personas que trabajan en la zona. Vehículos, montacargas, puentes de grúa, tijeras, mesas de corte y el tráfico peatonal es por lo general muy pesado en la zona, así que mire antes de moverse.
6.7 Consideraciones de la Inspección
El inspector debe contar con un ambiente de trabajo seguro y asegurar que el cliente recibe la
limpieza especificada para la superficie a preparar:
• Debe vigilar permanentemente el colector de polvo y asegurarse de que el vacío está eliminando todas las partículas de polvo del sustrato.
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• También debe monitorear el amperaje de los motores de la rueda y buscar indicios de bajo
amperaje, lo que indica que la rueda no está enviando el abrasivo al sustrato y no se está logrando el perfil de anclaje necesario.
• Debe supervisar el manejo y carga de la línea transportadora en busca de contaminantes, así
como discontinuidades en el acero.
• Usted debe verificar la velocidad de la línea. La velocidad de la línea determinará si se logra
la limpieza de la superficie especificada.
• Más importante aún, inspeccione el acero conforme sale de la línea de producción, para asegurar que todas las superficies cumplen con las especificaciones del proyecto.
Lista de Verificación del Inspector
• Reunión previa al trabajo
• Inspección en el sitio previa al trabajo
• Obtener las especificaciones, fichas técnicas. Leer, comprender, discutir y comparar
• Pre-inspeccionar el equipo en busca de desgaste excesivo (el desgaste excesivo puede causar
un riesgo de polvo, así como una limpieza abrasiva inadecuada)
• Revisar los materiales para la mezcla adecuada de shot/grit de acuerdo a la especificación.
• Calibrar el equipo diariamente antes de usarlo
• Monitorear las condiciones ambientales
• Realizar inspecciones visuales de la operación de limpieza abrasiva/pintado y de la maquinaria
• Realizar las pruebas requeridas en la operación de limpieza abrasiva/pintado
• Registrar todas las actividades realizadas
• Reportar al cliente según lo requerido
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Definiciones de Términos Claves
Abrasivo: Una sustancia sólida que, debido a su dureza, fuerza, tamaño, forma, consistencia,
u otras propiedades, es adecuada para moler, cortar, hacer áspera, pulir o limpiar la superficie
por fricción o impacto de alta velocidad.
Amperímetro: Determina la calidad del abrasivo siendo propulsado por la rueda.
Estándares: Un término que se aplica a los códigos, especificaciones, métodos recomendados, procedimientos, clasificaciones, métodos de prueba, y guías que proporcionan capacidad
de intercambio y compatibilidad. Los estándares mejoran la calidad, seguridad y economía,
y son publicados por una organización o grupo de desarrollo de estándares.
Limpieza Abrasiva Centrífuga: Un proceso de limpieza abrasiva que impulsa abrasivos
hacia la superficie a limpiar.
Mesas Múltiples: Una serie de mesas de trabajo giratorias independientes, montadas en una
plataforma giratoria o “araña”.
Mesa Oscilatoria: La mesa de trabajo gira debajo de la proyección de abrasivos de una o
más ruedas, deja de oscilar cuando se abre la puerta de la cabina. Ofrece un alto grado de
flexibilidad en el manejo de las piezas de trabajo y puede acomodar piezas muy grandes y
pesadas de hasta 9.000 kg (10 toneladas).
Molino Giratorio: Estos sistemas normalmente se usan para la limpieza por lote de piezas.
Las ruedas normalmente están montadas en la parte de arriba del gabinete y limpian la pieza
conforme giran en el molino.
Prueba de Control: Esto significa realizar la prueba sin abrasivos metálicos y permitir que
el solvente reduzca su volumen antes de verterlo sobre un espejo.
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
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Guía de Estudio
1. En general, los pasos básicos de la limpieza centrífuga incluyen:
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2. Los sistemas de transporte de limpieza centrífuga normalmente se usan para limpiar:
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3. El sistema portátil de limpieza centrífuga puede ser utilizado para:
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4. Generalmente los sistemas de limpieza centrífuga están compuestos de los siguientes
elementos:
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5. La eficiencia de la(s) rueda(s) de limpieza centrífuga depende de varios factores:
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Limpieza Abrasiva por Fuerza Centrífuga
6. Lecturas de bajo amperaje en un equipo de limpieza centrífuga podrían indicar que:
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7. Las funciones del separador de un equipo de limpieza centrífuga incluyen:
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8. Un buen balance de mezcla operativa de abrasivos hará:
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9. Algunas de las consideraciones del inspector durante la limpieza centrífuga incluyen:
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Chorro de Agua
Capítulo 7: Chorro de Agua
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
• Estándares
• Equipo y Sistemas
• Operaciones
• Consideraciones de la Técnico del Operador
• Consideraciones Especiales
• Consideraciones de la Inspección
• Lista de Verificación del Inspector
Términos Claves
• Chorro de Agua (Waterjetting)
• Contaminación No Visible (NV)
• Limpieza Visible de la Superficie (VC)
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
• Completar los capítulos previos
• Leer el capítulo
7.1 Introducción
El chorro de agua (“waterjetting”) – NACE No. 5/SSPC-SP 12 – contempla el uso de una
corriente de agua de alta presión para desprender recubrimientos existentes y para limpiar
contaminantes en un sustrato antes de aplicar el recubrimiento. Cuando se compara con la
limpieza abrasiva en seco, este método tiene ciertas ventajas particularmente en lo que respecta a la seguridad y controles ambientales. Los requisitos respiratorios pueden ser menos
exigentes y el desperdicio (abrasivos) no es un factor a considerar, ya que el agua es el medio
de limpieza utilizado.
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Chorro de Agua
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El término chorro de agua, se refiere al uso de solamente agua, sin la adición de partículas
sólidas como arena o granate en la corriente de agua. Los equipos modernos de chorro de
agua ya pueden producir presiones de hasta 6.328 Kg./cm2 (90.000 psig, 6.205 bar). Sin
embargo, conforme mejora la tecnología, pueden desarrollarse equipos con mayores presiones de operación.
Este método de limpieza es particularmente adecuado para la industria marina, de procesos,
plantas generadoras de electricidad y otras, donde los recubrimientos de alto desempeño requieren de una preparación de la superficie extensiva y/o descontaminación del sustrato con
un mínimo de efecto a los equipos circundantes y al ambiente. En la industria marina también es utilizado ampliamente para remover el crecimiento marino, recubrimientos antiincrustantes desgastados y en la preparación de interiores de tanques. También ha demostrado su efectividad en la remoción del crecimiento marino en las chaquetas (sección sumergida) de plataformas marinas.
Es muy importante recordar que mientras el chorro de agua eliminará contaminantes y calamina a diferentes presiones, no produce un perfil de anclaje como lo hace la limpieza abrasiva, lo cual tiene un papel crítico en la adhesión de un recubrimiento. En operaciones de
mantenimiento y reparaciones, el chorro de agua expone el perfil de anclaje que ya existe (si
es que lo hay).
A pesar de que el estándar se conoce como la Norma de Chorro de Agua, también trata sobre
la limpieza con agua, que es básicamente el mismo proceso pero a presiones más bajas. Es
importante que usted, el inspector, entienda estos términos y las presiones de trabajo asociados con ellos.
7.2 Estándares
Se ha convertido en una práctica común para algunos especificadores e inspectores equiparar
el nivel de limpieza alcanzado durante el waterjetting, con el logrado mediante la limpieza
abrasiva seca. Este método para determinar la limpieza alcanzada no es preciso o apropiado, ya que no existe una correlación directa entre las normas de limpieza abrasiva seca y las
capacidades y los resultados del waterjetting.
Las normas conjuntas NACE/SSPC para la limpieza abrasiva están completas y definen claramente las condiciones superficiales que se tienen que alcanzar. Sin embargo, en el caso
de escribir especificaciones para la preparación superficial con chorro de agua, las definiciones de preparación de superficie visuales (WJ-1 a WJ-4) y no visuales (NV-l a NV-3) deben
ser referenciadas. No olvide que en cualquier conflicto, las normas escritas prevalecerán
sobre las referencias fotográficas visuales o estándares visuales como NACE VIS
7/SSPC-VIS 4.
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7-3
Chorro de Agua
Un ejemplo de una aseveración en una especificación sería: “Todas las superficies a recubrir
deberán limpiarse de acuerdo a la norma NACE No. 5/SSPC-SP 12, WJ-2/NV-1. El método HP WJ o UHP WJ finalmente seleccionado por el contratista deberá basarse en la confianza que él tenga en las capacidades del equipo y de sus componentes.”
El especificador y el contratista deben estar de acuerdo en el método de prueba usado para
determinar la cantidad de contaminantes no visibles en la superficie preparada. El fabricante de los recubrimientos debe ser consultado para determinar la tolerancia del recubrimiento a las condiciones superficiales después de la limpieza con chorro de agua, correspondiente con las condiciones esperadas de servicio.
Dos términos sinónimos con la limpieza después del waterjetting son contaminantes visibles
y no visibles.
Contaminantes No Visibles (NV) se refiere a la presencia de materia orgánica, tal como
películas muy delgadas de aceite y grasa y/o iones solubles como cloruros, sales ferrosas y
sulfatos que permanecen en el sustrato después de la limpieza, y no son visibles a simple
vista.
Limpieza Visible de la Superficie (VC) se refiere a la condición visible del sustrato, cuando
se observa sin magnificación, después de la limpieza.
Lo siguiente se reprodujo de la norma conjunta NACE No. 5 / SSPC-SP 12.
7.2.1 Definiciones de la Preparación Visual de la Superficie
WJ-l Limpieza a Sustrato Desnudo
• La superficie deberá limpiarse hasta alcanzar un acabado que, al observarse sin magnificación,
esté libre de todo óxido visible, polvo, recubrimientos previos, calamina o materia extraña.
Puede observarse una decoloración de la superficie (A, B, C).
WJ-2 Limpieza muy Completa o Sustancial
• La superficie deberá limpiarse hasta alcanzar un acabado mate (opaco, moteado) el cual, al
observarse sin magnificación, estará libre de todo rastro visible de grasa, aceite, polvo y óxido,
excepto por algunas manchas de óxido dispersas aleatoriamente, recubrimientos delgados
firmemente adheridos, así como materia extraña firmemente adherida. Las manchas o materia
firmemente adherida se limitarán a un máximo de 5% de la superficie (A, B, C).
WJ- 3 Limpieza Completa
• La superficie deberá limpiarse hasta alcanzar un acabado mate (opaco, moteado) la cual, al
observarse sin magnificación, estará libre de todo rastro visible de grasa, aceite, polvo y óxido
excepto por algunas manchas de óxido dispersas aleatoriamente, recubrimientos delgados
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Chorro de Agua
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firmemente adheridos, así como materia extraña adherida firmemente. Las manchas o materia
firmemente adherida se limitarán a un máximo de 33% de la superficie (A, B, C).
WJ-4 Limpieza Ligera
• La superficie deberá limpiarse hasta lograr un acabado, el cual, al observarse sin magnificación, estará libre de todo rastro visible de grasa, aceite, sucio, polvo, calamina suelta, óxido
suelto y recubrimientos sueltos. Cualquier material residual estará firmemente adherido (C).
El inspector y el contratista deben saber que las superficies preparadas mediante LP WC, HP
WC, HP WJ o UHP WJ, no exhiben el tono de una superficie de acero preparada abrasivamente en seco. Después del chorro de agua, el acabado de la superficie de acero limpia, de
tonalidad mate, inmediatamente cambia a un color dorado, a menos que se use un inhibidor o
controles ambientales. Sin embargo, el uso de cualquier inhibidor fuera del requisito de la
especificación no es recomendable. El uso de cualquier inhibidor de este tipo, sin el consentimiento por escrito del fabricante de recubrimientos, puede resultar en la anulación de
todas las garantías de desempeño. En superficies de acero viejas, que tienen áreas con recubrimientos y áreas libres de estos, el acabado de tono mate varía, incluso aunque todo el
material visible de la superficie ha sido removido. Las variaciones del tono en el acero
pueden variar desde un gris claro hasta un café (marrón) oscuro o negro.
Las superficies de acero preparadas muestran variaciones en la textura, sombreado, color,
tono, picaduras, desprendimiento en cáscaras y calamina que deben ser consideradas durante
el proceso de limpieza. Las variaciones aceptables en apariencia que no afectan la limpieza
de la superficie incluyen variaciones causadas por el tipo de acero u otros metales, condición
de la superficie original, espesor del acero, metal usado para soldaduras, marcas de fabricación, tratamiento térmico, zonas afectadas por el calor y diferencias en la limpieza abrasiva
inicial o en el patrón de limpieza del chorro de agua.
La decoloración gris o café (marrón) a negro vista en el acero corroído o con picaduras, después de la limpieza con chorro de agua, no puede ser removida usando de nuevo este proceso. Una decoloración de óxido férrico, de café a negro, puede permanecer como una película delgada firmemente adherida sobre el acero corroído y con picaduras y no se considera
parte del porcentaje de decoloración.
El chorro de agua a presiones que exceden más de 2.461 Kg/cm2 (35.000 psig, 241 MPa) son
capaces de remover calamina fuertemente adherida, pero las velocidades de producción no
son económicamente viables.
La calamina, el óxido y los recubrimientos se consideran firmemente adheridos si no se
pueden remover con una espátula sin filo. (Vea NACE No. 4 / SSPC-SP 7).
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Chorro de Agua
7.2.2 Definiciones de Superficies con Oxidación Instantánea (“Flash Rust”)
Término
Descripción de la Superficie
No hay Oxidación
Instantánea
Una superficie de acero que, al ser vista sin magnificación, no exhibe oxidación instantánea visible.
• Ligero (L): Una superficie que, al ser vista sin magnificación, exhibe cantidades pequeñas de
una capa de óxido amarillo-café, en la cual se puede observar el sustrato de acero. El óxido o
decoloración puede estar distribuido uniformemente o presente por zonas, pero está bien adherido y no se quita fácilmente al frotar ligeramente la superficie con un paño.
• Moderado (M): Una superficie que, al ser vista sin magnificación, exhibe una capa de óxido
amarillo-café que obscurece la superficie original del acero. La capa de óxido puede estar
distribuida uniformemente o presente por zonas, pero está razonablemente bien adherida y deja
marcas ligeras en un paño al ser frotado ligeramente sobre la superficie.
• Grueso (H): Una superficie que, al ser vista sin magnificación, exhibe una capa gruesa de óxido
rojo-café que esconde completamente la condición inicial de la superficie. El óxido puede
estar distribuido uniformemente o presente en zonas, pero estará pobremente adherido, desprendiéndose fácilmente y dejando marcas significantes en un trapo al ser frotado ligeramente
sobre la superficie.
7.2.3
Descripción de Definiciones de Limpieza Superficial No Visible (NV)
• NV-1: Una superficie NV-1 debe estar libre de niveles detectables de contaminantes solubles,
al ser verificada mediante análisis de campo o de laboratorio, usando métodos confiables y
reproducibles.
• NV-2: Una superficie NV-2 deberá tener menos de 7 µg/cm2 (0,0007 granos/plg2) de contaminantes del tipo cloruros, menos de 10 µg/cm2 (0,001 granos/plg2) de iones ferrosos solubles o
menos de 17 µg/cm2 (0,0017 granos/plg2) de contaminantes del tipo sulfatos, determinados por
análisis de campo o de laboratorio, usando métodos confiables y reproducibles.
• NV-3: Una superficie NV-3 deberá tener menos de 50 µg/cm2 (0,005 granos/plg2) de contaminantes del tipo cloruros o sulfatos, determinados por análisis de campo o laboratorio, usando
métodos confiables y reproducibles.
Como inspector, usted debe conocer los métodos de ensayo recomendados para la extracción
y análisis de contaminantes del tipo sales ferrosas solubles, cloruros y sulfatos de las superficies a limpiar y/o a recubrir. En el transcurso de la semana, se discutirán ciertos métodos de
ensayo para determinar la presencia y la cuantificación de sales ferrosas solubles y cloruros.
Tenga en cuenta que, si bien estos procedimientos son generalmente los mismos, diferentes
fabricantes varían un poco en sus recomendaciones para realizar estas pruebas. Si la especificación de recubrimientos no requiere que se hagan estos ensayos, el inspector no debe
pedir al contratista que los efectúe, ni hacerlo por su propia voluntad y utilizar los resultados
como punto de referencia para la aceptación de la preparación de la superficie.
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Chorro de Agua
7-6
El inspector de recubrimientos deberá obtener, leer y comprender todos los requisitos del
estándar cuando le sea requerido para inspeccionar la preparación de la superficie realizada
mediante chorro de agua. Si los procedimientos de las pruebas no están claramente definidos en la especificación de recubrimientos, todos los participantes involucrados en el proyecto deben discutirlos y llegar a un acuerdo antes del comienzo del mismo. Esto ayudará
en evitar conflictos y demoras innecesarias cuando el proyecto se inicia.
El waterjetting (WJ) es el uso de un chorro de agua proyectada desde una boquilla a presiones de 703 Kg/cm2 (10.000 psig, 69 MPa) o superiores, para preparar una superficie que se
va a recubrir o inspeccionar. El waterjetting usa un flujo presurizado de agua con una velocidad mayor a los 335 m/s (1.100 pies/s) cuando sale del orificio. Como se mencionó anteriormente, el chorro de agua no produce un perfil de anclaje de la magnitud reconocida por la
industria de recubrimientos. Más bien, expone el perfil original de la superficie preparada
abrasivamente, si es que éste existe.
La Limpieza con Agua (WC) es el uso de una descarga de agua presurizada (<703 Kg/cm2
[10.000 psig]) desde una boquilla para remover materiales no deseados de una superficie.
El Chorro Estándar es el uso de agua con suficiente pureza y calidad para no agregar contaminantes adicionales a la superficie que se va a limpiar, y que no contenga sedimentos u
otras impurezas que son destructivas para el funcionamiento adecuado del equipo de chorro
de agua.
Al comparar el lavado con agua con el chorro de agua, las siguientes definiciones aplican:
• Limpieza con Agua a Baja Presión (LP WC): Limpieza realizada a presiones debajo de 352
Kg/cm2 (5.000 psig, 34 MPa). Esto se conoce también como “lavado a presión”.
• Limpieza con Agua a Alta Presión (HP WC): Limpieza realizada a presiones de 352 a 703
Kg/cm2 (5000 a 10000 psig, 34 a 69 MPa).
• Chorro de Agua a Alta Presión (HP WJ): Chorro de agua realizado a presiones de 703 a 2.109
Kg/cm2 (10.000 a 30.000 psig, 69 a 207 MPa).
• Chorro de Agua a Ultra-Alta Presión (UHP WJ): Chorro de agua realizado a presiones mayores
a los 2.109 Kg/cm2 (30.000 psig, 207 MPa).
7.3 Equipo y Sistemas de Chorro de Agua
En esta sección se le presentarán los sistemas y el equipo de waterjetting básicos necesarios
para llevar a cabo con éxito el trabajo (Figura 7.1).
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Chorro de Agua
Figura 7.1 Unidad Típica de Chorro de Agua
La unidad comercial de chorro de agua puede ser montada sobre una plataforma, remolque o
camión y usualmente consiste de bombas, mangueras, unidad motora (diesel, electricidad,
etc.) y varias herramientas tales como pistolas, boquillas, lanzas, etc., (Figura 7.2).
Figura 7.2 Unidad de Chorro de Agua Montada sobre un Remolque
Las mangueras (de alta presión), sus conexiones y el resto del equipo, incluso la válvula de
control de la boquilla, lanza y la boquilla en sí, deben tener una resistencia mínima de explosión (reventón) de 2,5 veces su capacidad máxima de resistencia de operación (Figura 7.3).
La manguera de alta presión se ajusta con un dispositivo de seguridad conocido como whiplock o “anti-latigueo”, el cual consiste de un cable o alambre corto anillado en los extremos
de las dos mangueras conectadas por una acopladura. El whiplock se diseña para prevenir
que los extremos de la manguera latigueen si la acopladura se rompe.
La sección de la manguera cercana a la pistola se ajusta con un protector de manguera, pequeño y de uso rudo, colocado sobre la manguera de alta presión para dar protección instantánea si esta se rompe. El protector de manguera puede usarse sobre las conexiones de la
misma. Esta protección, sin embargo, no formará una barrera permanente al flujo de agua
desde una manguera dañada o un conector roto.
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Chorro de Agua
7-8
Figura 7.3
Pistola de Chorro de Agua con Boquilla
7.3.1 Tipos de Equipo
A continuación se incluyen diferentes tipos de equipos utilizados para diversas aplicaciones
de chorro de agua.
7.3.1.1 Chorro de Agua de Control Robótico
La tecnología está mejorando rápidamente en este ámbito y como tal, nuevas maquinarias se
está desarrollando para mejorar el sistema. Un nuevo equipo que se ha desarrollado es una
unidad robótica de chorro de agua. Es un vehículo de limpieza que se adhiere mediante
vacío, cables o imanes, a una superficie vertical, horizontal o invertida. Esta unidad está
controlada por un solo operador (Figura 7.4).
Una de las características únicas de esta máquina es que recolecta en exceso del 95% del
agua, así como de los recubrimientos y óxido (desechos generados). Los recubrimientos y
el agua son transportados a una bolsa de filtración, donde la pintura eliminada queda contenida para su desecho posterior. El agua se drena a un nivel de claridad generalmente aceptable para las aguas tratadas. Sin embargo, asegúrese de consultar con las autoridades en el
área antes de desechar el agua no tratada en el sistema de drenaje.
Una bomba estándar de fuerza directa de 2.812 Kg/cm2 (40.000 psi) impulsa la unidad. Un
proceso de sistema de vacío, el cual proporciona succión, adhiere el HydroCat® a la superficie del trabajo y transporta la pintura removida y el agua al sistema de filtración.
Esta unidad se utiliza en superficies verticales tales como cascos de buques y tanques, en
superficies horizontales tales como cubiertas planas, y en superficies invertidas como el fondo plano de embarcaciones. También funciona bien en las juntas de soldadura, placas de refuerzo contra la fricción, juntas traslapadas y costuras remachadas, y se mueve fácilmente en
y alrededor de las camas de la quilla y otras obstrucciones comunes. Para trabajos en línea
recta, utiliza una función de control de la ruta de limpieza o “autopath”.
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Chorro de Agua
Figura 7.4 Unidad de Chorro de Agua Robótica
7.3.2 Como Funciona
Las herramientas se pueden sostener con la mano o montarse sobre un robot. El agua puede
impulsarse a través de una boquilla sencilla, una boquilla en forma de abanico o boquillas
giratorias múltiples. Las boquillas rotan mediante pequeños motores de aire, eléctricos o
hidráulicos, incluso pueden rotar por orificios ligeramente inclinados en una boquilla de orificios múltiples.
El chorro de agua se produce por orificios o puntas que vienen en diferentes formas. Los
chorros de forma redonda son los más comunes, pero se dispone de otras configuraciones.
Un buen chorro de forma redonda se puede producir a 2.461 Kg/cm2 (35.000 psig, 241 MPa).
Las puntas pueden diseñarse para producir chorros de agua múltiples, que normalmente están
girando para conseguir la mayor remoción posible. Los chorros de forma redonda son cortadores y los chorros en forma de abanico son raspadores y/o empujadores. Normalmente
se usan puntas intercambiables de boquilla para producir los flujos deseados. Una típica
tasa de flujo del agua es de 4 a 53 L/min (1 a 14 gal/min).
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Chorro de Agua
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Figura 7.5 Diferentes Pistolas/Puntas/Mangueras
Las máquinas envían una corriente concentrada de agua a través de una manguera y boquillas
a presiones de 703 a 4.218 Kg/cm2 (10.000 a 60.000 psig, 69 a 414 MPa); sin embargo, con
la tecnología actual, las presiones más prácticas son de 703 a 2.461 Kg/cm2 (10.000 a 35.000
psig, 70 a 241 MPa). En algunos casos, se pueden usar presiones más bajas. Generalmente, si se emplea ultra alta presión, con un volumen reducido de agua, se producirá un
menor impacto de empuje por la propia presión del agua y, por lo tanto, menos fatiga para el
operador.
Los resultados por el uso del HP WJ y UHP WJ no son necesariamente similares. Por
ejemplo, no se puede remover aceite ni grasa de las superficies usando el HP WJ a 703
Kg/cm2 (10.000 psig, 69 MPa), pero podrían removerse completamente con el UHP WJ a
2.109 Kg/cm2 (30.000 psig, 207 MPa).
Generalmente a presiones de trabajo de 281 Kg/cm2 (4.000 psig, 28 MPa) o superiores, el
personal involucrado en las labores de chorro de agua consiste de:
• Operador de la boquilla
• Operador de la bomba
• Trabajadores u operadores adicionales
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Chorro de Agua
El operador de la boquilla controla la operación mientras se aplica el chorro de agua. Él
sostiene la pistola y la lanza o manguera de suministro y controla el movimiento y dirección
del chorro.
El operador de la bomba supervisa y controla la presión de la bomba durante la operación.
Observa al operador de la boquilla todo el tiempo para poder reaccionar si surge alguna dificultad o si el operador empieza a mostrar señales de fatiga. El operador de la bomba también supervisa las áreas de trabajo y sus alrededores en caso de que alguien intente entrar a
esta zona o en caso de que surja un peligro potencial.
En cualquier circunstancia o como una necesidad, el operador de la bomba puede reducir la
presión de la manguera de suministro hasta que la situación sea controlada. El operador
debe tener cuidado al reducir rápidamente la presión del sistema, ya que el operador de la
boquilla pudiera perder su equilibrio.
Dependiendo del tamaño y el alcance del proyecto, se puede requerir a otros operadores o
trabajadores para que ayuden a manejar la pistola de chorro de agua, si ésta ha sido adaptada
con más de una extensión o si la manguera debe ser llevada a la pieza de trabajo.
Si la bomba se encuentra a cierta distancia y fuera del campo de visión del operador de la
boquilla, se puede requerir que un miembro del equipo observe la operación del chorro de
agua y se comunique tanto con el operador de la boquilla como con el operador de la bomba.
7.4 Operaciones de Waterjetting
El chorro de agua es eficaz para remover:
• Aceite y grasa superficiales
• Óxido
• Salpicaduras de concreto y materiales a base de cemento
• Recubrimientos existentes
• Cantidades dañinas de contaminantes solubles en agua que no pueden removerse mediante
limpieza abrasiva, sobre todo en el fondo de picaduras, grietas, cavidades y cráteres en sustratos metálicos corroídos como el acero
• Una unidad de uso bajo el agua se utiliza generalmente para limpiar la acumulación de la flora
y fauna marina adheridos a los cascos de los barcos o en las piernas de plataformas marinas
(Figura 7.6). Se debe tener cuidado de no usar demasiada presión para asegurar que el recubrimiento antiincrustante no se vea afectado, así como para garantizar la seguridad del operador.
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Chorro de Agua
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Figura 7.6 Waterjetting Bajo del Agua
Figura 7.7
Chorro de Agua sobre un Sustrato de Acero
Figura 7.8
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Chorro de Agua sobre un Tanque
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Chorro de Agua
7.5 Consideraciones de la Técnica del Operador
El ángulo de la boquilla y su distancia de la superficie a limpiar son determinados por el tipo
de material a remover y por el tipo de equipo (HP WJ o UHP WJ) utilizado. Aunque la
distancia de la boquilla a la superficie puede variar de 0,6 a 1 m (2 a 3 pies), típicamente la
boquilla deberá mantenerse de 5 a 25 cm. (2 a 10 pulg.) de la superficie. En algunos casos
con UHP WJ, la distancia de la boquilla a la superficie deberá ser de sólo 6 a 13 mm. (0,25 a
0,5 pulgadas).
Cuando se remueven laminaciones pesadas de óxido o recubrimientos preexistentes, la boquilla deberá mantenerse a 5 cm. (2 pulg) de la superficie, casi perpendicular (90 grados) a la
misma. Para mejores resultados, en la remoción de mastiques, la boquilla deberá mantenerse a 45 grados de la superficie.
Un elemento de fatiga del operador, mencionado anteriormente, es el empuje reverso debido
a la alta presión del agua. No se le debe requerir al operador un empuje reverso de más de
un tercio de su peso corporal durante un tiempo largo. Por ejemplo, un operador que trabaja
con un chorro que fluye a 703 Kg/cm2 (10.000 psig, 69 MPa) y 38 L/m (10 gpm), experimentará una fuerza de empuje reverso de 23 kg (52 libras). En este caso, para operar la
boquilla, la persona debe pesar al menos 70 kg (156 lbs). Las unidades más recientes operan con menos fuerza de empuje reverso que algunas de las unidades más antiguas.
Figura 7.9
Posición Apropiada del Operador
Para minimizar la fatiga del operador y asegurar una operación segura, el operador de la boquilla deberá alternar posición con otro operador a intervalos designados, dependiendo del
equipo y las presiones utilizadas.
7.5.1 Boquillas/Puntas
El chorro de agua se produce por boquillas o puntas que vienen en diferentes formas. Los
chorros de forma redonda son los más comunes, pero se dispone de otras configuraciones.
Un buen chorro de forma redonda se puede producir a 2.461 Kg/cm2 (35.000 psig, 240 MPa).
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Chorro de Agua
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Las puntas pueden diseñarse para producir chorros de agua múltiples que normalmente están
girando para conseguir la mayor remoción posible (Figura 7.10).
Los chorros de forma redonda son cortadores y los chorros de abanico son raspadores y/o
empujadores. Normalmente se usan puntas de boquilla intercambiables para producir los
flujos deseados. Una típica tasa de flujo del agua es de 4 a 53 L/min (1 a 14 gal/min) (Figura 7.11).
Figura 7.10 Puntas/Boquillas
Figura 7.11 Boquilla de Abanico/Punta
7.5.2 Eficiencia de la Operación
Basado en estudios a principios de los años ochenta, lo siguiente muestra la eficiencia general de la limpieza por HP WJ y UHP WJ.
• A presiones menores a 703 Kg/cm2 (10.000 psig, 69 MPa), se remueve óxido y contaminantes
sueltos, materia en picaduras y depresiones, pero permanece el óxido de hierro negro Fe3O4
(magnetita). No se obtiene un acabado mate.
• A presiones de 703 Kg/cm2 (10.000 psig, 69 MPa), se logra un acabado mate uniforme que
rápidamente cambia a un color dorado, a no ser que se agregue un inhibidor o se use un deshumidificador. Se remueve el óxido de hierro negro, pero de manera tan lenta que es considerado impráctico.
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Chorro de Agua
• A presiones de 1.406 Kg/cm2 (20.000 psig, 138 MPa), se obtiene un acabado mate uniforme
que rápidamente adquiere un tono dorado, a menos que se agregue un inhibidor o se use un
deshumidificador. Se remueven el óxido negro, pintura, materiales elastoméricos, esmaltes,
óxido rojo y recubrimientos laminados de polipropileno. Se removerán contaminantes químicos pero con diferentes grados de efectividad.
• A presiones de 2.390 a 2.531 Kg/cm2 (34.000 a 36.000 psig, 234 a 248 MPa), se obtiene un
acabado mate uniforme que rápidamente cambia a un color de tono dorado, a no ser que se
agregue un inhibidor o se use un deshumidificador. Se remueve materia superficial incluyendo gran parte de la calamina. Generalmente, se requiere más tiempo para remover la calamina firmemente adherida.
7.5.3 Colocarse a Distancia
Siempre se debe tener mucho cuidado al trabajar cerca de la operación de Ultra Alta Presión.
Daños en las mangueras pueden causar lesiones muy graves. Los operadores no se dan
cuenta que usted está muy cerca de ellos y un golpe directo con la presión de agua puede
causar lesiones graves o incluso la muerte.
7.5.3 Seguridad
Una segunda manguera de acero trenzado se utiliza en un sistema operado por aire a prueba
de fallas: ésta se diseña para evitar que el sistema se active accidentalmente por una persona
que pise o la tropiece la manguera (Figura 7.12).
Figura 7.12 Manguera Trenzada Típica
Antes de comenzar el trabajo, el personal involucrado en la operación de chorro de agua debe
asegurarse que:
• El área de trabajo esté delimitada adecuadamente y se instalen señales de advertencia.
• Equipos eléctricos se cubra adecuadamente y se protejan del agua.
• No se permita utilizar conexiones eléctricas que estén en contacto con el agua.
• Todos los conectores y mangueras deben estar en buen estado (no desgastados ni dañados) y
adecuadamente calibrados para la presión de trabajo a usar.
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• Las boquillas estén abiertas y libres de obstrucciones
• El sistema completo de mangueras debe estar purgado y el aire ha sido removido del sistema
antes de la instalación de las boquillas.
• El sistema de descarga y control debe estar en funcionamiento.
• Todos los equipos móviles relevantes, tales como: Transportadoras, mezcladores, etc., estén
mecánica o eléctricamente deshabilitados y bloqueados, incluyendo la determinación de Requisitos de Entrada a Espacios Confinados.
La norma conjunta NACE No. 5 / SSPC-SP 12 establece que “todo trabajo debe ser realizado
de acuerdo a las reglas de seguridad y salud y cumpliendo las regulaciones ambientales que
apliquen”.
De manera práctica, todo el personal involucrado con la operación de chorro de agua, lavado
y limpieza debe obtener, estudiar y familiarizarse con todas las regulaciones y procedimientos de seguridad que apliquen.
La unidad de chorro de agua deberá tener una válvula de seguridad de alivio de la presión
(válvula de “hombre muerto”), la cual inmediatamente interrumpirá el flujo de agua cuando
el operador libera el gatillo (esto es similar a la válvula “hombre muerto” en una manguera
típica de limpieza abrasiva). El operador puede usar una válvula de seguridad con cubierta
protectora, controlada con el pie, para manejar el flujo del agua hacia la pistola.
Figura 7.13 Válvula de Seguridad Operada con el Pie y Protector
Las consideraciones de seguridad requieren el uso de un operador bien entrenado para usar el
equipo de chorro de agua. Adicionalmente, se deben ser tomar las siguientes precauciones:
• Al operar el equipo, el operador llevará protectores auditivos, protector facial, impermeable,
guantes y debe tener una postura firme (Figura 7.13).
• Cuando se utilizan andamios móviles, sillas colgantes, guindolas y elementos de acceso similares, la plataforma debe estabilizarse.
• Un asistente estará presente para monitorear la seguridad y condiciones funcionales cuando la
unidad de chorro de agua esté en operación.
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• Protección para la cabeza, incluyendo careta completa, protección ocular, tal como gafas o
lentes de seguridad.
• Protección para el cuerpo, como impermeable o trajes químicamente resistentes (si se requiere).
• Protección para las manos como guantes recubiertos de plástico, guantes de hule o reforzados
con malla metálica.
• Calzado protector, como botas con casquillos y protectores para los metatarsos.
• Respiradores según sea requerido, incluyendo caretas completas con suministro de aire.
Para las operaciones de UHP waterjetting, hay disponibles equipos especializados de seguridad. Un fabricante en particular produce un sistema llamado TurtleSkin® (Piel de Tortuga)
con materiales especializados para crear un sistema de protección de los trabajadores contra
las presiones asociadas con las operaciones del chorro de agua (Figura 7.14).
Figura 7.14 Traje de Protector TurtleSkin
Las lesiones causadas por el chorro de agua o el equipo de limpieza con agua pueden poner
en riesgo la vida. Cada operador debe portar una tarjeta de alerta médica para presentar al
personal médico antes de cualquier tratamiento. La tarjeta debe contener la siguiente información:
“Esta persona ha estado trabajando con chorro de agua a presiones hasta de 4.218 Kg/cm2
(60.000 psig, 414 MPa) y/o una velocidad de inyección de agua de hasta 869 m/s (2.850
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Chorro de Agua
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pie/s). Personas lesionadas por el contacto directo con agua de alta o ultra alta presión
típicamente experimentan infecciones inusuales causadas por los organismos micro-aerofílicos. Podrían haber patógenos Gram negativos, como aquellos encontrados en
alcantarillados. Antes de administrar el tratamiento, el médico asistente debería inmediatamente contactar a un centro local de control infeccioso para obtener información apropiada.”
Figura 7.15 Operador con su EPP Apropiado (note la ausencia de guantes)
7.6 Consideraciones Especiales
Se deben tomar consideraciones especiales para determinar si un trabajo específico sería más
beneficioso para el propietario, contratista, fabricante de pintura, así como para el medio ambiente, al considerar la utilización de chorro de agua.
Algunas ventajas del chorro de agua sobre la limpieza abrasiva en seco son:
• Seguridad del trabajador
• Calidad del aire para el trabajador
• Los requisitos respiratorios pueden ser menos estrictos que para otros métodos de preparación
de la superficie
• No hay contaminación por polvo o remoción de gran cantidad de desechos sólidos
• Es amigable con el medio ambiente
• Es relativamente costo-eficiente
• Requiere menos limpieza después de la preparación de la superficie
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Chorro de Agua
Algunas desventajas del chorro de agua con respecto a la limpieza abrasiva en seco son:
• La superficie debe tener un patrón de anclaje (el chorro de agua no deja un perfil)
• El equipo es muy caro para comprar
• Peligro de que se rompa la manguera de UHP
• Peligro de inyección en la piel o cortes graves
• Recolección y eliminación del agua contaminada (especialmente en los puertos cuando se
trabaja en las cubiertas de barco o cascos)
• Dominio de los operadores (sin embargo, conforme el chorro de agua se vuelve más común
estas cuestiones desaparecerán)
7.7 Consideraciones de la Inspección
Puede ser necesario que el inspector de recubrimientos supervise la operación del chorro de
agua y evalúe la limpieza de la superficie de acuerdo con las descripciones que se establecen
en los estándares conjuntos.
Además de la inspección y las pruebas, se le podría requerir al inspector que:
• Monitoree la limpieza de la zona después del waterjetting.
• Asegurarse que el agua que escurre de la operación de jetting se recolecte, trate y/o se elimine
de acuerdo con las normativas aplicables.
• Documente cuidadosamente (con fotografías, si es necesario) cada fase de la operación de
chorro de agua.
7.8 Lista de Verificación al Inspeccionar
La siguiente es una lista de control general que proporciona a usted, el inspector alguna
orientación durante un proyecto de chorro de agua:
• Asistir a la reunión previa al trabajo y contribuir a la comprensión de la especificación, herramientas y el método de operación a utilizar.
• Leer y entender las especificaciones.
• Familiarizarse con el programa de trabajo.
• Guardar todos los formularios de la documentación.
• Obtener un conocimiento amplio de los equipos a utilizar.
• Confirmar que el equipo es del tamaño adecuado para el trabajo.
• Revisar y verificar las calificaciones del operador si esto es requerido en la especificación.
• Conocer los requisitos de preparación de la superficie para el trabajo y familiarizarse con los
estándares.
• Inspeccionar y documentar todo el proceso en un reporte diario.
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• Asegurarse de que se limpia a diario el lugar de trabajo o según lo requerido por los documentos contractuales.
• Seguir todos los requisitos de seguridad y promover que los demás hagan lo mismo. Cualquier no conformidad con la seguridad o la calidad debe ser reportada inmediatamente y documentarse.
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Chorro de Agua
Definiciones de Términos Claves
Chorro de Agua: El uso de agua estándar para chorro que es descargada de una boquilla a
presiones de 703 Kg/cm2 (10.000 psi, 69 MPa) o superiores, para preparar una superficie que
va a ser pintada o inspeccionada.
Contaminantes No Visibles (NV): La presencia de materia orgánica, tal como películas
muy delgadas de aceite y grasa y/o iones solubles que permanecen en el sustrato después de
la limpieza y no se detectan a simple vista.
Limpieza Visible de la Superficie (VC): La condición visible del sustrato, al ser observada
sin magnificación, después de la limpieza.
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7-22
Guía de Estudio
1. Los especificadores deben indicar los requerimientos específicos para ambos de los siguientes según NACE 5/SSPC-SP12:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. Una descripción general de chorro de agua robótico incluye:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. Un equipo típico de chorro de agua consiste de:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4. El chorro de agua es efectivo para eliminar:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5. Describa dos consideraciones referente al empuje reverso:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6. Para asegurar un lugar de trabajo seguro, antes de comenzar, el personal involucrado en
las operaciones de chorro de agua debe asegurarse que:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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7. Las ventajas del chorro de agua incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
8. Las desventajas del chorro de agua incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
Capítulo 8: Dinámica de la Relación
Interpersonal en el Trabajo
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Aspectos básicos de la conducta: Ventana de Johari
•
Los seis principios de la motivación
•
El principio del sistema de perfil de personalidad
•
Como leer una descripción de los Estilos Personales (DISC)
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Leer los capítulos correspondientes al día
•
Leer el capítulo
8.1 Explicación del Sistema de Perfil de Personalidad
Los inspectores de recubrimientos también deben de reconocer la importancia de la cooperación y el trabajo en equipo. Este curso proporcionará algunas pautas para ayudarlo a identificar los métodos para mejorar las relaciones laborales.
El propósito de esta sesión es ayudarlo a aprender las maneras de aumentar su efectividad
para trabajar con otras personas, para que todos se beneficien – usted, sus colegas y su organización.
El corazón de esta sesión es un instrumento de auto reporte llamado Sistema de Perfil de
Personalidad que ayuda a las personas a identificar sus propios estilos de conducta, así como
los estilos de los demás. Se han aplicado más de 15 millones de Perfiles. El Sistema de
Perfil de Personalidad es uno de los más populares y exitosos instrumentos de desarrollo
personal y profesional en el mundo.
Nuestra sesión de hoy sobre el Sistema de Perfil de Personalidad tiene cuatro metas que lo
ayudarán en:
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
8-2
•
Entender sus tendencias de conducta en el trabajo y desarrollar un principio de entendimiento
de cómo estos estilos pueden afectar a los demás.
•
Entender, respetar, apreciar y valorar las diferencias individuales.
•
Desarrollar estrategias para trabajar en conjunto, con el fin de aumentar la productividad.
•
Reforzar su efectividad en el logro de tareas al mejorar sus relaciones con los demás.
8.1.1
Función del Facilitador
La función del facilitador no es tanto enseñar sino servir como guía a lo largo de esta sesión.
8.1.2
Función del Participante
La función del participante es:
•
Participar tan activamente como sea posible.
•
No juzgar a los otros miembros del grupo.
•
Mantener la confidencialidad.
•
Estar dispuesto a aprender.
Nos enfocaremos en algunos conceptos básicos sobre la conducta humana que usted podría
querer tener presente antes de tomar el Sistema de Perfil de Personalidad.
8.2 Aspectos Básicos de la Conducta: Ventana de Johari
Algunas personas, debido a una variedad de razones, no se abren mucho a sus colaboradores.
Ellas, por ejemplo, pueden simplemente sentir que no es necesario o apropiado permitir que
sus colaboradores los conozcan muy bien.
Como mucho de este seminario trata sobre la conciencia de uno mismo y de su estilo, pensamos que es importante para nosotros comprender que algunas personas pueden no sentirse
tan cómodos, como otras en el grupo, al hablar sobre sí mismo y sobre su personalidad.
Joseph Luft y Harry Ingam son dos sociólogos que desarrollaron un modelo simple llamado
la Ventana de Johari, que describe los niveles básicos de auto-conocimiento y del conocimiento de los demás (Figura 8.1). La Ventana está dividida en cuatro secciones, las cuales
parecen del mismo tamaño. En realidad, esta es la excepción del caso.
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8-3
Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
Figura 8.1
Ventana de Johari
La sección izquierda superior se llama la Arena. Representa las cosas que sé de mí mismo
que usted también sabe acerca de mí. Este conocimiento común, que usted y yo sabemos de
nosotros mismos y del otro, nos permite construir una relación y trabajar juntos más efectivamente.
La sección de abajo a la izquierda se llama Fachada o Máscara. Representa cosas que yo sé
de mí pero que usted no sabe de mí. Puedo conscientemente ocultar esta información o,
simplemente, aún no la he abierto a los demás. Para que nuestras interacciones se hagan
más significativas, necesitaría revelar más y más información sobre mí. Revelarse aumenta
el tamaño de la Arena que es donde la confianza se desarrolla y las relaciones se profundizan.
Muchas personas, incluyendo a alguno de nosotros en este grupo, tienen dificultades el permitir que los demás tengan información personal sobre ellos. Por ejemplo, podemos ser
tímidos, reservados o preocuparnos por perder el control de una situación. Pero sin importar cuales sean nuestras razones, cuando finalmente tomamos la iniciativa y empezamos a
permitir que la gente nos conozca, los demás se sienten seguros para permitir que también los
conozca otra gente. Ésta es la manera en que las relaciones continúan creciendo y desarrollándose.
La sección superior a la derecha se llama el Punto Ciego. Representa las cosas que usted
sabe de mí, principalmente por observación, de las cuales no estoy consciente que usted sepa.
Estas pueden ser cosas que realmente estoy consciente en un nivel más profundo, pero que he
escogido bloquear fuera de mi conciencia o pueden ser simplemente cosas sobre mí que yo
realmente no he notado. En cualquier caso, necesito descubrir lo que usted sabe de mí, si
vamos a desarrollar una relación de confianza mutua.
El truco para averiguar qué tanto los otros saben de usted es animarlos a que ellos le proporcionen esa retro-alimentación. ¿Cómo hacer esto?
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
8-4
Bien, la mejor manera que conozco es ser receptivo a la retro-alimentación. Muchas personas con Puntos Ciegos tienden a estar muy ocupadas haciendo y diciendo que son inconscientes del efecto que tienen en los demás. Si se toma el riesgo y se hicieran preguntas diseñadas para obtener retro-alimentación sobre la manera en que los demás lo ven, usted puede obtener la información sobre usted que los otros saben.
Al mismo tiempo, su disposición para aceptar la retro-alimentación personal puede hacer que
los otros estén más dispuestos a aceptar una retro-alimentación proveniente de usted.
Finalmente, la sección inferior a la derecha se llama Potencial y representa simplemente la
situación que existe cuando ni usted ni yo nos conocemos muy bien. Para trabajar e interactuar eficientemente con los demás, necesitamos poder abrirnos a los otros y recibir retro-alimentación. Necesitamos disminuir la sección de Potencial y aumentar la sección de
la Arena de este modelo.
De la Ventana de Johari usted también puede ver que el abrirse a los demás también involucra recibir y solicitar retro-alimentación de otros. Al tomar el Sistema del Perfil de Personalidad, usted está, de hecho, solicitando retro-alimentación acerca de usted mismo. Sus
respuestas se usan para proporcionarle la más completa y organizada información sobre su
estilo de conducta natural. Esta experiencia lo colocará en el camino de agrandar su Arena
y reforzar sus relaciones con los demás.
8.3 Principios de Motivación
Parte del aprendizaje sobre nosotros y los demás está en descubrir, en primer lugar, lo que
nos motiva para desarrollar ciertos estilos de conducta. Hay seis principios de motivación.
Veremos cada uno de ellos en orden.
El primer principio es: “Usted no puede motivar a otras personas.” Nos tenemos que dar
cuenta aquí de que podemos darle incentivos a la gente para animarlos a que actúen mejor y
así apoyar sus esfuerzos, pero la motivación básica para su conducta debe venir desde el interior de ellos. Las personas se motivan solas.
El segundo principio: “Todas las personas están motivadas.” ¿Cuántos de ustedes conocen a
personas que se sienten sin nada de motivación?
No obstante, las investigaciones indican que todas las personas están motivadas, sin importar
cómo se están comportando. Por ejemplo, Juana está trabajando a un paso lento. Su gerente puede asumir que Juana es perezosa o que no está “motivada”. Pero realmente ella
puede estar motivada por un deseo de lograr la perfección. Si la tarea requiere velocidad en
lugar de perfección, el jefe de Juana necesita adiestrarla para ayudarle a adaptar sus conductas.
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
Digamos que Tomás es otro empleado que trabaja a paso lento, pero debido a una razón totalmente diferente. ¿Qué otra razón o motivo puede tener para ser un trabajador tan lento?
Todos estos ejemplos también apoyan al tercer principio motivador: “Las personas hacen
cosas por sus propias razones y no por tus razones.” Esto puede parecer egoísta, pero enfrentémoslo: El interés propio es una cuestión de sobrevivencia.
Lo que necesitamos es darnos cuenta de que aunque no podemos directamente motivar a
otros, podemos crear un ambiente que de forma agradable los auto-animará de manera
deseable.
El cuarto principio de motivación: “El uso excesivo de la fuerza por una persona puede
convertirse en una limitación.” Juan reconoce sus objetivos y se dirige hacia ellos a todo
costo. Él no piensa en cómo afectarán a sus compañeros de trabajo.
El quinto principio: “Si yo sé más acerca de usted que usted de mí, puedo controlar la comunicación”. Esto nos regresa precisamente a nuestra Ventana de Johari y a la Máscara o
Fachada que la gente fabrica para evitar que otras personas los conozcan.
Conocimiento es poder y entender a los demás es la clave de una buena comunicación y de
relaciones de trabajo productivas y exitosas.
Finalmente, veamos el último principio de motivación: “Si sé más de usted de lo que usted
sabe de mí, yo puedo controlarlo.”
Muchos de nosotros pensamos que nos conocemos bastante bien y aún nos sorprendemos por
la forma en que las personas reaccionan a veces a cosas que hacemos o decimos. Nuestro
desafío es reconocer tanto nuestras fuerzas como nuestras limitaciones de tal manera que
permanezcamos en control de las situaciones, particularmente en aquellas en las que típicamente estamos incómodos o somos ineficientes.
8.4 Iniciando el Sistema de Perfil de Personalidad
8.4.1 Introducción al Sistema de Perfil de Personalidad
Hasta ahora hemos hablado de estar conscientes de cómo nos comportamos y de por qué nos
comportamos de la manera en que lo hacemos. Todos nosotros pensamos, sentimos y actuamos de ciertas maneras porque hemos desarrollado un patrón de conducta con el tiempo.
De hecho, este patrón está tan inculcado en la mayoría de nosotros que le podemos llamar
“estilo”.
Lo que ahora vamos a descubrir es cómo nos comportamos – en otras palabras, nuestro “estilo de conducta” – en un ambiente de trabajo. El Sistema de Perfil de Personalidad es un
simple instrumento que no sólo nos ayudará a entendernos a nosotros mismos y a los demás,
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
8-6
sino también a aprender cómo trabajar productiva y armoniosamente con aquéllos en nuestra
organización cuyos estilos de conducta son diferentes a los nuestros.
El Sistema de Perfil de Personalidad no es un examen en el que usted puede pasar o reprobar.
No hay un estilo o patrón para esta materia que sea el más eficaz o productivo en nuestra
organización o en cualquier otra parte. Recuerde: La diversidad en la sociedad no sólo es
inevitable, sino esencial. Necesitamos de diferentes temperamentos y talentos, tanto de
artistas como de ingenieros, actores, empresarios, poetas y políticos. ¡Imagínese qué aburrido sería si todos nosotros reaccionamos de la misma manera a todo!
El Sistema de Perfil de Personalidad nos da las claves de las diferentes maneras en que nos
comportamos en situaciones de trabajo. Una vez que identifiquemos nuestro estilo de conducta, podremos:
•
Crear un ambiente motivador que conduzca más al éxito.
•
Aumentar nuestra apreciación de los diferentes estilos de trabajo de otros.
•
Minimizar conflictos potenciales con otros.
Figura 8.2
Figura 8.3
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8-7
Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
Figura 8.4
Figura 8.5
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
8-8
Figura 8.6
8.5 Definiendo Nuestros Estilos Personales DISC
Ahora averigüemos más sobre estos cuatro estilos de conducta descritos en la página 7 de su
Perfil. Como usted puede ver, los cuatro estilos representan:
•
Dominante
•
Influencia
•
Estabilidad
•
Conciencia
Ahora tómese unos cuantos minutos para leer la sección que marcó en círculos para representar sus puntos altos en la Gráfica III.
Subraye esas conductas que está de acuerdo como naturales para usted. En otras palabras,
si usted marcó en círculo C como su punto más alto señalado en la página 7, subraye todas
las descripciones de conducta C que cree que se aplican a usted. También subraye las descripciones del ambiente que usted prefiere. Éste es su estilo de conducta primario.
Cuando usted haya terminado de personalizar el punto alto de la sección, siga el mismo procedimiento para su segundo punto alto localizado en la representación gráfica. Éste es su
estilo de conducta secundario. Si usted tiene un tercer punto alto en la marcación de la gráfica, subraye también las conductas apropiadas y las descriptivas de los ambientes para esa
conducta.
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8.5.1
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Tendencias del Comportamiento D
Las personas que demuestran conducta Dominante forman el ambiente mediante la superación de la oposición para lograr resultados. Tienden a conseguir resultados inmediatos,
encauzar acciones, aceptan desafíos, toman decisiones rápidas, cuestionan el status quo, toman control, manejan problemas y los resuelven (Figura 8.7).
Las personas que usan la conducta tipo D tienden a ser motivadas en un ambiente que incluye
prestigio, desafío, poder y autoridad, franqueza en el habla y respuestas directas, oportunidades para el avance y logros individuales, libertad de control y supervisión directa, nuevas y
variadas actividades y una amplia gama de funciones.
Figura 8.7 Dominante
Una persona que está orientada hacia resultados moverá a las personas a la acción y no tendrá
mucha paciencia para charlas irrelevantes. Las personas con tendencias D-altas desean
cambio y variedad y harán que el cambio ocurra en sus ambientes. Como las personas con
la conducta D les gusta tener el control del ambiente y de las personas en éste, les gusta tomar la autoridad y usarla directamente (Figura 8.8).
Recuerde, ésta es una motivación interna. Es lo que impulsa a las personas con tendencias
D a comportarse de la manera que lo hacen. Estoy seguro que usted conoce a personas así;
usted incluso puede tener un D-alto. A los D-altos, les gusta el desafío de conseguir que se
haga el trabajo sin ningún contratiempo, ningún alboroto, ninguna charla irrelevante.
El miedo puede también motivar a las personas con tendencias D, como puede motivar a las
personas con las otras tres tendencias de conducta. Lo que observamos es una conducta que
está diseñada para evitar este miedo. ¿Qué piensa usted que le dará más miedo a una persona
con estilo D-Alto?
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
8-10
Figura 8.8 “D-Alta – Dominante”
Finalmente, recuerde que anteriormente cuando discutimos el principio de motivación, “el
uso excesivo de la fuerza de una persona puede convertirse en una limitación”. Piense sobre el estilo D. También piense en las personas que conoce con tendencias D-Altas.
Piense en sus características fuertes que, cuando hay un exceso de ellas, pueden convertirse
en sus limitaciones. Considere los aspectos menos positivos de su conducta.
8.5.2 Tendencias del Estilo I
Como las personas con conductas tipo D, a las personas que demuestran conductas i también
les gusta darle forma al ambiente (Figura 8.9). No hacen esto mediante direcciones directas; sin embargo, lo hacen mediante alianzas con otros a través de la persuasión. En otras
palabras, las personas con tendencias i-Altas son orientadas hacia las personas. Contactan
personas, logran impresiones favorables, son elocuentes, crean ambientes motivadores, generan entusiasmo, entretienen a la gente y desean ayudar a otros y participar en grupos.
Figura 8.9
Influencia
Las personas que despliegan la conducta i prefieren ambientes que dan énfasis a la popularidad, al reconocimiento social, al reconocimiento público de habilidades, a actividades de
grupo, a relaciones democráticas, libertad de expresión y a la libertad de mando y detalles.
Las personas que demuestran una conducta i-Alta se orientan hacia lo social; a menudo tienen una carga emotiva y les fascina entretener (Figura 8.10). Esto se debe a que el moti-
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
vante positivo para la conducta i Alta es el reconocimiento social.
ñerismo, estar con personas y ser aprobados por la gente.
Ellos necesitan compa-
Figura 8.10 “I-Alta – Influencia.”
¿Si el reconocimiento social es la motivación positiva que está detrás de la conducta i, éstos a
qué le temerán? Recuerde, el miedo también es un motivador, en el sentido que las personas se comportan de ciertas maneras para evitar las cosas que temen.
Piense en personas que conoce quienes, cuando son criticadas acerca de sus interacciones
sociales y de lo que ellos mismos perciben como sus gracias sociales, interpretan la crítica
como un rechazo personal. En sus mentes, ellos están exhibiendo la conducta i. Esto no
significa que su estilo de conducta necesariamente sea tipo i; sólo significa que en esta circunstancia, muestran una conducta i.
Piense en personas que usted conoce, quizá incluso colaboradores que tienen tendencias i
Alta y quienes son “realmente sociables”. Considere sus fortalezas que pueden convertirse
en limitaciones. Considere los aspectos de su conducta menos positivos.
8.5.3 Tendencias del Estilo S
S representa Estabilidad (“Steadiness”) y las personas que muestran conductas S son totalmente predecibles y fiables (Figura 8.11). Se sienten particularmente cómodos al cooperar
con otros realizando tareas. Las personas con conducta S demuestran paciencia, lealtad, son
buenos para escuchar a los demás y para tranquilizar a personas nerviosas.
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8-12
Figura 8.11 Estabilidad
Como las personas con tendencias tipo D, pero en un nivel diferente, ellos están interesados
en lograr las tareas de forma consistente; debido a esto, tienden a concentrarse en los trabajos, desarrollan habilidades especializadas y realizan patrones de trabajo aceptados.
Considere el tipo de ambiente que las personas con conducta tipo S tienden a preferir. Se
motivan en ambientes que les proporcionan seguridad, tales como:
•
El status quo es la regla
•
Los cambios son la excepción
•
El trabajo no afecta continuamente la vida del hogar
•
El mérito se atribuye cuando se logra el trabajo
•
El territorio está limitado
•
Se proporciona apreciación sincera por el trabajo
•
El individuo se puede identificar con el grupo
•
Se observan procedimientos tradicionales
A las personas que demuestran el estilo S, les gustan los ambientes estructurados, tranquilos
y con interacciones armoniosas. Se sienten particularmente incómodos con lo desconocido.
Les gustan situaciones estables en donde se siguen las prácticas ya comprobadas. Una respuesta común de un estilo S sería: “Si funciona, ¿por qué cambiarlo?”
Considere el miedo básico de los individuos con las tendencias S. Piense en las personas
que usted conoce que presentan tendencias S-Altas (Figure 8.12) ¿Cuáles son algunas de
sus características que se convierten en sus limitaciones? Como muchos de los miedos que
hemos discutido hasta ahora, el ser posesivo es simplemente una necesidad individual sobre-extendida, en este caso, la gran necesidad de estabilidad de la persona de estilo S.
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Figura 8.12 “S-Alta – Estabilidad”
8.5.4
Tendencias del Estilo C
C representa la Conciencia. Las personas con tendencias C dan énfasis en trabajar dentro de
las circunstancias existentes para asegurar la calidad y la exactitud (Figura 8.13). Ellos
tienden a:
•
Poner mucha atención a directivas y normas claves.
•
Concentrarse en los detalles.
•
Pensar analíticamente.
•
Ser diplomáticos con las personas.
•
Revisar para lograr la exactitud.
•
Usar acercamientos sutiles o indirectos en los conflictos.
•
Analizar el desempeño críticamente,
Figura 8.13 Conciencia
Como podemos esperar, las personas con tendencias C prefieren los ambientes seguros,
aquellos en que:
•
Las expectativas de trabajo están claramente definidas.
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•
Se aprecie la calidad y la exactitud.
•
El ambiente de trabajo sea reservado y profesional.
8-14
Una persona con estilo C-Alto puede ser alguien orientado naturalmente hacia el control de la
calidad, quien tiende a ser preciso y a valorar la información (Figura 8.14). En lugar de
orientarse hacia las personas, los individuos del estilo C-Alto se enfocan a las tareas del trabajo.
Figura 8.14 “C-Alta – Conciencia”
Figura 8.15 Perfeccionista
Debido a su acercamiento preciso y cuidadoso a las cosas, las personas con tendencias
C-Altas son cautelosas con las personas y las relaciones y se sienten mucho más cómodos
con las tareas. Para las personas con un estilo C-Alto, los demás son a menudo muy desordenados, ya que ellos son personas muy disciplinadas, organizadas y que se motivan haciendo las cosas de la manera correcta o apropiada.
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8-15
Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
A las personas con tendencia C-Alta les gusta analizar las ventajas y desventajas, las alternativas y resultados de las cosas y así mantener el control en las tareas, procesos y situaciones.
Piense en las personas que usted sabe que tienen tendencias de C-Alta ¿Cuáles son algunas
de sus características que terminan siendo limitaciones?
Debe considerar que aunque llamemos a estas características “limitaciones” de cada estilo,
también se pueden ver como las oportunidades para cambiar y mejorar. Las limitaciones
son características o tendencias conductuales que cada uno de nosotros puede tener, dado
nuestro estilo particular, y éstas se pueden convertir en fortalezas si aprendemos a modificarlas.
8.5.5
Resumen
Hemos cubierto mucha información sobre nuestros estilos conductuales, tendencias y patrones. El Sistema de Perfil de Personalidad nos ha ayudado a:
•
Entender nuestras tendencias de conducta en el trabajo y desarrollar un principio de entendimiento sobre cómo estos estilos pueden afectar a los demás.
•
Entender, respetar, apreciar y valorar las diferencias individuales.
•
Entender cómo reforzar nuestra efectividad para lograr el cumplimiento de las tareas, mejorando nuestras relaciones con los demás.
Ahora, aún más de lo que hemos hecho antes, vamos a enfocarnos en nuestro último objetivo
del capítulo, que es:
•
Desarrollar las estrategias para trabajar en equipo y aumentar la productividad.
•
Desarrollar un plan de acción efectivo para aumentar su efectividad al trabajar con personas
con estilos diferentes.
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Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
8-16
Estudio de Caso
La Plataforma de gas Plumb Creek Energy Big Ten fue fabricada en un país donde el uso de
recubrimientos a base de plomo sigue siendo la norma. Por desgracia, cuando llegó a su
país de operaciones (instalación), las autoridades encargadas de su aprobación final de “apta
para el servicio” descubrieron que partes de la plataforma fueron pintadas con recubrimientos
a base de plomo, lo cual viola las leyes locales. La gerencia de Plumb Creek fue informada
de que a menos que las áreas en violación (de las leyes locales) se hayan corregido, no se
permitirá continuar el proceso de instalación.
La construcción de Big Ten ya ha asestado un severo esfuerzo financiero a la empresa debido
a los retrasos inesperados y sobrecostos. Si la plataforma no se pone en servicio dentro de
los próximos seis (6) meses, la empresa se enfrenta a múltiples acciones legales que pueden
dar lugar a decenas de millones de dólares en multas y honorarios
La situación se ha investigado y la gerencia, consciente de las posibles ramificaciones financieras pendientes, ha dado el visto bueno para las reparaciones que cumplan con los requisitos mínimos estipulados por las leyes locales. Sin embargo, la fecha de instalación sigue
siendo la misma.
La contratista para la aplicación de recubrimientos, ICM Pinturas, ha sido adjudicada el contrato e I-SPY Consultores recibió el contrato de inspección. Thomas George es el inspector
de recubrimientos certificado Nivel 3 en el proyecto, representando I-SPY. Tony Stone, un
gerente de nivel medio con Plum Creek Energy, ha sido nombrado gerente del proyecto de
recubrimientos y Donald Vincent es el Gerente de Instalación Costa Afuera (OIM), responsable de la instalación a tiempo de la plataforma en alta mar.
El proyecto de pintura ya lleva cuatro meses y se ha repintado completamente en todas partes
para cumplir con los requisitos, excepto la parte inferior de la cubierta del subsótano. Hay
una tremenda presión hacia el equipo de pintura para que entreguen porque está prevista la
navegación de la plataforma para en una semana y, en base a la historia del proyecto, es muy
poco probable que ICM ya completado el 100% antes de la instalación. Donald Vincent
está convencido de que nada se interpondrá en el camino de una instalación oportuna. Tony
Stone ha estado estancado en su posición en Plumb Creek durante 20 años y se ha dado
cuenta de que esto puede hacer o terminar su carrera. Abiertamente presta su apoyo a Donald Vincent, pero no quiere molestar a la gerencia por aplazar el resto de la pintura hasta
después de la instalación. También es plenamente consciente de que Vincent es un alto
directivo en el departamento de operaciones que está muy bien conectado con los que están
detrás de la escena.
Thomas George ha estado en situaciones similares antes y entiende que el primario zinc
inorgánico tiene una ventana de repintado larga y que los esfuerzos logísticos para aplicar
capas adicionales de pintura sobre el primario, si se aplican a la parte inferior de la cubierta
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8-17
Dinámica de la Relación Interpersonal en el Trabajo
del subsótano es más rentable que la demora de la salida del buque de la plataforma. Él
tiene una clara comprensión de la especificación de recubrimientos y, por lo tanto, sabe que
con una capa intermedia epóxica y una capa de acabado poliuretano las cosas se pueden resolver.
El titular de ICM Pinturas, el Sr. Dave Reynolds, resulta ser uno de los mejores contratistas
en la zona y ha desarrollado su reputación ofreciendo proyectos de alta calidad con un respaldo impecable de documentos de soporte. Convocan una reunión para ponerse de acuerdo
sobre el camino a seguir. El propietario de ICM no tiene planes de suspender su trabajo
para permitir la instalación, ya que por lo que a él respecta, hay demasiadas incógnitas en
este momento y, por todas las cuentas, el trabajo costa afuera puede presentar su propio conjunto de retos cuando se trata de la preparación de la superficie.
Vincent entra en la discusión y manifiesta su posición inflexible para la instalación oportuna,
independientemente de la situación de la pintura. Tony Stone se sienta callado en la reunión
y parece que no puede decidirse en cuanto a qué dirección debe seguir.
Thomas George, por el contrario, ha indicado su posición e informó a todos que al final, con
la planificación del proyecto y ajustes menores en el presupuesto, una serie de medidas pueden ser tomadas para asegurar el cumplimiento según las especificaciones, con un impacto
mínimo al tiempo de entrega y, al mismo tiempo, cumpliendo con las especificaciones de
recubrimientos.
RESUMEN DEL EJERCICIO EN EQUIPO:
1. Identifique los estilos representados por los individuos involucrados ésta situación.
2. Describa lo que sucede con la gente, los materiales y los procedimientos que hacen de esto
una situación difícil.
3. Describa cómo se pudiera manejar este problema de forma más eficiente o cómo se pudiera hacer menos difícil.
4. ¿Cómo manejaría usted la situación actual en base a la información presentada?
5. Desarrolle un plan de trabajo de cuatro a seis pasos que permita trabajar más eficientemente con los otros tres estilos representados.
6. Seleccione un representante de su equipo para hacer una presentación de 5 a 10 minutos
sobre sus conclusiones.
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Word
accommodating
Alternate words
helpful
accurate
active
adaptable
adeptness
admirable
adventurous
(adventuresome)
affable
aggressive
agreeable
alert
aloof
amiable
analytical
animated
antagonism
appealing
arbitrary
argumentative
assertive
factual, correct
energetic, dynamic
versatile, adjustable
competence, proficiency
commendable, praiseworthy
enterprising, questioning
attractive
belligerent
bold
brave
calculated risk
taker
calm
captivating
careful
cautious
change-oriented
charming
cheerful
cognitive
collaboration
companionable
competitive
complacent
compliant
condescending
confident
conscientious
conservative
friendly, easy-going, amiable
assertive, pushy, determined
amiable, friendly, nice
attentive, vigilant, watchful
detached, distant
friendly, pleasant, likeable
logical, rational, systematic
active, energized, lively
conflict, hostility, discord
attractive, pleasant
impulsive, subjective, erratic
quarrelsome, combative
forceful, confident,
domineering, outspoken
appealing, pleasant, enjoyable
contentious, truculent,
aggressive
brave, daring, fearless
unafraid, fearless, courageous
balanced activist, logical,
analytical adventurer
tranquil, not agitated
charming, influential,
charismatic
cautious, takes care
wary, careful
likes change, seeks new
experience
delightful, fascinating
happy, lighthearted, optimistic
aware, alert, recognizes issues
cooperation, united effort
friendly,
aggressive, ambitious,
Definition (person who ........)
is willing to adjust or change when requested, or to
be helpful
wants to be correct, checks all the facts
rarely rests
can accept change
possesses many skills
is admired by colleagues
willing to try new experiences, perhaps take risks
is a good companion
invites conflict
is co-operative, willing to agree
is wide awake and is wary
difficult to communicate with
good company
considers the facts and seeks a solution
is demonstrative, has lively body-language
actively causes contention
likeable
is not open to ideas other than own
cannot see others viewpoint
pushes his or her own ideas forward
attracts others
usually engages in conflict or aggressive behavior
willing to take risks, make decisions
is willing to take chances
willing to take risks, but studies options before
making decisions
is impassive, serene
able to command attention
attentive to detail, avoids mistakes
does not wish to take risks
does not want to be in a rut and likes challenge of
new things
pleasing to others
sees each day as a new beginning
can know or perceive action from emotion
is willing to work with others for the common good
enjoys company, likes fellowship with associates
compares actions and achievements with other
people and wants to win
is satisfied with own ideas, is not willing to make an
effort
complies with demands or requests
feels others are beneath them, but will tolerate them
is there own person in thinking and acting.
takes care in every detail
indifferent, apathetic,
nonchalant
yielding, agreeable
disdainful, patronizing
assured, secure, certain
painstaking, fastidious,
meticulous, detailed
traditional, orthodox, moderate likes the existing order of things
Word
considerate
contented
controlled
conventional
convincing
co-operative
cordial
courteous
critical
cultured
daring
decisive
defiant
deliberate
demanding
demeanor
dependent
determined
devout
diligent
diplomatic
direct
discontented
discriminating
dispassionate
dissension
dominant
domineering
eager
easy-going
easily led
egocentric
emotional
empathy
enthusiastic
evasive
even-tempered
expressive
extroverted
fact-finder
factual
fault-finding
fearful
fidgety
Alternate words
kind, thoughtful, polite
satisfied, comfortable
reserved, regulated, managed,
suppresses emotions
regular, standard, prefers
customary approach
persuasive, reassuring, can
cause others to agree or
believe
agreeable, willing
friendly, congenial
polite, refined, gracious
crucial, important, momentous
learned, cultivated
bold, brave, fearless,
courageous
conclusive, definite
bold, insolent, rebellious
calculated, considered, studied
insistent, exacting
behavior, conduct
helpless, reliant, vulnerable
resolved, unwavering
dedicated, religious
hard-working, industrious
tactful, suave
blunt, candid, frank, plain
dissatisfied, unhappy
discerning, fastidious
calmly, objective
difference of opinion
commanding, controlling
taking control
impatient, anxious, ready for
action
relaxed, care-free
no strong ideas
self-centered
impulsive
sympathetic
strongly attached to a cause,
excited
not direct or frank
calm
demonstrative, animated,
flamboyant
out going, socializer
reality check
literal, exact
critical, carping
apprehensive, afraid
nervous, restless
Definition (person who ........)
thinks of other people, is aware of other’s needs
is satisfied with things as they are
can regulate and direct
lacks originality or spontaneity
has credibility
willing to work together with others
has sincerity of feeling and warmth
has considerate regard for others
gives careful precise evaluations
is refined in morals, mind, and taste
willing to take risks, try new ideas
makes decisions readily
disregards authority and opposition
thinks and considers carefully
asks boldly and authoritatively
acts in a proper and suitable manner
is subject to outside control
has a fixed purpose
is heartfelt and sincere
shows perseverance in actions
is skillful in dealing with people
to the point
is restless, uneasy in mind
can draw clear distinctions
will be impartial and unbiased
might be dissatisfied or angry
has power
demands control, uses power
shows enthusiasm or interest
does not get upset easily, is easy to please
can be manipulated
has strong personality drive
reacts with strong feelings
can understand without experiencing
has keen, animated interest in something particular
avoids ready perception or understanding
not excitable, slow to become angry
shares ideas and thoughts freely
likes attention, likes to be seen
collects information correctly
accepts only truth
is dissatisfied and finds fault
is filled with uneasiness
cannot sit or stand still for long
Word
firm
force of character
forceful
friendly
Alternate words
strong, unyielding
mentally strong
powerful, commanding
showing interest and goodwill,
open, cheerful
frustrated by status impatient, upset
quo
fussy
finicky, particular, hard to
please
generous
unselfish, charitable
gentle
tender, kind
good-mixer
congenial, sociable
good-natured
amiable, having a pleasant,
friendly disposition
gregarious
sociable
harmonious
compatible, complimentary
helpful
kind
Definition (person who ........)
takes a strong view, willing to be strong
imposes ones opinion on someone
demands attention
well disposed, not antagonistic is also helpful
high standards
high-spirited
humble
impartial
impatient
impetuous
impulsive
expects others to live by own actions
full of energy, possibly nervous
not proud
does not show any preference
will not wait, acts quickly
acts on sudden impulse without forethought
acts on impulse, will make a decision and act on it
very quickly and perhaps unpredictably
has no desire for action
willing to act alone, may prefer to act alone
can be self interested, no regard for others
wields a greater control
asks questions, wants to know the issues and facts
persists, will not be deflected
influences others
able to see into a situation
makes others fearful by whatever means
looks inward, thinks deeply
focuses on themselves, possibly shy
acts contrary to reason
makes many jokes, has good humor
has contentment and satisfaction
friendly, particularly when sympathy is needed
is not harsh or severe when judging others
not too serious
conforms to the laws of logic
faithful to friends or to the company, can be relied
on
has ability to attract others
can handle ideas and people shrewdly
is highly developed intellect
gentle and moderate in actions
can move easily from one thing to another
avoids extremes, takes middle road
inactive
independent
individualistic
influential
inquisitive
insistent
inspiring
insightful
intimidation
introspective
introverted
irrational
jovial
joyful
kind
lenient
light-hearted
logical
loyal
yardsticks
energetic
modest, unassuming
neutral, not biased
lacking patience, overactive
reckless, headlong
spontaneous, acts suddenly,
unpredictable
idle, indolent
self-reliant
independent
powerful, effective
curious, searching
firm, determined
encouraging, motivating
intuitive
scare, make timid
reflective, thinker
inward looking
absurd, senseless
genial, playful, humorous
happy, carefree, full of joy
sympathetic, nice, helpful
merciful,
care-free, cheerful
wise, rational, sound
dependable, reliable
magnetic
manipulative
mature
mild
mobile
moderate
charismatic
skillful
fully developed
amiable-kind
movable-free flowing
not extreme
cannot easily accept established order
wants all the details to be correct, everything to be
neat and tidy
willing to share
refined, not harsh or rough
likes to be with other people
others like to be associated with
enjoys the company of others
shows agreement in views, feelings
willing to help
Word
modest
neighborly
nervy
non-demonstrative
nonchalant
obedient
obliging
observant
observing
obstinate
open-minded
opinionated
optimistic
original
outgoing
outspoken
own person
passive
patient
peaceful
perceptive
perfectionist
persistent
persuasive
pessimistic
pioneering
playful
poised
polished
popular
positive
possessive
precise
predictable
Alternate words
self-effacing, not pretentious
friendly, sociable
brash-impudent
reserved
casually indifferent
willing to follow orders
helpful
watchful
looking at, watching
unyielding, stubborn
reasonable, receptive
close minded
positive, bright outlook
creative, inventive
friendly, sociable, open
speaks out, expresses opinion
freely, bold speaker
confident
quiet, inactive
persevering, tolerant
undisturbed
observant, aware
idealistic, flawless
unrelenting
convincing
gloomy, cynical
original, adventurous
frisky
confident, polished, gracious
slick, practiced
likeable
out-going, not negative
selfish
accurate, specific
consistent, unchangeable
prerogatives
private
quarrelsome
quick
quiet
realistic
rebellious
rights, automatic choices
reserved, guarded
argumentative,
sharp, intelligent
serene, calm
practical, down to earth
resentful
receptive
open minded, amenable,
flexible, perceptive
cultured
thoughtful
at ease-unperturbed
restrained
submissive
refined
reflective
relaxed
reserved
resigned
Definition (person who ........)
not boastful, plays down their own achievements
easily makes friends
is insolently assured
can not show inner feelings
does not show interest or excitement
will obey orders or instructions
ready to help or respond
sees details
spectator
is fixed in ones purpose or opinion
is free from prejudiced conclusions
obstinately attached to ones own views
sees the good side of any situation
has new ideas
joins in with the crowd, shares themselves
can be very candid, gives opinions frankly
does not need ego satisfaction
submits without resistance
has patience, can wait for results
can act without hostile actions
can see and recognize more detail
sets high goals for self and others
keeps trying, will not give in
has the ability to make you believe or agree
takes a dark view of anything
willing to try something new, test new ideas
likes to play or make a joke
acts with superior confidence
has great style
liked by many people
always looks on the bright side of life
wants to dominate physically or emotionally
likes to have exact descriptions and definitions
actions can be anticipated because they rarely
change
demands rights hereditary or official
does not easily share personal thoughts or opinions
disagrees often, picks fights
has readiness of movement or action
is modest, not showy
likes factual not theoretical ideas
resists allocated duties, fights against the status
quo
is willing to listen, responds well to suggestions or
new ideas
behaves well, has good manners
gives careful consideration and thought
is less formal or strict
hides or does not share emotions
reconciles oneself to the inevitable
Word
respectful
responsive
restless
restrained
reticent
retiring
ridicule
rigid
risk-taker (see also
calculated risktaker)
sarcastic
satisfied
Alternate words
deferential
reactive, supportive
uneasy, not relaxed
cautious
silent, reserved
humble, unassuming
taunt – deride
fixed, unbending
gambler
Definition (person who ........)
shows respect to others
quick to provide answers, act in support
does not rest, seeks change, needs activity
is able to hold back from quick action
reluctant to speak out,
does not need social activity
makes fun at actions of another
does not easily accept change or new ideas
takes risks
self-reliant
mocking – scornful
contented, pleased, have
wishes fulfilled
self-contained, confident
self-assured
self-conscious
self-critical
self-disclosure
self-effacing
self-promoting
self-reliant
self-righteous
sensitive
serene
sociable
confident
shy, self-aware
harsh, judgmental (to self)
expose ones actions
modest
ambitious
resourceful
formality, hypocrisy
touchy
calm, regal, peaceful
gregarious, companionable
soft-spoken
spontaneous
stable
stimulating
mild, quiet
unrestrained
steadfast
exciting, encouraging
strong-willed
determined
stubborn
submissive
sulky
suspicious
sweet
sympathetic
unyielding, strong-willed
yielding
ill-humored – cross
distrustful – skeptical
agreeable, pleasant
understanding, in agreement
with
logical, organized
diplomatic, discreet,
inoffensive, polite
not possessing tact, indiscrete
talks often, likes to talk
colleague
constancy, persistent
carry to completion, detailed
shy, hesitant
lenient, liberal
uses words to conceal own failings
is free from doubt of anxiety, well pleased with lot in
life
able to trust their own judgement, not dependant on
others
sure of themselves
not confident
finds fault with own achievements
can tell of ones faults without worry
own achievements
wants to work in behalf of oneself
does not need others judgements
feels morally right in own actions
easily offended
not troubled, able to live without worry
enjoys the company of others, likes to be part of a
crowd
speaks softly
acts on own impulse
is not easily moved, shaken, overthrown
provides new ideas, promotes enthusiasm and new
thinking
has confidence in their own ideas and abilities,
willing to push forward with projects
will not change their mind
does not resist, gives in
is dismal and gloomy
imagines something wrong without proof
Is gentle, pleasing and kind
is responsive to others’ moods or opinions
systematic
tactful
tactless
talkative
team-person
tenacity
thorough
Timid
tolerant
follows a logical sequence in their work activities
careful with words
not careful with words
likes to share ones own thoughts
feels secure working with others
holds strong opinions and rights
remembers all the details, misses nothing
lacking in self-confidence, may be frightened
is willing to accept beliefs and views even if
Word
Alternate words
trusting
unassuming
confidence
modest, reserved
unconquerable
unobtrusive
unsure
verbalize
vigorous
weighs pros and
cons
well-disciplined
will power
willing
withdrawn
worrisome
proud, unyielding
modest, shy, timid
doubtful, uncertain
use words
forceful, powerful
open minded sees both sides
controlled, behaves well
self-control
ready to act, open
reserved, retiring
irksome, annoying
Definition (person who ........)
different
relies on integrity of others
is not demanding, does not proclaim own
achievements
is resistant to criticism
will not force opinions others without request
cannot be definite on some ideas
expresses oneself with words
is energetic
does not take action before all avenues are
considered
will comply with rules and regulations
controls purpose over impulse
ready to contribute or help, open to suggestion
is unsociable, mentally detached
sees the negative in a situation
9-1
Conciencia de la Seguridad
Capítulo 9: Conciencia de la Seguridad
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Seguridad durante el Metalizado (Termorociado)
•
Seguridad durante la Atomización Electrostática
•
Seguridad durante el Galvanizado en Caliente
•
Recubrimientos de Poliéster
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
Aclaratoria
Ni NACE International, sus oficiales, directores o sus miembros asumen cualquier responsabilidad por el uso de los métodos y materiales discutidos aquí. No se implica autorización
alguna en cuanto al uso de materiales patentados o registrados. La información suministrada
es solamente como recomendación y el uso de los materiales y métodos es estrictamente a
riesgo del usuario.
Es la responsabilidad de cada persona estar consciente de las regulaciones actuales a nivel
local, estatal y federal. La intención de este curso no es proveer una cobertura completa de
las regulaciones.
9.1 Introducción
Durante el material del curso del CIP Nivel 1, se le presentó la información básica de seguridad. En este capítulo se presentará información para prepararse para los problemas de seguridad que puedan producirse con recubrimientos avanzados y especializados.
La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) de los EE.UU. y otros organismos reguladores similares en todo el mundo se encargan de hacer cumplir con la seguridad en el trabajo y para los trabajadores. Esto abarca los aspectos de seguridad asociados
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Conciencia de la Seguridad
9-2
con la industria de recubrimientos protectores y nosotros como inspectores de recubrimientos
tenemos un papel que desempeñar asegurando la misma. Los inspectores deben estar conscientes del hecho de que son parte de un equipo valioso y no deben ser pasivos al momento
de ayudar a mantener un lugar de trabajo libre de riesgos reconocidos, que estén causando o
puedan ocasionar la muerte o un daño físico serio.
“La seguridad ante todo” se ha convertido en el grito de batalla para la seguridad de los trabajadores en todo el mundo. Existen avisos de todo tipo con mensajes variados en los lugares de trabajo que celebran “días desde el último accidente” o el número de horas “libre de
lesiones”, etc. Algunos propietarios han dado un paso más y han puesto en marcha requisitos
“específicos al sitio”, además de las normas y reglamentos generales. Adicionalmente, hay
medidas de seguridad específicas que se requieren cuando se utilizan diversas técnicas y
equipos de aplicación, especialmente en lo que respecta a los recubrimientos avanzados.
Mientras NACE International advierte a los inspectores que no asuman responsabilidades
correspondientes del oficial de seguridad, esto no debería ser percibido como una instrucción
al inspector para evitar o ignorar las cuestiones de seguridad en su lugar de trabajo. En el
CIP 1, hablamos de los peligros y las precauciones de seguridad asociados con los procesos
comunes de aplicación, como la atomización convencional, atomización sin aire y atomización multi-componente, por mencionar algunos.
Algunos de los peligros más comunes asociados con aplicaciones especializadas son (Figura
9.1):
•
El humo y la inhalación de polvo
•
Choques eléctricos
•
Quemaduras
•
Caída de objetos
•
La caída de los pintores
•
Explosiones
•
Contaminación ambiental
En la mayoría de los casos, el conocimiento de la situación puede reducir los riesgos para el
inspector y los que trabajan en el área inmediata.
Veamos algunos de los procesos especializados de aplicación y los riesgos y precauciones de
seguridad de los productos que se deben considerar al trabajar con ellos:
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Conciencia de la Seguridad
Figura 9.1 Seguridad
9.2 Seguridad Durante el Metalizado (Termorociado)
El equipo de metalizado se utiliza normalmente en contenciones especialmente diseñadas
para reducir los niveles de ruido y extraer los gases, especialmente en trabajos en altura. No
es ni más ni menos peligroso que cualquier otro equipo industrial. El investigar cabalmente
los aspectos de seguridad, así como el establecer y seguir una serie de procedimientos operativos estándares y crear listas de verificación pueden mejorar la operación segura.
A menudo, los controles previstos para garantizar la seguridad de los operadores se pasan por
alto por dar prioridad a la producción. Desafortunadamente, los inspectores de recubrimientos son víctimas de estas situaciones, no debido a la falta de conocimiento, sino más bien por
una falta de una comprensión de la situación. El seguir algunas reglas de seguridad y ser
conscientes de los peligros potenciales puede ayudar a garantizar la seguridad del operador y
del inspector durante el proceso de metalizado.
Aunque el estándar de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) de los
EE.UU. para la radiación no ionizada restringe la radiación electromagnética únicamente a la
parte del espectro definido como la frecuencia de radio, sistemas de termorociado producen
luz ultravioleta, que se define como radiación no ionizada. Reglas de seguridad aplicables al
metalizado existen en el estándar de OSHA Subparte Q – Soldadura y Corte de 29CFR 1910.
Los procesos de atomización por llama producen llamas intensas y brillantes que pueden
tener una temperatura máxima de más de 3.100° C. Los sistemas de metalizado por arco
eléctrico de dos alambres producen radiación no ionizada en la región del espectro electromagnético de 320 a 280 nanómetros (nm), también llamada UV-B o la región de eritema.
Los sistemas de plasma, con una intensidad de arco mucho más brillante operan entre 280 y
220 nm, también llamada la región del UV-C. Los sistemas de plasma que operan en este
rango también generan ozono. La córnea del ojo absorbe la radiación UV de estas regiones
con facilidad y puede causar a una condición llamada “quemadura flash” después de una exposición prolongada.
La gravedad de la “quemadura flash” depende de la duración de la exposición, las longitudes
de onda UV y el nivel de energía en la que se producen la luminosidad y el brillo durante el
proceso. Los ojos pueden ser dañados sin molestias durante la exposición. Los UV produci-
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dos por los procesos de metalizado pueden afectar la piel expuesta, causando quemaduras
similares a las producidas por el sol, bronceado y cambios en el crecimiento de las células de
la piel. La exposición repetida a los rayos UV puede disminuir la elasticidad de la piel. Esto
puede dar la apariencia de envejecimiento prematuro y puede conducir a un mayor riesgo de
cáncer de piel (Figura 9.2).
Figura 9.2 Seguridad Durante el Metalizado
Es importante instalar cristales oscuros contra los UV o persianas en las ventanas de las cabinas de pintura y de las contenciones. Si esto no es posible, los operadores y otras personas en
el área deben usar gafas de soldadura Nº 6 de color verde. También deben colocar pantallas
de soldadura alrededor de las áreas de atomización abiertas y nunca permitir que ellos mismos u otras personas vean la pluma de una pistola de rociado sin la protección adecuada para
los ojos (Figura 9.3).
Figura 9.3 Seguridad Durante el Metalizado
9.2.1 Vapores y Polvos
El proceso de metalizado atomiza metales fundidos, generando así polvos y vapores que pueden ser peligrosos para el operador y los que se encuentran cerca del área. Los controles de
ingeniería tales como colectores de polvo, ventilación y unidades de reposición de aire son
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Conciencia de la Seguridad
necesarios para proporcionar una buena aplicación del recubrimiento y para proteger la salud
del operador y su seguridad.
Todas las partículas de metal finamente divididas son potencialmente inflamables y no se
debe permitir que se acumule polvo en el ambiente de aplicación. Los materiales tales como
el aluminio, el zinc y otros metales base pueden reaccionar con el agua para producir hidrógeno, el cual es un gas explosivo.
Otros materiales atomizados también pueden ser peligrosos. Por ejemplo, el níquel y el cromo son cancerígenos. Los vapores de aleaciones de bronce, zinc y de cobre son desagradables al olfato y pueden causar una reacción febril conocida como los “escalofríos del latón”.
Cuando los controles de ingeniería y una buena ventilación no están disponibles, puede ser
necesario un suministro de aire, una presión positiva o un respirador SCBA. Si los controles
de ingeniería y una buena ventilación están disponibles, se debe utilizar como mínimo un
respirador de presión negativa de media máscara con filtros OV/P-100. OV es sinónimo de
vapores orgánicos, la P significa resistente al aceite y el 100 indica que es 99,97 por ciento
eficaz contra partículas sólidas o líquidas, incluyendo las partículas a base de aceite (Figura
9.4).
Figura 9.4 Vapores y Polvos
Estos son los filtros de clase HEPA aprobados para la protección contra el polvo, vapores y
nieblas que tienen un promedio de tiempo ponderado de menos de 0,05 miligramos por metro
cúbico o 2 millones de partículas por pie cúbico. Estos filtros generalmente están codificados por el color magenta y gris, con una etiqueta negra del Instituto Nacional de Seguridad y
Salud Ocupacional (NIOSH) de los EE.UU. Los filtros cuyos elementos se encuentran encapsulados dentro de un contenedor de plástico o metal, ofrecen más protección contra las
llamas y las chispas, generadas por los procesos de metalizado, que los filtros de bajo perfil
con exteriores de tela o papel. Si los filtros de bajo perfil son utilizados, se debe instalar un
escudo contra chispas sobre el elemento.
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El equipo de metalizado generalmente opera a altas presiones de aire. Algunas prácticas comunes de seguridad para los operadores son las siguientes:
•
Usar mangueras calificadas para alta presión
•
Nunca limpie el polvo del equipo de atomización ni los cubículos con aire comprimido
•
No usar aire comprimido para limpiar la ropa
•
No suministre aire comprimido de la planta a un aparato de respiración
•
Reduzca el aire comprimido a menos de 2 kg/cm2 (30 psi) para la limpieza, use sólo con un
protector facial y su equipo de protección personal (véase 29 CFR 1910.242)
Los procesos de termorociado usan diferentes gases industriales, incluyendo el acetileno,
argón, propileno, helio, hidrógeno, querosén y oxígeno (véase la Subparte H – Materiales
Peligrosos de la Parte 1910 de los estándares OSHA). Las fugas de gas deben ser prevenidas
y los suministros de oxígeno y gas combustible deben estar aislados cuando no estén en uso.
Los gases industriales están bajo presión; un operador no debería hacer trabajos en un sistema presurizado. Si el operador encuentra una fuga, se debe cerrar la válvula del tanque, purgar el sistema venteando a un lugar seguro y entonces reparar la fuga. Se deben utilizar herramientas a prueba de chispas y equipo a prueba de explosión y todo el equipo debe ponerse
a tierra y con una ventilación adecuada.
También es importante que los operadores lean las MSDS aplicables antes de usar gases o
materiales y presurizar y verificar en busca de fugas en las reparaciones hechas a una línea de
gas antes de operar el equipo.
9.3 Seguridad Durante la Atomización Electrostática
Los sistemas electrostáticos de aplicación de pintura operan con voltajes altos (30 a 150 kV).
Por lo tanto, la seguridad de los trabajadores es una preocupación importante. Todos los artículos en el área de trabajo deben estar conectados a tierra, incluidos los operadores, la cabina de pintura, el equipo de aplicación (a menos que se apliquen recubrimientos conductores),
y los sistemas transportadores de las piezas. Aquellos elementos sin conexión a tierra deben
ser retirados del área de trabajo. Los trabajadores nunca deben usar zapatos con suela de
goma (hule) o corcho (existen dispositivos especiales para conectar a tierra el calzado). El
contacto adecuado con la piel es necesario cuando se utilizan pistolas de mano. Los pintores
deben sujetar la pistola con las manos sin guantes o usar guantes apropiados con los dedos y
palmas de las manos cortadas.
La descarga estática es un problema grave cuando se trabaja en el entorno de la cabina de
pintura. La mayoría de los operadores tienden a enfocarse en objetos metálicos como una
amenaza, pasando por alto otros materiales conductores de la zona, como los plásticos que
pueden estar cargados estáticamente durante la preparación de la superficie.
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Conciencia de la Seguridad
Un estudio reciente llevado a cabo por el gobierno de Queensland (Australia) del Departamento de Empleo y Relaciones Laborales, indicó que la electrocución y las quemaduras son
los riesgos principales para la salud asociados con el uso de la electricidad y la atomización
de pintura.
Todo esfuerzo debe realizarse para evitar una descarga estática en el proceso antes, durante y
después de la aplicación electrostática. Se recomiendan medidas preventivas, incluyendo
separar artículos de metal del cuerpo (por ejemplo, relojes), el uso de calzado antiestático o
conductivo para detener la acumulación de cargas electrostáticas, la eliminación de pintura y
solvente de limpieza de la zona de aplicación y asegurar que el sistema de atomización electrostática es operado solamente por personal capacitado. Una cabina de pintura con buena
ventilación juega un papel importante en el proceso de una aplicación segura.
9.4 Seguridad Durante el Galvanizado en Caliente
Las plantas de galvanizado son similares a los talleres de fabricación y tienen sus propios
desafíos de seguridad. No sólo el inspector tiene que tener en cuenta los artículos calientes,
el zinc fundido y los ácidos (generalmente leves) presentes, sino también tiene que estar
consciente de las grúas de puente, los izamientos, etc., involucrados en las operaciones.
Las quemaduras al tocar piezas galvanizadas antes de que se hayan enfriado, y dedos rotos de
las manos y los pies son las lesiones más comunes. Las quemaduras químicas son menos
comunes y pueden prevenirse con el uso de protección ocular y ropa protectora, como overoles (buzos, mamelucos) de manga larga.
Las quemaduras por salpicaduras de zinc fundido suelen ocurrir, pero al estar consciente de
su entorno puede evitar estos problemas. Esto es causado usualmente por una preparación
inadecuada de la pieza a ser galvanizada. Por ejemplo, la falta de ventilación apropiada de
piezas tubulares, para permitir el escape de la humedad atrapada, puede causar una explosión
cuando estas se sumergen en el zinc fundido. Se recomienda que el inspector tenga un buen
conocimiento del proceso y que esté concientizado de las situaciones a su alrededor antes de
caminar solo dentro de las instalaciones.
Tanto el ácido sulfúrico y como el clorhídrico son de uso común para el decapado del acero
que va a ser galvanizado, y el inspector debe hacer su deber el familiarizarse con los riesgos a
la salud asociados a estos químicos (Figura 9.6).
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Figura 9.5 Viga de Acero Saliendo del Baño
Figura 9.6 Tanque de Decapado Ácido
9.5 Recubrimientos de Poliéster
La mayoría de las resinas de poliéster contienen estireno. El estireno es un solvente y puede
ser dañino si se inhala. Informes han asociado la exposición repetida y prolongada a los solventes con daños permanentes al cerebro y al sistema nervioso. La exposición prolongada al
estireno en concentraciones superiores a los límites recomendados puede causar depresión
del sistema nervioso central ocasionando mareos, dolores de cabeza o náuseas y, si la sobreexposición continúa de manera indefinida, la pérdida de la conciencia, daño hepático y renal.
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Conciencia de la Seguridad
Figura 9.7 Aplicador Usando el EPP adecuado
El estireno también puede causar irritación en los ojos, piel de las vías respiratorias. El inspector y los que trabajan con este material deben evitar el contacto con ojos, piel y ropa.
Todo el EPP recomendado, especialmente guantes de goma, gafas y ropa protectora, deben
ser utilizados durante su uso para evitar accidentes (Figura 9.7).
Estos plásticos avanzados se utilizan como materiales para recubrir internamente tanques de
almacenamiento y los inspectores y contratistas por igual entrarán en contacto directo con él
en algún momento. No se debe respirar o ingerir el vapor, la niebla y el polvo causado por la
aplicación, el lijado, esmerilado y cortado de productos de poliéster. Todos los involucrados
deben llevar un respirador adecuado, aprobado por NIOSH / MSHA (u otro organismo que
aplique en el respectivo país), bien ajustado, durante la aplicación y utilizarlos hasta que los
vapores, nieblas y polvos se hayan agotado, a menos que el monitoreo del aire indique que
dichos elementos se encuentran por debajo de los límites de exposición permitidos.
La Agencia Internacional de Investigación sobre el Cáncer (IARC) ha reclasificado al estireno como del Grupo 2B “posiblemente cancerígeno a los seres humanos”. Esta nueva clasificación no se basa en los datos de salud recientes relacionados con los seres humanos o animales, sino en un cambio en el sistema de clasificación de la IARC. El Centro de Investigación e Información del Estireno no está de acuerdo con la reclasificación y ha publicado la
siguiente declaración: “Los estudios de seguimiento publicados recientemente sobre 50.000
trabajadores expuestos a altos niveles ocupacionales de estireno durante un período de 45
años no mostraron ninguna relación entre el estireno y el cáncer, ningún aumento del cáncer
entre los trabajadores de estireno (en comparación con el promedio entre todos los trabajadores), ni un aumento en la mortalidad relacionada con el estireno.”
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El estireno es también clasificado por la OSHA y el Departamento de Transporte de los
EE.UU. como un líquido inflamable. Los productos inflamables de poliéster deben mantenerse alejados del calor, las chispas y las llamas. Equipo de iluminación y otros sistemas
eléctricos en el lugar de trabajo deben ser a prueba de vapor y estar protegido de roturas.
Los vapores de estireno pueden causar un incendio repentino. Los vapores de estireno son
más pesados que el aire y pueden concentrarse en los niveles más bajos de moldes y del área
de trabajo. La dilución general del aire limpio o una ventilación por extracción local deberá
ser suministrada, en volumen y patrón, para mantener los vapores muy por debajo del límite
inferior de exposición y todos los contaminantes (vapores, nieblas y polvos) por debajo de
los límites actuales de exposición permisibles durante la mezcla, aplicación y el curado y las
zonas de reparación.
9.5.1 Isocianatos
Durante su carrera, un inspector de recubrimientos puede entrar en contacto con isocianatos.
Estos son compuestos que contienen el grupo isocianato (-NCO). Estos reaccionan con compuestos que contienen grupos de alcoholes (hidroxilos) para producir polímeros de poliuretano, que son componentes de las espumas, elastómeros termoplásticos, fibras spandex y
recubrimientos. Los isocianatos son las materias primas que componen todos los productos
de poliuretano. Algunas actividades que pueden involucrar la exposición a los isocianatos
incluyen el pintado, aplicación de espumas, aislantes y adhesivos.
Los efectos de la exposición a los isocianatos incluyen la irritación de la piel y las membranas mucosas, opresión en el pecho y dificultad para respirar. Estos isocianatos incluyen
compuestos clasificados como potenciales cancerígenos humanos y se sabe que causan cáncer en animales. Los principales efectos de las exposiciones peligrosas son el asma ocupacional y otros problemas pulmonares, así como la irritación de los ojos, la nariz, la garganta y
la piel.
Por eso es importante que se evite el respirar el vapor de cualquier isocianato y que se observen en todo momento los límites de control y del valor umbral límite (TLV). Los vapores de
isocianato también causan molestias en los ojos. Las salpicaduras de isocianato líquido en
los ojos causarán irritaciones, de leves a graves, que deben tratarse inmediatamente como lo
exige la MSDS. El personal que manipula isocianatos, sobre todo cuando se necesita calentar recipientes con el fin de derretir su contenido, debe estar debidamente capacitado. Para su
almacenamiento a granel, los isocianatos no deben ser transportados en recipientes abiertos.
A pesar de que estos no son particularmente inflamables, se recomienda que el almacenamiento a granel sea en un área bien ventilada y separada del lugar de trabajo.
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Conciencia de la Seguridad
Guía de Estudio
1. Algunos de los riesgos más comunes asociados con las aplicaciones especializadas son:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. Las prácticas seguras para los operadores durante el metalizado incluyen:
________________________________________________________________________
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
Capítulo 10: Instrumentos Avanzados
de Ensayos No Destructivos
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Magnificadores
•
Microscopios Ópticos
•
Microscopios Estéreos
•
Microscopios Digitales
•
Medidor de pH
•
Medidor de pH de Mesón
•
Medidor de pH Manual
•
Medidor de Humedad – Indicadores y Pruebas
•
Corriente Eddy – Medidores de EPS
•
Métodos Avanzados de Recolección de Data
•
Medidores de Espesor por Ultrasonido
Términos Claves
•
Magnificadores
•
Microscopios Ópticos
•
Microscopios Estéreos
•
Microscopios Digitales
•
Medidor de Humedad
•
Medidores de Espesor por Ultrasonido
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10-2
10.1 Introducción
En el Nivel 1 de este programa se explicaron ampliamente algunos de los instrumentos básicos de ensayos usados en la inspección de recubrimientos. En este capítulo vamos a introducir y demonstrar el uso de equipos más avanzados para pruebas no destructivas.
Los instrumentos de ensayo e inspección a ser discutidos incluyen:
•
Magnificadores
–
Microscopios Ópticos
–
Microscopios Estéreos
–
Microscopios Digitales
•
Medidores de pH
•
Indicadores de Humedad /Ensayos
•
–
Medidores de Humedad
–
Otros Ensayos de Humedad para Concreto (Hormigón)
Medidor de EPS por Corriente Eddy
10.2 Magnificadores
A veces, una inspección más de cerca a la superficie puede ser necesaria para determinar la
condición exacta del perfil de los materiales, limpieza, etc. En ocasiones, un magnificador
puede ser de utilidad para usted como inspector de recubrimientos. Estos dispositivos pueden ser utilizados para examinar la superficie a fin de observar el perfil, posible contaminación, ampollas, óxido, calamina, puntos de alfiler y otros defectos de la preparación de la
superficie o del recubrimiento. Recuerde que los magnificadores no deben ser utilizados para
evaluar la limpieza de la superficie, según las normas conjuntas NACE/SSPC.
Hay una variedad de pequeñas magnificadores (lupas) disponibles. Algunos se doblan y son
fáciles de llevar; mientras que otros tienen lentes de aumento iluminados que los hacen ideales para su inspección en zonas oscuras o sombreadas. Estas herramientas pueden ser muy
útiles para el inspector (Figura 10.1).
Figura 10.1 Elcometer 137 Lupa Iluminada
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10-3
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10.3 Microscopio Óptico
El microscopio óptico utiliza la luz visible y un sistema de lentes para ampliar las imágenes
de pequeñas muestras. Los microscopios ópticos son los más antiguos y más simples de los
microscopios. Existen dos configuraciones básicas del microscopio óptico convencional en
uso hoy en día – el microscopio simple, con una lupa, y el microscopio compuesto, con varios lentes. Hay muchas variantes disponibles del microscopio óptico; estas van desde versiones económicas, simples y compactas, hasta versiones compuestas y de mayor costo.
Existen varios microscopios portátiles disponibles para uso durante las inspecciones en campo. Los siguientes son algunos ejemplos del tipo de microscopio que usted tiene mayor probabilidad de encontrar como inspector. La mayoría de estas unidades tienen algún tipo de luz
que funciona con batería y el alcance en la ampliación va de 20X a 300X (Figura 10.2).
Figura 10.2 Microscopio Portátil para Superficies
Algunos están disponibles con escalas que se gradúan en pulgadas o en milímetros, lo que es
ideal para la inspección de la superficie y la determinación del ancho de una fisura o grieta.
Esta precisión es especialmente importante para evaluar la superficie con una medida específica.
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10-4
10.3.1 Uso Adecuado
Siempre consulte el manual de instrucciones del fabricante y modelo específico de su microscopio para instrucciones detalladas de operación. Estos microscopios son muy fáciles de
usar. Sólo tiene que mantener el instrumento sobre la superficie a inspeccionar y ver a través
del ocular. Utilice la luz incorporada al instrumento para iluminar la superficie. Si el equipo
no viene con luz incorporada, puede utilizar una buena linterna de mano.
10.3.2 Calibración
El microscopio no requiere calibración alguna en campo, ya que el enfoque puede ser ajustado para una visión más clara. También se puede optar por un instrumento con un aumento
mayor o menor, según sea necesario. La precisión de la escala puede ser verificada mediante
la medición de una longitud conocida con la escala reticulada del microscopio.
10.3.3 Parámetros de Operación
Consulte el manual de instrucciones del fabricante y modelo de su microscopio digital para
obtener información específica sobre los parámetros de funcionamiento/límites del instrumento. En general, los parámetros se refieren a los límites de la magnificación.
La exactitud y la precisión varían de un fabricante a otro, así como del modelo individual.
Como se mencionó anteriormente, algunos microscopios están disponibles con escalas graduadas en pulgadas o en milímetros.
Algunos errores comunes con un microscopio pueden incluir que usted no esté utilizando un
aumento adecuado, o no esté utilizando la iluminación adecuada para una buena inspección.
En general, cuando se utiliza un microscopio, mientras la potencia utilizada sea más baja,
más fácil será de enfocar, lo que le permite obtener una mejor calidad de imagen. Las potencias más altas hacen que sea difícil enfocar y el rango de visión es limitado.
10.4 Microscopio Estéreo
El microscopio estéreo utiliza dos caminos ópticos separados con dos oculares y dos objetivos para proporcionar ángulos de visión ligeramente diferentes para los ojos izquierdo y derecho. Esta perspectiva de visión produce una visualización tridimensional, agregando “profundidad de campo” a la muestra examinada.
El microscopio estereoscópico no debe ser confundido con un microscopio equipado con
oculares dobles o binoculares. El uso de un microscopio compuesto permite que ambos ojos
vean la misma imagen y los oculares separados proporcionan una mayor comodidad de visión. La imagen, sin embargo, no es diferente a la obtenida con un microscopio monocular
(Figura 10.3).
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10-5
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
Figura 10.3 Microscopio Estéreo con Zoom
Los microscopios estéreo se encuentran principalmente en los entornos de laboratorio. Estos
están disponibles con aumentos de hasta 600X. Los microscopios estéreo tienden a funcionar
mejor a bajas potencias, porque en las potencias superiores la profundidad de campo se limita
severamente. La mayoría los trabajos que involucran un microscopio estereoscópico se llevarán a cabo a menos de 100X.
10.4.1 Uso Adecuado
Como se señaló anteriormente, como estos instrumentos se utilizan principalmente en un
entorno de laboratorio, usted necesita estar seguro de que el microscopio se instala sobre una
superficie plana y firme, y en una altura de trabajo confortable. Algunos equipos pueden requerir el uso de una toma de corriente para su correcto funcionamiento. Coloque el objeto a
ser examinado en la posición deseada en el microscopio. Si es necesario, activar la alimentación de luz. Ver a través de los oculares. Usted puede ajustar el enfoque y la posición del
sujeto a través de las piezas de los ojos con el uso de varios mandos en el instrumento. Para
obtener instrucciones detalladas de operación, consulte el manual de instrucciones del fabricante y modelo específico de su microscopio.
10.4.2 Calibración
Para la verificación y certificación, contacte al fabricante o distribuidor del equipo. Puede
haber ajustes periódicos de posición de la lente u otros servicios requeridos. Los ajustes
normales (enfoque) se llevan a cabo por el operador durante el uso.
10.4.3 Parámetros de Operación
Para obtener información específica sobre los parámetros de funcionamiento/límites de su
instrumento, consulte el manual de instrucciones del fabricante y el modelo de su microscopio. La calidad varía de un fabricante a otro y entre los diferentes modelos. Como se mencionó anteriormente, algunos microscopios están disponibles con escalas graduadas en milímetros y pulgadas.
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10-6
Algunos errores comunes con un microscopio pueden incluir que usted no esté utilizando un
aumento adecuado, o no esté utilizando la iluminación adecuada para una buena inspección.
De nuevo hay que señalar que cuando se utiliza un microscopio, mientras la potencia utilizada sea más baja, más fácil será de enfocar, lo que le permite obtener una mejor calidad de
imagen. Las potencias más altas hacen que sea difícil enfocar y el rango de visión es limitado.
10.5 Microscopio Digital
Un microscopio digital utiliza la óptica y un dispositivo de carga acoplada (CCD) para la
salida de una imagen digital a un monitor. Un microscopio digital difiere de un microscopio
óptico en el que la muestra no se observa directamente a través de un ocular. Como la óptica
de la imagen es proyectada directamente en la cámara CCD, todo el sistema está diseñado
para una imagen en un monitor. La óptica del ojo humano es omitida. El nivel de ampliación es la principal diferencia entre un microscopio óptico y un microscopio digital (Figura
10.4 y 10.5).
Los microscopios digitales generalmente tienen un zoom óptico y un zoom digital. La calidad de la imagen de un zoom óptico será superior a la digital, ya que se está aumentando el
objeto real. La magnificación de un microscopio digital se determina por cuántas veces más
grande se reproduce la muestra en el monitor; por lo tanto, la ampliación puede depender del
tamaño del monitor. Para crear una imagen más grande, el microscopio digital interpola los
píxeles y las llena en base a cálculos. Cuanto mayor sea el aumento, menor será la calidad de
la imagen.
Figura 10.4 Microscopio Digital Manual ProScope HR (con accesorios)
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Figura 10.5 Microscopio Digital Manual MiScope®
Figura 10.6 EXTECH MC108
Algunos microscopios, como el EXTECH MC108 (Figura 10.6), tienen una cámara digital
que les permite ver imágenes en la pantalla, así como la posibilidad de guardar las imágenes
para su uso posterior e incluir en los informes escritos. Adicionalmente, este tipo de microscopio magnifica de 7X a 108X.
10.5.1 Uso Adecuado
Como siempre, es su responsabilidad conocer y comprender el uso correcto de todos los instrumentos. Siempre debe consultar el manual de instrucciones del fabricante y el modelo
específico de su microscopio digital para obtener instrucciones detalladas. En esta sección,
vamos a discutir el Microscopio Digital Manual ProScope HR fabricado por Boldelin Technologies.
Para que el ProScope HR funcione correctamente, primero debe instalar el software del equipo en su computadora (ordenador). Una vez instalado, el microscopio puede ser conectado al
ordenador mediante el uso de un cable USB. El microscopio está listo para su uso.
Hay tres opciones para capturar imagines:
1.
Imagen fija – Esta opción se encuentra en la parte superior izquierda de la
ventana principal. Utilice este ajuste cuando desee tomar imágenes fijas, no de
vídeo. Puede capturar imágenes en tres resoluciones. Haga clic en la barra para activar.
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2.
Video – Esta opción se encuentra en la parte superior del centro de la ventana
principal. Utilice este ajuste cuando desee grabar un video. Puede grabar video en tres resoluciones. Haga clic en la barra para activar.
3.
Lapso de Tiempo – Esta opción se encuentra en la parte superior derecha de la
ventana principal. Utilice este ajuste cuando desee grabar en un lapso de tiempo. Puede grabar en tres resoluciones y en varios intervalos. Haga clic en la
barra para activar.
10-8
10.5.2 Calibración
Su microscopio digital no se puede calibrar. La magnificación puede incrementarse con el
uso de lentes intercambiables. La verificación de los sistemas de medición en el microscopio
se puede lograr mediante la medición con el equipo de un estándar conocido.
10.5.3 Parámetros de Operación
Para obtener información específica sobre los parámetros de funcionamiento/límites de su
instrumento, consulte el manual de instrucciones del fabricante y el modelo de su microscopio digital.
Errores comunes que pueden ocurrir y que pueden afectar la funcionalidad de su microscopio
podrían deberse a una instalación incorrecta del software del microscopio o la conexión USB
a la computadora (ordenador). Si las imágenes no son claras, es posible que necesite cambiar
el lente o ajustar el enfoque.
10.6 Medidor de pH
Como se estableció en el Nivel 1, el nivel de pH es una indicación de qué tan ácida o qué tan
alcalina es una solución acuosa, siendo un pH de 7,0 neutro. El rango de pH de 0,0 a 7,0 es
ácido y el rango de 7,0 a 14,0 es alcalino. Como usted ya está familiarizado con las Cintas
Indicadoras de pH, en esta sección se examinarán los instrumentos más avanzados que se
utilizan para medir el nivel de pH.
10.7 Medidor de pH de Mesón
10.7.1 Uso Adecuado
Es su responsabilidad conocer y comprender el uso correcto de su medidor de pH. Siempre
debe consultar el manual de instrucciones del fabricante y modelo específico de su medidor
de pH para obtener instrucciones detalladas; sin embargo, hay algunas operaciones básicas
que vamos a discutir que serán comunes a los distintos instrumentos (Figura 10.7).
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El sensor del medidor de pH se coloca en la solución acuosa a ser evaluada. El sensor contiene dos celdas que producen un voltaje eléctrico en la solución. El circuito del medidor
convierte este voltaje en una lectura de pH.
Figura 10.7 Medidor de pH/Conductividad de Benchtop
Un medidor de pH podría usarse en lugar del papel pH descrito en el Nivel 1 del CIP, para
probar la acidez o alcalinidad del agua que proviene de la superficie a ser recubierta, o del
agua usada para evaluar los abrasivos en busca de contaminación.
Muchos de los medidores de pH disponibles en la actualidad son multi-funcionales y también
pueden medir propiedades tales como la conductividad, TDS (sólidos totales disueltos) y
temperatura.
Es importante recordar que los instrumentos deben cumplir con todos los estándares NIST
para calidad y uso y estar en conformidad con la norma ANSI/NCSL Z540-6 (Estándares
Nacionales de Calibración).
10.7.2 Calibración
Verificaciones periódicas de calibración durante la vida útil del medidor son un requisito de
los procedimientos de gestión de calidad (ISO 9000 y otras normas similares). Para la verificación y certificación, contacte al fabricante o distribuidor del medidor. Un medidor de pH
se calibra con una solución buffer estándar, de una concentración conocida a una temperatura
específica. La selección de los estándares buffer, NIST o USA, debe realizarse antes de la
calibración. Vea el cuadro de abajo.
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Temperatura
(°C)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
70
80
90
pH
1.68
1.67
1.67
1.67
1.67
1.68
1.68
1.69
1.69
1.70
1.70
1.71
pH
4.01
4.01
4.01
4.00
4.00
4.00
4.01
4.01
4.02
4.03
4.04
4.06
4.08
4.10
4.12
4.16
4.20
Buffer USA
pH
pH
7.00 10.01
7.12 10.32
7.09 10.25
7.06 10.18
7.04 10.12
7.02 10.06
7.00 10.01
6.99
9.97
6.98
9.93
6.97
9.89
6.97
9.86
6.97
9.83
6.97
9.81
6.98
9.79
6.99
9.76
7.00
9.74
7.02
9.73
pH
12.45
13.43
13.21
13.00
12.81
12.63
12.45
12.29
12.13
11.99
11.84
11.70
10-10
pH
1.68
1.67
1.67
1.67
1.67
1.68
1.68
1.69
1.69
1.70
1.70
1.71
pH
4.01
4.01
4.01
4.00
4.00
4.00
4.01
4.01
4.02
4.03
4.04
4.06
4.08
4.10
4.12
4.16
4.20
Buffer NIST
pH
pH
6.86
9.18
6.98
9.47
6.95
9.38
6.92
9.32
6.90
9.27
6.88
9.22
6.86
9.18
6.85
9.14
6.84
9.10
6.84
9.07
6.83
9.04
6.83
9.01
6.83
8.99
6.84
8.96
6.85
8.92
6.86
8.89
6.88
8.85
pH
12.45
13.43
13.21
13.00
12.81
12.63
12.45
12.29
12.13
11.99
11.84
11.70
Tabla 1: Cuadro de Buffer Estándar de EUA y NIST
10.7.3 Parámetros de Operación
Consulte el manual de instrucciones del fabricante y modelo del medidor de pH para obtener
información específica sobre los parámetros de funcionamiento/límites de su instrumento.
La precisión y la calidad del medidor de pH varían de un fabricante a otro y entre los diferentes modelos. La mayoría de las guías de los fabricantes citan el grado de exactitud y precisión (resolución) del instrumento específico. Un ejemplo de los parámetros de operación
suministrados por un fabricante se indica a continuación.
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pH
Conductividad
Rango
TDS
Temperatura
pH
Conductividad
Resolución
TDS
Temperatura
pH
Conductividad
Precisión
TDS
Temperatura
pH
Conductividad
Calibración
TDS
Temperatura
Temperatura de compensación
Automático o manual
Coeficiente de Temp. de Conductividad
Ajustable de 0.0 a 10% por °C
Conductividad celda constante
Fijo a k = 1.0 cm-1
Conductividad-a- valores de calibración de
TDS
Ajustable de 0.4 a 1.0
-2.00 a 16.00 pH
0.0 a 19.99, 0 a 199.9, 0 a 1999 µS; 0 a 19.99, 0 a 199.9 mS
0.00 a 9.99, 10.0 a 99.9, 100 a 999 ppm; 1.00 a 9.99, 10.0 a 99.9, 100 a
200 ppt
32 a 212°F (0 a 100°C)
0.01 pH
0.01, 0.1, 1 µS; 0.01, 0.1 mS
0.01, 0.1, 1 ppm; 0.01, 0.1, 1 ppt
0.1°F ó °C
±0.01 pH
±1% escala completa
±1% escala completa
±0.5°F ó °C
hasta 5 puntos (pH 1.68, 4.01, 7.00, 10.01 y 12.45)
hasta 5 puntos (un punto por rango)
hasta 5 puntos (un punto por rango)
desplazamiento en incrementos de 0.1°
Display
LCD Dual muestra medida más Temp.
Potencia
110 VAC
Dimensiones
9"W x 2 3/8"H x 7"D
Temperatura de Operación
32 a 122°F (0 a 50°C)
Table 2: Tabla de Especificaciones para el Oakton PC150
Usted debe cuestionar las lecturas en cualquier momento valores altos y bajos se encuentren
fuera de los parámetros conocidos.
Algunos errores comunes pueden incluir:
•
Lectura incorrecta debido al uso de un buffer incorrecto para la calibración
•
Lecturas incorrectas causadas por una sonda dañada
10.8 Medidores de pH Manuales
10.8.1 Uso Adecuado
Al igual que con todos los instrumentos, es su responsabilidad conocer y comprender el uso
correcto de su medidor de pH. Siempre debe consultar el manual de instrucciones del fabricante y modelo específico de su medidor de pH para obtener instrucciones detalladas. Los
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10-12
medidores de pH manuales funcionan con los mismos principios del medidor de mesón (Figura 10.8). Son rápidos, fáciles y convenientes de usar, ya que permiten tomar lecturas en
campo.
Dependiendo de sus necesidades y/o limitaciones de costo, hay medidores disponibles con
una variedad de capacidades. Algunos instrumentos sólo toman lecturas individuales y pueden almacenar un número de lecturas que se puede utilizar para crear informes complejos a
través de un software para su computadora (ordenador).
Figure 10.8 Medidor de pH Manual
Medidor de pH Oakton® 11 pH/mV/Temperatura
Usted debe saber que los instrumentos deben cumplir con todos los estándares NIST para la
calidad y uso y estar en conformidad con la norma ANSI/NCSL Z540-6 (Normas Nacionales
de Calibración).
10.8.2 Calibración
Las verificaciones de calibración periódicas a lo largo de la vida útil del medidor son un requisito de los procedimientos de gestión de calidad (ISO 9000 y otras normas similares).
Para la verificación y certificación, contacte al fabricante o distribuidor del medidor. Un
medidor de pH se calibra con una solución buffer estándar de una concentración conocida a
una temperatura específica. La selección de los buffer estándar, NIST o EUA, debe realizarse antes de la calibración.
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10.8.3 Parámetros de Operación
Consulte el manual de instrucciones para el fabricante y modelo específico del medidor de
pH para obtener información detallada sobre los parámetros de funcionamiento/límites de su
instrumento.
La precisión y la calidad del medidor de pH varían de un fabricante a otro y entre los diferentes modelos. La mayoría de las guías de los fabricantes citan el grado de exactitud y precisión (resolución) del instrumento específico.
Algunos errores comunes pueden incluir:
•
Lectura incorrecta debido al uso de un buffer incorrecto para la calibración
•
Lecturas incorrectas causadas por una sonda dañada
10.9 Detección de Humedad – Indicadores y Pruebas
La humedad es una de las posibles causas de fallas de los recubrimientos. No es suficiente
simplemente asegurar que la superficie está seca, ya que la parte superior del sustrato es a
menudo el punto más seco producto de la evaporación.
Muchos de los sustratos utilizados en la industria hoy en día están recubiertos, son porosos y
pueden absorber humedad. Es necesario medir el contenido de humedad en la superficie para
reducir la posibilidad de fracaso del recubrimiento posteriormente.
Hay una serie de pruebas e instrumentos disponibles para detectar y/o medir el contenido de
humedad en el sustrato. Algunos de estos serán discutidos en las secciones siguientes.
10.9.1 Indicadores de Humedad para Madera, “Plaster”1 y Concreto
(Hormigón)
Un medidor de humedad puede ser utilizado para determinar rápidamente el nivel de humedad en concreto, fibra de vidrio o madera hasta una profundidad de 12,5 cm (5”), dependiendo del fabricante y modelo del equipo.
Un medidor de humedad es un instrumento electrónico, operado por baterías y no destructivo, empleado para determinar los niveles de humedad en “plaster” y paredes de yeso, así
como en ladrillos, concreto y en aislamientos para paredes y techos, a través de lecturas cualitativas comparativas. También se puede utilizar en madera, leyendo el contenido de humedad directamente como un porcentaje del peso en seco.
1
El término “plaster” se refiere a la mezcla de arena lavada, cemento, a veces cal y otros componentes, que se
utiliza para emparejar y alisar una superficie de concreto (hormigón), mejorando la calidad del acabado final en
muchas obras civiles. Este término se conoce de diferentes formas en varios países de Latinoamérica, por
ejemplo: Ven.: friso; Col. y Chi.: stucco; Méx.: repellado o aplanado con yeso; Arg.: revoque fino; Per.: tarrajeo; Ecu.: enlucido.
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Algunos indicadores son manuales, con electrodos incluidos que se utilizan principalmente
para medir el contenido de humedad en la madera, productos de madera y materiales de construcción, tales como techos, aislamientos, “plaster” y ladrillos (Figura 10.9). Un ejemplo es
el siguiente.
Figura 10.9 Medidor de Humedad c/electrodos
Los electrodos en un extremo del instrumento se presionan en el material a medir. Estos instrumentos utilizan el método de medición por conductividad.
Hay otros equipos que no son invasivos para la medición no destructiva del contenido de
humedad. No utilizan electrodos y no dañan el sustrato (Figura 10.10). Estos instrumentos
se utilizan para medir el grado de humedad en el concreto, fibra de vidrio o madera.
Figura 10.10 Medidor de Humedad s/electrodos
Estos indicadores son muy sencillos de usar. Sólo tiene que encenderlo, presionar el instrumento contra la superficie y tomar la lectura. Hay equipos disponibles que están específicamente calibrados y listos para usarse sobre concreto (hormigón). Los instrumentos están
disponibles con pantalla analógica y digital.
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10.9.2 Uso Adecuado
Debido a la variedad de opciones disponibles, siempre debe consultar el manual de instrucciones del fabricante y del modelo específico de su medidor de pH para obtener instrucciones
detalladas.
Según el modelo, pueden haber diferentes ajustes para el concreto (hormigón), madera u
otros sustratos. Asegúrese de que el instrumento se coloca en el ajuste adecuado según el
sustrato a evaluar.
Cuando realice pruebas sobre concreto, “plaster” o ladrillo, las lecturas se toman con la escala de referencia el “plaster-concrete”. Las lecturas en el extremo inferior de la escala indican
una condición más “seca”, que progresivamente se hace más “húmeda” a medida que las
lecturas van hacia el extremo superior de la escala.
Se sugiere que las pruebas se realicen con muestras de materiales “secos” y aceptables. Adicionalmente, se sugiere utilizar estas lecturas como estándares o puntos de referencia, contra
el cual se compararán las mediciones subsiguientes.
Al utilizar medidores que funcionan en el principio de conductividad eléctrica, el usuario
debe establecer que ninguna lectura (o sólo las muy bajas) se obtienen de muestras “secas”.
Un material que, incluso cuando está seco, causa que la unidad de lecturas altas, es en sí conductor y hace que el instrumento sea ineficaz.
10.9.3 Calibración
Las verificaciones de calibración periódicas a lo largo de la vida útil del medidor son un requisito de los procedimientos de gestión de calidad (ISO 9000 y otras normas similares). El
medidor de humedad normalmente ya estará calibrado por el fabricante. Futuras calibraciones y certificaciones pueden ser realizadas por laboratorios independientes. Por lo general,
será necesario algún método de verificación en campo. Para estas verificaciones y certificaciones, contacte al fabricante o distribuidor del equipo.
10.9.4 Parámetros de Operación
Consulte el manual de instrucciones del fabricante y modelo del medidor de humedad para
obtener información específica sobre los parámetros de funcionamiento/límites de su instrumento.
La precisión y la calidad del medidor de humedad variarán según el fabricante y el modelo.
La mayoría de las guías de los fabricantes citan el grado de exactitud y precisión (resolución)
del instrumento específico. Un ejemplo de los parámetros de operación suministrados por un
fabricante se indica a continuación.
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
Rango – Madera 1
14% - 30% (% Contenido de Humedad)
Rango – Madera 2
15% - 30% (% Contenido de Humedad)
Rango – Plaster
8% - 20% (% Contenido de Humedad)
Rango – Concreto
5% - 14% (% Contenido de Humedad)
Rango – Referencia Linear
0 – 10
Dimensiones de Instrumento
43 x 91 x 146 mm
Resolución
1% (escala No Linear)
Precisión (Usado normas de resistencia eléctrica)
±2% de la lectura
Pantalla
Escala Analógica con Código de Color
Potencia
Batería – 9V MN1604 PP3
Dimensiones de Estuche
60 x 155 x 165 mm
Peso del Instrumento
230 g (0,5 lb.)
10-16
Tabla 3: Muestra de Especificación para el Medidor de Humedad Superficial
Elcometer 118
Usted debe cuestionar las lecturas si realiza una prueba en una muestra que sabe que debe
estar seca y obtiene un valor de alta humedad.
10.10 Medidor de Corriente Eddy
Los instrumentos basados en el principio de corriente eddy se utilizan para medir el EPS de
las películas no conductoras aplicadas a sustratos conductores, tales como aluminio, cobre,
latón y acero inoxidable. El instrumento puede verse exactamente igual al medidor electromagnético, pero induce una corriente eddy en el sustrato por medio de una corriente alterna
de alta frecuencia que alimenta la sonda. La mayoría de los fabricantes se refieren a los modelos de los medidores de EPS de corriente eddy como medidores “N” (de “no ferroso”) (Figura 10.11).
Algunos instrumentos son capaces de funcionar tanto por inducción electromagnética y por
corriente eddy. La técnica utilizada por muchos fabricantes para medir recubrimientos no
conductores sobre sustratos ferrosos (F), utilizando los principios de corriente eddy (N), son
generalmente identificados como medidores de FN o FNF (ferroso/no ferroso). Estos medidores FNF típicamente tienen una sonda única (ya sea separada o integrada al equipo). Otros
instrumentos, sin embargo, utilizan una sonda diferente para cada principio.
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Figura 10.11 Medidores de EPS de Corriente Eddy
10.10.1 Uso Adecuado
Hay una gran variedad de equipos electrónicos disponibles; siempre deben seguir las instrucciones de los fabricantes para asegurar que pueden tomarse lecturas precisas. A pesar de que
los medidores de corriente eddy pueden ser utilizados para tomar lecturas sobre cualquier
metal no ferroso, la forma y el tamaño de la sonda, la conductividad y el acabado de la superficie metálica son importantes.
Considerando que las sondas electromagnéticas (F) no pueden medir un recubrimiento aplicado sobre un sustrato no ferroso (N), la técnica de corriente eddy puede dar lecturas falsas
en sustratos ferrosos.
Los medidores FNF, tales como el Elcometer 456, cuentan con un reconocimiento del sustrato automático (a veces llamados sondas dobles). Estos medidores primero buscan un campo
magnético y, si no se encuentra, cambian automáticamente al modo de corriente eddy. Estos
instrumentos generalmente funcionan bien; sin embargo, algunos metales compuestos pueden
tener justo las propiedades magnéticas suficientes para que la sonda del medidor registre que
el metal es ferroso, cuando en realidad no lo es.
Si usted está recibiendo lecturas sospechosas en aceros inoxidables de grado Bajo, o en aceros inoxidables compuestos o aleaciones de níquel, cambie el medidor al modo “no ferroso”
para forzar el medidor a medir mediante corriente eddy. Nota: La linealidad y por lo tanto la
precisión, en valores de espesor intermedios (los que están entre los puntos de calibración) se
verán afectados por la baja conductividad de algunos sustratos metálicos no ferrosos.
También hay que señalar que si un inspector quiere medir el EPS de un material como un
mastique de pigmentación aluminio sobre un sustrato como el cobre, no debería confiar en
los resultados obtenidos utilizando instrumentos electromagnéticos o de corriente eddy. Será
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10-18
mejor que el inspector calcule el EPS a partir del EPH del recubrimiento aplicado, o, alternativamente, que utilice un medidor de inspección de la pintura (PIG) o medidor Tooke.
Los métodos estándar para la aplicación y desempeño de los ensayos de Espesor de Película
Seca mediante medidores de corriente eddy están disponibles en la norma ASTM B 244,
ASTM D 7091-05 e ISO 2360.
En cada caso, el inspector debe estudiar y cumplir con las instrucciones y recomendaciones
específicas del fabricante del instrumento.
10.10.2 Calibración
Las verificaciones de calibración periódicas a lo largo de la vida útil del medidor son un requisito de los procedimientos de gestión de calidad (ISO 9000 y otras normas similares). La
certificación por laboratorios independientes y algún método de verificación en campo también serán necesarios. La verificación de la calibración del equipo debe hacerse sobre el sustrato real o sobre uno similar a la de la superficie que se va a evaluar. La verificación de la
calibración, utilizando patrones estándar de espesor con certificados de calibración actuales y
con alguna trazabilidad, puede ser realizada por el usuario. Se recomienda que estos patrones
estén disponibles en el sitio de trabajo y que se utilicen para la verificación de la calibración
y para ajustes de calibración diarios.
El procedimiento para la verificación de la calibración en campo es de la siguiente manera:
•
La verificación de la calibración del medidor utilizando una galga plástica, de espesor conocido, sobre el sustrato sin recubrimiento es la mejor manera de asegurar que el medidor está
configurado para la superficie a medir. Se debe elegir una galga con un valor de espesor ligeramente superior que la máxima lectura esperada.
•
Diferentes instrumentos pueden requerir un espesor mínimo del sustrato. Típicamente, un
sustrato debe tener un mínimo de 1,78 mm. (70 mils) de espesor.
•
La verificación de la calibración debe hacerse sobre la superficie preparada, sin recubrimiento
(con el perfil).
•
Los instrumentos con múltiples escalas deben ajustarse a la escala de medición adecuada.
•
Los procedimientos de verificación de calibración del medidor varían entre los fabricantes.
Verifique y ajuste el equipo de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
•
Con el propósito de servir como guía únicamente, la verificación sobre superficies lisas puede
realizarse utilizando una galga plástica, de espesor conocido y ligeramente superior que la
máxima lectura esperada de EPS. La verificación sobre una superficie rugosa puede requerir
un ajuste de calibración de “dos puntos” (o de “superficie rugosa”), donde se requiere utilizar
dos galgas – una con un espesor superior al máximo EPS esperado y la segunda con un espesor inferior al valor de EPS esperado.
•
Para una mayor precisión, la calibración a “dos puntos” debe ser realizada cada vez que se
utilice el medidor.
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Una vez que la verificación y cualquier ajuste se ha realizado, las medidas deben ser razonablemente exactas a través de la escala; es decir, en puntos intermedios entre los valores utilizados para la calibración.
Para lograr resultados precisos, las mediciones podrían tener que repetirse hasta que las medidas se estabilicen. Los instrumentos más antiguos, en particular, puede requerir una secuencia de ajustes de “cero / alto / cero / alto” hasta obtener resultados consistentes.
10.10.3 Parámetros de Operación
Es su responsabilidad conocer y comprender el uso adecuado de los medidores de Espesor de
Película Seca. Para instrucciones detalladas siempre debe consultar las instrucciones de operación del fabricante y modelo de su equipo; sin embargo, hay operaciones básicas que deben
discutirse que serán comunes entre los diferentes instrumentos.
La precisión y la calidad del medidor de EPS variarán de un fabricante a otro y entre los diferentes modelos. La mayoría de las guías de los fabricantes citan el grado de exactitud y la
precisión (resolución) del instrumento específico. En general, los equipos utilizados podrían
tener un rango de medición de hasta 13 mm (500 mils). El medidor más comúnmente utilizado tiene un rango de 0 a 1.500 μm (1,5 mm ó 60 mils) con una precisión de ± 1,3% ó ± 0,1
mil (± 1,3% ó ± 2,5 μm). Esta declaración de la precisión se aplica al rango de 0 – 1.500 µm;
sin embargo, la precisión de su medidor puede verse afectada por muchos factores.
Los siguientes factores pueden afectar la precisión de las lecturas de su medidor de corriente
eddy:
•
Propiedades magnéticas y conductoras del sustrato. La linealidad y precisión en los valores
de espesor intermedios (aquellos entre los puntos de calibración) se verán afectados por la baja conductividad de algunos sustratos metálicos no ferrosos.
•
El espesor del sustrato. Dependiendo del instrumento específico, el espesor mínimo requerido
del sustrato puede variar. Algunos instrumentos funcionan sobre sustratos tan delgados como
unos cuantos mils.
•
Bordes. En general, las mediciones pueden no ser exactas cuando se hacen más cerca de 25
mm (1 pulgada) de cualquier borde. Algunos fabricantes tienen sondas especiales que se
pueden utilizar si tiene requisitos de medición en zonas que están más cerca de 25 mm (1 pulgada) de un borde.
•
Superficies curvadas. Si se utiliza este tipo de instrumento para medir el EPS sobre una superficie curvada, la sonda debe ser sostenida en ángulo recto a la superficie y, si es posible, la calibración debe hacerse sobre una superficie con curvatura similar.
•
Conductividad de los recubrimientos. La medición de los EPS de recubrimientos conductores,
tales como recubrimientos pigmentados de aluminio, muy probablemente tendrá problemas;
por lo tanto, usted debe consultar al fabricante para sus recomendaciones.
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10-20
La repetitividad del instrumento depende del fabricante de cada equipo en particular; por lo
tanto, debe revisar las instrucciones. Usted debe cuestionar las lecturas en cualquier momento que los valores altos y bajos estén fuera de los parámetros conocidos.
Algunos errores que pueden afectar la precisión de las lecturas con su medidor incluyen:
•
No verificar la calibración del medidor antes de su uso
•
Pasar la sonda demasiado rápido
•
Residuos en el extremo de la sonda
•
Tocar la sonda a una superficie que está demasiado caliente
•
El uso de un medidor dual y no cambiar al modo de “no ferroso”
•
Daño en la punta de la sonda, causando el desgaste de la misma
•
No tomar lecturas de forma perpendicular a la superficie
10.11 Métodos Avanzados de Recolección de Data
Muchos de los instrumentos de prueba electrónicos avanzados tienen la capacidad de almacenar datos para su uso futuro. Estos datos almacenados pueden ser transferidos a una
computadora (ordenador) y otros dispositivos usando varios métodos.
10.11.1 Conectividad del Equipo
Dependiendo del fabricante y el modelo del instrumento, hay una serie de formas para transferir los datos almacenados.
•
USB – Muchos de los dispositivos de recolección de datos pueden conectarse a una computadora mediante un cable de transferencia de datos de alta velocidad (USB). La información
puede ser descargada desde el dispositivo a la computadora, y almacenarse para referencias
futuras o, en algunos casos, se puede conectar directamente a una impresora.
•
IR – Algunos modelos son capaces de imprimir la información de forma inmediata a través de
una impresora de infrarrojos (IR) portátil.
•
Bluetooth – Algunos equipos tienen función Bluetooth, que permite monitorear y registrar la
información de forma remota. La información puede ser descargada y revisada en dispositivos móviles tales como los PDA.
10.11.2 Softwares
Algunos fabricantes tienen softwares disponibles para ayudarle en la gestión de los datos que
ha recogido y almacenado. El software permite la transferencia rápida y fácil de los datos del
instrumento a una computadora o impresora, para que sean fáciles de ver y usar (Figura
10.12).
Algunas de las características que pueden estar disponibles, dependiendo del fabricante del
software incluyen la posibilidad de:
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10-21
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
•
Crear rápidamente informes profesionales
•
Exportar reportes a hojas de cálculo, archivos de texto o guardar como PDF o JPEG
•
Copiar y pegar los informes en otros documentos
•
Combinar los informes a fin de comparar claramente los diferentes lotes
•
Enviar por correo electrónico los informes directamente desde el equipo
•
Asignar etiquetas de identificación de lote
•
Cambiar el nombre de los lotes para identificarlos claramente
•
Crear una amplia gama de informes estándar, tales como:
–
Mediciones individuales
–
Estadísticas
–
Histogramas
–
Gráficos lineales o de barra
–
Logaritmo normal
–
Gráficos de torta (circulares)
•
Personalizar los informes
•
Combinar lotes para comparar las lecturas o vincular diferentes lotes en un archivo de inspección integral
•
Localizar rápidamente un archivo o lote específico
Figura 10.12 Imagen de la Pantalla del Software de Manejo de Data Elcometer ElcoMaster™
10.12 Medidores de Espesor por Ultrasonido
La técnica de ultrasonido de pulso-eco de estos medidores se usa para medir el espesor de los
recubrimientos en sustratos no metálicos (plástico, madera, etc.) sin dañar la pintura.
La sonda del instrumento contiene un transductor de ultrasonido que envía un pulso a través
del recubrimiento. El pulso se refleja desde el sustrato hasta el transductor, convirtiéndose en
una señal eléctrica de alta frecuencia. La onda del eco es digitalizada y analizada para de©NACE International 2011
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10-22
terminar el espesor del recubrimiento. En algunos casos, las capas individuales en un sistema
multi-capa pueden ser medidas.
La tolerancia típica de este dispositivo es de ± 3%. Los métodos estándar para la aplicación
y desempeño de esta prueba están disponibles. Estos instrumentos pueden ser utilizados en
conformidad con la norma mencionada a continuación:
ASTM D6132. Este método de ensayo cubre el uso de los medidores de espesor de película
por ultrasonido para medir de forma precisa y no destructiva el espesor de película seca de
los recubrimientos orgánicos aplicados sobre un sustrato de material diferente. Las mediciones pueden hacerse en estructuras en campo, sobre productos de fabricación comercial, o en
muestras de laboratorio. Estos tipos de medidores pueden medir con precisión el espesor de
película seca de recubrimientos orgánicos aplicados sobre concreto (hormigón), madera y
sustratos de cartón piedra (tabla roca).
10.12.1 Calibración y Frecuencia
Desde un punto de vista práctico, los valores de la velocidad del sonido no varían mucho
entre los recubrimientos utilizados en la industria del concreto; por lo tanto, los medidores de
espesor de recubrimiento ultrasónicos generalmente no requieren ajustes diferentes a la configuración de calibración de fábrica.
La verificación es un control de la precisión realizada por el usuario, el inspector, utilizando
estándares de referencia conocidos. Una verificación exitosa requiere que el medidor mida
dentro de la precisión combinada del equipo y sus patrones de calibración.
10.12.2 Parámetros de Operación
La vibración viaja a través del recubrimiento hasta que encuentra un material con diferentes
propiedades mecánicas – por lo general el sustrato, pero podría ser a una capa de recubrimiento diferente. La vibración, parcialmente reflejada en esta interface, viaja de regreso al
transductor. Mientras tanto, una parte de la vibración transmitida continúa viajando más allá
de la interface y experimenta otras reflexiones en cualquier interface entre materiales que
encuentre.
10.12.3 Exactitud y Precisión
La exactitud de cualquier medición ultrasónica corresponde directamente a la velocidad del
sonido del acabado que se está midiendo. Como los instrumentos ultrasónicos miden el
tiempo de tránsito de un pulso ultrasónico, deben ser calibrados para la “velocidad del sonido” en ese material en particular.
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10-23
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10.12.4 Repetitividad
Los medidores ultrasónicos están diseñados para promediar pequeñas irregularidades con el
fin de producir un resultado significativo. En las superficies muy rugosas o sustratos donde
las lecturas individuales no parecen repetibles, el comparar una serie de resultados promediados a menudo proporciona una repetitividad aceptable.
10.12.5 Cuándo Debe Verificar las Lecturas
Debido a que un número potencialmente elevado de ecos puede ocurrir, el medidor está diseñado para seleccionar el echo máximo o “más fuerte” para calcular la medición del espesor.
Los instrumentos que miden las capas individuales en un sistema multi-capas también favorecen el eco más fuerte. El usuario simplemente ingresa el número de capas que va a medir,
por ejemplo, tres, y el instrumento mide los tres ecos más fuertes. El medidor ignorará los
ecos suaves provenientes de las imperfecciones del recubrimiento y de las capas del sustrato.
10.12.6 Errores Comunes y sus Causas
10.12.7 Causados por el Operador
Las pruebas por ultrasonido funcionan mediante el envío de una vibración ultrasónica dentro
de un recubrimiento empleando una sonda (transductor) y con la ayuda de un acoplante aplicado a la superficie. Usted debe conocer el número de capas del recubrimiento aplicadas al
sustrato que está evaluando, para evitar obtener lecturas inexactas. Este es el error más común del operador – introducir información incorrecta en el instrumento. Cada instrumento
abordará algunos de los errores de los operadores en el manual de instrucciones. Debe estar
familiarizado con el instrumento de su elección y saber qué esperar y cómo hacer frente al
problema.
10.12.7.1 Causados por el Equipo
Usted debe saber que la manera que estos recubrimientos interactúan con el sustrato es un
factor que influye en la precisión y repetitividad de la medición ultrasónica. La porosidad y
rugosidad pueden promover la adhesión, pero dificultan el poder obtener lecturas de espesor
repetibles utilizando cualquiera de los instrumentos que hemos discutido. Un sustrato que es
demasiado rugoso o poroso dará lecturas irregulares con cualquier instrumento ultrasónico.
Hay otros errores que son causados por el instrumento. El manual de instrucciones trata sobre los errores más frecuentes que usted puede encontrar. Familiarícese con los problemas y
conozca cómo corregirlos o con quién comunicarse para obtener más instrucciones.
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos
10-24
Definiciones de Términos Clave
Detector de Humedad: Un detector de humedad puede ser utilizado para determinar rápidamente el nivel de humedad en concreto (hormigón), fibra de vidrio o madera, hasta una
profundidad de 12,5 cm. (5”).
Magnificadores: Estos dispositivos pueden ser utilizados para examinar la superficie y poder
observar el perfil, contaminación posible, ampollas, óxido, calamina, puntos de alfiler y otros
defectos de la preparación de la superficie o del recubrimiento.
Medidor de Corriente Eddy: Los instrumentos basados en el principio de corriente eddy se
utilizan para medir el EPS de películas no conductoras aplicadas a sustratos conductores,
tales como el aluminio, el cobre, el latón y el acero inoxidable.
Medidor de EPS por Ultrasonido: El medidor ultrasónico se utiliza para medir el espesor
de los recubrimientos aplicados sobre sustratos no metálicos (plástico, madera, etc.) sin dañar
el recubrimiento.
Microscopio Digital: Un microscopio digital utiliza la óptica y un dispositivo de carga acoplada (CCD) para la salida de una imagen digital a un monitor.
Microscopio Estéreo: El microscopio estéreo utiliza dos caminos ópticos separados con dos
oculares y dos objetivos para proporcionar ángulos de visión ligeramente diferentes para los
ojos izquierdo y derecho.
Microscopio Óptico: El microscopio óptico utiliza la luz visible y un sistema de lentes para
ampliar las imágenes de muestras pequeñas.
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11-1
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos – Laboratorio de Práctica
Capítulo 11: Instrumentos Avanzados
de Ensayos No Destructivos –
Laboratorio de Práctica
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el ejercicio completo
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos – Laboratorio de Práctica
En este capítulo, vamos a aprovechar la información obtenida en el capítulo 10, demostrando
algunos de los instrumentos que fueron descritos. El instructor mostrará cada instrumento
junto con el material necesario para realizar cada prueba. Entonces dejaremos que usted
practique directamente con los instrumentos.
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos – Laboratorio de Práctica
11-2
Estación 1: Medidor de pH
Equipo:
•
Medidor de pH manual
•
Solución buffer de EUA o NIST (para la calibración)
•
Solución de ensayo
•
2 Recipientes
•
Manual de instrucciones
•
Cintas medidoras de pH
Tarea: Verificar que el instrumento ha sido calibrado. Demuestre el uso adecuado del medidor de pH. Utilice el cuadro de abajo para documentar los resultados.
¿Está utilizando la solución buffer de EUA o NIST? ____________
¿El instrumento fue calibrado antes de usarlo? ____________
Medidor pH
Temperatura
Conductividad
pH
Temperatura
Conductividad
pH
Temperatura
Conductividad
pH
Solución de Ensayo
Medidor pH
Solución de Ensayo
Medidor pH
Solución de Ensayo
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11-3
Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos – Laboratorio de Práctica
Estación 2: Medidores de Humedad
Equipo:
•
Medidor de humedad con electrodos
(o)
•
Medidor de humedad sin electrodos
•
Objeto de madera para pruebas
(y/o)
•
Objeto de concreto para pruebas
•
Manual de instrucciones
Tarea: Utilice el medidor para medir el contenido de humedad de los objetos de madera y
concreto para pruebas. Documente los resultados en el cuadro de abajo.
Resultados de las Pruebas
Madera
Concreto
Humedad con electrodos
Humedad sin electrodos
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Instrumentos Avanzados de Ensayos No Destructivos – Laboratorio de Práctica
11-4
Estación 3: Medidor de EPS por Corriente Eddy
Equipo:
•
Medidor de EPS por Corriente Eddy (DeFelsko Positector 6000 N-1)
•
Lámina de Aluminio (1/3 metal desnudo) (1/3 primario) (1/3 primario + acabado)
•
Paquete de Galgas Plásticas
•
Micrómetro
•
Manual de instrucciones
Tarea: Calibra el medidor y mide el espesor del primer, el espesor del primer más la capa de
acabado del panel incluido utilizando las hojas de trabajo del EPS abajo.
Hojas de Trabajo
1. Área: Primario (mils o micrones)
Puntos‐>
1
2
3
4
5
Promedio del
EPS en esta
área
5
Promedio del
EPS en esta
área
1
2
3
Promedios
2. Área: Total = Primario + Acabado (mils o micrones)
Puntos‐>
1
1
2
3
4
2
3
Promedios
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12-1
Recubrimientos Interiores y Especializados
Capítulo 12: Recubrimientos Interiores
y Especializados
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Recubrimientos Interiores
•
Recubrimientos Especializados
•
Recubrimientos en Polvo
•
Equipos Especiales de Aplicación
Términos Claves
•
Recubrimientos Interiores
•
Plásticos Reforzados
•
Pintura Anti-incrustante
•
Ablativo
•
Cemento
•
Intumescente
•
Camas Fluidizadas
•
Recubrimiento por Rotación (Roto-Lining)
•
Atomización Electroestática
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
12.1 Introducción
En el mundo de los recubrimientos industriales y marinos, hay áreas donde no funcionan los
sistemas de recubrimiento más comunes. En este capítulo vamos a discutir algunos de los
recubrimientos especializados diseñados para servicios específicos. También vamos a dis-
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Recubrimientos Interiores y Especializados
12-2
cutir qué es un recubrimiento interior1 y cuáles son algunos con los que el inspector tendrá
que trabajar. Continuaremos viendo los recubrimientos interiores en la siguiente unidad,
cuando cubramos los materiales laminados para interiores y los recubrimientos interiores de
goma (hule).
12.2 Recubrimientos Interiores
En nuestra industria, usamos la palabra “recubrimiento interior” para describir un recubrimiento que normalmente está en servicio de inmersión (Figura 12.1). Por ejemplo: El recubrimiento interior de un tanque de agua potable o el exterior de una estructura que estará en
servicio de inmersión, como el casco de un buque. En algunos casos, un recubrimiento
puede ser clasificado tanto como para servicio interior y para exterior, dependiendo de las
condiciones particulares de operación. El servicio más severo para un recubrimiento es
cuando se utiliza en un ambiente interior.
Figura 12.1 Recubrimiento Interior
Los recubrimientos interiores protegen la superficie a la cual están aplicados y, en muchos
casos, también están diseñados para proteger la carga transportada o almacenada. Por
ejemplo: La protección del jarabe de maíz en un vagón cisterna de ferrocarril del olor del
recubrimiento interior – ¡por supuesto que no quisiera tener el sabor de solvente en su boca
cuando tome su próxima Coca-Cola! En algunos casos, la carga puede ser más valiosa que
el tanque que la contiene. Por esta razón la selección de un recubrimiento interior de un
tanque de almacenamiento siempre se deja en manos del propietario, quien consulta con el
fabricante del recubrimiento interior. Se piden garantías con mayor frecuencia para los recubrimientos interiores que para pinturas en servicio atmosférico. Cuando el inspector se
enfrenta a trabajar bajo una garantía, también puede estar recibiendo direcciones de la organización que proporciona la misma, quizás el fabricante del recubrimiento interior o una
compañía de seguro.
Debido a la misma naturaleza de su uso, un recubrimiento interior puede requerir una inspección más a fondo que una pintura atmosférica. Usted realizará pruebas de discontinuidades,
1
El término “recubrimiento interior” es la traducción que hemos empleado de la palabra en inglés “lining”.
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12-3
Recubrimientos Interiores y Especializados
adhesión y curado en el recubrimiento interior de un tanque que probablemente no tendrá que
realizar en el exterior del mismo tanque, inclusive si utilizara los mismos productos. También pueda encontrar que el EPS especificado para el interior sea diferente de aquel para el
uso exterior, e incluso, el requisito de EPS puede ser más estricto, como un espesor mínimo
mayor o un espesor máximo más bajo. No es raro que se solicite controlar la humedad y la
temperatura con tolerancias muy ajustadas.
12.2.1 Tipos de Recubrimientos Interiores Líquidos
12.2.1.1 Plásticos Reforzados
Algunos términos estándar para plásticos reforzados que se escuchan en el campo son: Recubrimientos Interiores Reforzados con Fibra (FRL), o Plástico Reforzado con Vidrio (GRP), o
Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio (FRP) (Figura 12.2). Todos estos términos comerciales esencialmente tienen el mismo significado. Es la inserción de vidrio o una fibra sintética, ya sea en forma picada o de malla o ambas, en una resina de curado químico. Vamos
a utilizar el término “FRL” en este curso para simplificar. Estos mismos materiales pueden
ser desarrollados como elementos estructurales, por ejemplo: Lanchas turísticas de fibra de
vidrio, rejillas y formas estructurales de fibra de vidrio. Usted verá un gran número de estructuras de fibra de vidrio en una planta industrial típica.
Figura 12.2 Materiales de Fibra de Vidrio
Hay varias resinas comunes utilizadas en estos recubrimientos interiores, de los cuales el
poliéster, epoxy y el vinil éster son los más ampliamente utilizados. Cada uno tiene un diferente nivel genérico de resistencia a productos químicos, calor, impacto, envejecimiento y
abrasión. Los fabricantes individuales de estos tipos de recubrimientos interiores pueden
agregar propiedades adicionales a su producto (Figura 12.3).
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Recubrimientos Interiores y Especializados
12-4
Figura 12.3 Aplicando un Recubrimiento Epoxy 100% Sólidos Sobre una Malla de Vidrio
La característica principal el material de refuerzo agrega a la resina es uno de resistencia
(Figura 12.4). El recubrimiento reforzado es más resistente al movimiento, a la abrasión y
al impacto que el recubrimiento no reforzado. Es un hecho que un poliéster reforzado es
más resistente que el acero cuando el peso de los dos es igual. En otras palabras, un FPL
convertido en un elemento estructural, como una viga, será más fuerte que una viga de acero
que pese lo mismo.
Figura 12.4 Recubrimientos Reforzados
El efecto negativo que el reforzar tiene en una resina es la capacidad de un líquido para viajar
a lo largo de la ruta de las fibras (efecto capilar) y causar corrosión en el sustrato, ampollamiento o delaminación del sistema.
12.2.1.2 Convencional
Recubrimientos epóxicos, poliuretanos, poliureas, fenólicos y varios otros pueden ser utilizados como recubrimientos interiores sin ningún tipo de refuerzo. Se aplican en múltiples
capas al espesor de película requerido por la especificación y se curan según sea necesario.
Algunos, como los fenólicos pueden requerir un ciclo de horneado para su curado total.
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12-5
Recubrimientos Interiores y Especializados
Siempre es importante asegurarse de que el recubrimiento interior cure, ya sea mediante
pruebas o esperando el tiempo requerido. Frecuentemente es necesario ventilar las áreas
donde se aplican los recubrimientos interiores para retirar el solvente de la zona y permitir el
curado de la película (Figura 12.5).
Figura 12.5 Recubrimientos Convencionales
12.2.2 Estándares y Especificaciones de Recubrimientos Interiores
•
NACE No. 10, SSPC-PA 6, Recubrimientos Interiores de Plástico Reforzados con Fibra de
Vidrio, FRP, Aplicados a Fondos de Acero al Carbono de Tanques Atmosféricos
•
NACE No. 11, SSPC-PA 8, Recubrimientos Interiores Orgánicos de Película Delgada Aplicado en Nuevos Recipientes de Procesos de Acero al Carbón
•
RP0288-2004, Inspección de Recubrimientos Interiores en Acero y Concreto
•
RP0304-2004, Diseño, Instalación y Operación de Recubrimientos Interiores Termoplásticos
para Tuberías (Ductos, Caños) de Petróleo
•
SP0178, Diseño, Fabricación y Prácticas de Preparación Superficial de Recipientes y Tanques
que van a ser Recubiertos Internamente para Servicio de Inmersión
•
SP0295, Aplicación de un Sistema de Recubrimientos en las Superficies Interiores de Vagones
Cisterna Ferroviarios Nuevos y Usados
•
SP0386-2007, Aplicación de un Sistema de Recubrimientos a las Superficies Interiores de
Vagones Tolva de Acero Cubiertos en Servicio de Alimentos, Plásticos y Servicio Químico
•
SP0592-2006, Aplicación de un Sistema de Recubrimientos en las Superficies Interiores de
Vagones Ferroviarios Nuevos y Usados en Servicio de Ácido Sulfúrico Concentrado (90 a
98%)
12.2.3 Preparación de la Superficie, Aplicación e Inspección
Con los recubrimientos interiores el requisito normal para la preparación de la superficie para
estructuras nuevas es la limpieza según Sa 3/NACE 1/SSPC-SP 5, Limpieza Abrasiva a Metal Blanco. Cuando se está realizando un trabajo de mantenimiento, usted podría ver un
requerimiento de Sa 2½/NACE 2/SSPC-SP 10, Limpieza Abrasiva a Metal Casi Blanco. La
limpieza con chorro de agua sólo se utiliza para un trabajo de recubrimiento interior cuando
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Recubrimientos Interiores y Especializados
12-6
ya existe un perfil de anclaje. Sin embargo, es posible que encuentre un requerimiento de
lavado con agua o chorro para eliminar contaminantes solubles para luego hacer la limpieza
abrasiva. En algunos casos, puede que sea necesario preparar la superficie mediante limpieza abrasiva, luego lavar y, por último, volver a realizar la limpieza abrasiva, repitiendo
varias veces hasta lograr un resultado aceptable.
Durante los trabajos de mantenimiento o reparaciones puede ser requerido que se realicen
pruebas de detección para contaminantes solubles en la superficie antes y después de la preparación de la superficie inicial. El tipo de prueba dependerá del servicio en el cual la estructura a recubrir estuvo operando. Cualquier superficie que estuvo en contacto con el
agua salada tendrá que ser evaluada en busca de sales solubles y luego eliminarlas; de lo
contrario, puede ocurrir una falla prematura y ampollamiento osmótico del recubrimiento.
No siempre es posible eliminar todos los contaminantes, por lo que usted querrá asegurarse
de que se establezcan en la especificación del proyecto los niveles aceptables y los métodos
de prueba, según lo acordado por todos los participantes en el mismo, antes de comenzar los
trabajos.
Una inspección visual antes y justo después de la preparación de la superficie en busca de
salpicaduras de soldadura y otras irregularidades, tales como apoyos de construcción, bordes
afilados y otros problemas propensos a corrosión deben ser atendidos; de igual forma, se deberá reparar y re-limpiar cualquier área problemática antes de la aplicación.
Durante la aplicación el inspector tendrá que prestar especial atención a cualquier área que
sea de acceso difícil, ya que las discontinuidades en la película del recubrimiento interior
serán el punto de partida de las fallas del recubrimiento y de la corrosión.
12.2.4 Recubrimientos Interiores de Curado con Calor
Algunos recubrimientos interiores para tanques requieren calor para alcanzar su curado, el
cual puede variar entre 38° C a 205° C (100° F a 400° F). En casi todos los casos el aumento y la disminución de la temperatura ocurren a un ritmo lento y medible. Normalmente, inicia desde la temperatura ambiente hasta la máxima recomendada durante un periodo de
tiempo, luego se mantiene por un tiempo determinado, para después disminuirla lentamente
hasta llegar nuevamente a temperatura de ambiente. El inspector debe confirmar y documentar que la tasa de aumento y disminución cumplan con la tabla de curado que el fabricante del recubrimiento interior proporciona.
12.3 Recubrimientos Especializados
Los recubrimientos especializados se emplean en mercados específicos y limitados, pero son
muy necesarios para el área donde se utilizan. Esta también es un área donde con frecuencia surgen materiales nuevos o recientemente modificados. Como inspector de recubrimientos usted puede estar involucrado en un trabajo donde se está utilizando un recubrimiento nuevo como prueba en un área pequeña o una parte de su proyecto. Le pueden pedir
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12-7
Recubrimientos Interiores y Especializados
que lleve a cabo ensayos adicionales y que proporcione más documentación detallada que lo
contemplado en la especificación del proyecto. Con algunos recubrimientos especializados
puede ser necesario satisfacer ciertas normas gubernamentales (Internacionales, Nacionales o
Locales). El inspector de recubrimientos debe estar bien informado sobre las regulaciones
requeridas. También debe ser consciente de que las regulaciones cambian y siempre que se
encuentra en un trabajo usando recubrimientos especializados, debe llevar la versión más
reciente de la regulación a seguir.
12.3.1 Pinturas Antifouling
Cualquier rugosidad o proyección en el casco de un buque hará que se vea afectado su desplazamiento en el agua, ¡incluso una rugosidad medida en micrones! Esto incrementa el
consumo de combustible para operar el buque a la velocidad deseada. Los océanos del
mundo están llenos de miles de seres vivos buscando un hogar permanente en una estructura
firme. Estas criaturas (también conocidas como: biofouling) se adhieren al fondo de cualquier cosa que se coloque en el mar, algunas de las criaturas más pequeñas, conocidas como
micro fouling o limo, se adhieren a pocos minutos de que el buque sea botado al agua. Cada
vez que un barco se acerca a una costa y disminuye su velocidad a menos de 4 nudos, otras
incrustaciones más grandes (macro fouling) se adherirán a él. El propósito de los recubrimientos antifouling2 (AF) es hacer del casco del buque algo tan desagradable que la larva del
biofouling lo rechace como casa o, en otros casos, hacen que el casco sea tan liso que la larva
no puede adherirse. El uso de toxinas en la mayoría de los recubrimientos AF están altamente regulados por los tratados internacionales y las regulaciones nacionales y locales.
12.3.1.1 Normas Locales e Internacionales
Aprobación de la EPA y del estado de los EE.UU. donde se hará la aplicación.
Los Estados Unidos y muchos otros países tienen una agencia que se ocupa de las amenazas
al medio ambiente. En los EE.UU. es la Agencia de Protección Ambiental (EPA) y, como
los recubrimientos antifouling tradicionales contienen una toxina y el medio ambiente en
general está expuesto a esta toxina, la EPA se involucra y escribe las normas sobre el uso de
los AF. Los recubrimientos antifouling que no contienen toxinas, tales como los recubrimientos tipo “foul release” (de baja tensión superficial) no están regulados de la misma manera.
La toxina más común en los recubrimientos antifouling es el cobre, en forma de óxido de
cuproso. El cobre sangra de la película del recubrimiento y puede causar daño a la vida en
el fondo del mar. Se han sido discutido los límites al nivel de sangramiento (o lixiviación),
pero nada se ha formalizado al momento de escribir este capítulo. Además del cobre, muchos AF contienen un segundo biocida, conocido como una herbicida, utilizado para retardar
2
Algunos sinónimos aceptables del término antifouling son: “Antiincrustantes”, “antivegetativos”, etc.
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Recubrimientos Interiores y Especializados
el crecimiento de la flora marina.
tada.
12-8
En ambos casos, la vida útil de estos materiales es limi-
En los EE.UU. la Agencia de Protección Ambiental o EPA debe aprobar todos los productos,
en cada color disponible. Esta aprobación puede llevar muchos años de pruebas y muy pocos nuevos AF que contienen toxinas se han aprobado en los EE.UU. desde la década de
1990. Los recubrimientos anti incrustantes que contengan toxinas son tratados por las
agencias reguladoras como pesticidas o herbicidas, o ambos, dependiendo de las toxinas que
contengan.
Además de recibir la aprobación de la EPA, el fabricante del recubrimiento debe registrar
cada producto AF en cada estado de los EE.UU. donde será aplicado.
Aprobación del País
No todos los países con puertos requieren el mismo estudio intenso de los recubrimientos
antifouling o han dado su aprobación a la aplicación de nuevos materiales. Estos materiales
más modernos, usan el mismo cobre y cobiocidas, sin embargo, tienen un aglutinante diferente que se desgasta de una manera más controlada que los aglutinantes ablativos más antiguos.
Normas de la IMO
A finales de la década de 1990, la Organización Marítima Internacional (IMO) propuso un
tratado prohibiendo el uso de compuestos de organoestaño como biocidas en los recubrimientos AF. Durante un período de varios años, la mayoría necesaria de los Países Miembros de las Naciones Unidas lo firmaron. Este entró en vigor en 2008 y en este momento
casi todos los buques en el océano han tenido que remover los recubrimientos AF que contengan estaño.
12.3.1.2 Tipos
Existen tres tipos principales de recubrimientos antifouling, la diferencia está en la química
de cómo se controla el biofouling.
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Recubrimientos Interiores y Especializados
Figura 12.6
Figura 12.7
12.3.1.2.1 Ablativo
El aglutinante en un recubrimiento AF ablativo se disuelve lenta y constantemente en el agua
de mar, exponiendo una nueva capa de cobre en la superficie. El inspector de recubrimientos debe estar consciente de que durante un proyecto de repintado, una capa lixiviada de
aglutinante suelto quedará en la superficie y tendrá que ser removida por chorro de agua o
limpieza abrasiva ligera previo al repintado.
12.3.1.2.2 Auto Puliente
Los recubrimientos AF auto pulientes son similares a los AF ablativos, sin embargo la tasa de
ablación es controlada y la superficie de la película de pintura se vuelve más lisa durante su
uso. Pueden tener una capa lixiviada, sin embargo, será muy delgada y no causará los
mismos problemas con la aplicación de una nueva capa de recubrimiento como ocurre con un
ablativo puro. La versión libre de estaño de este material es relativamente reciente en el
mercado mundial y usted puede encontrar varias formulaciones diferentes disponibles. El
inspector de recubrimientos tiene la responsabilidad de aprender del fabricante del AF sobre
los detalles del repintado de cada producto.
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12.3.1.2.3 “Foul Release”
Los AF cuyo principio operativo es el “foul release” (liberación de incrustación) no poseen
biocidas y trabajan simplemente bajo el principio de brindar una superficie antiadherente.
El biofouling puede adherirse a la superficie cuando el buque esté en el muelle o viajando
muy lento, sin embargo, tan pronto como el barco comienza a moverse a alrededor de 14
nudos, el biofouling se desliza y se desprende del casco. La desventaja de este tipo de AF
es que se pueden dañar fácilmente. También se ha encontrado que el microfouling en forma
de limo puede permanecer adherido y dejar el casco con un acabado rugoso, reduciendo el
desplazamiento. Los fabricantes de recubrimientos están trabajando en las versiones más
recientes de este tipo de material con el propósito de reducir estos dos aspectos negativos.
El inspector de recubrimientos debe estar consciente de que estos sistemas requieren primarios y capas intermedias muy específicos, y que la aplicación es un poco más complicada que
la aplicación de un recubrimiento convencional. Deben asegurar de que todos los productos
y pasos recomendados se hayan efectuado durante la preparación de la superficie y la aplicación.
Figura 12.8 Comparación de los AF Ablativos y Auto Pulientes
12.3.1.3 Consideraciones para la Inspección
El espesor de película de cada capa del AF es muy importante para la vida del sistema de
recubrimientos, más que para la mayoría de las pinturas convencionales. El inspector de
recubrimientos tendrá que medir cuidadosamente las capas del primario para poder estar seguro que cada capa de AF se aplica al espesor especificado. Además, cualquier rugosidad
en la capa aplicada añade resistencia al desplazamiento y reduce la eficiencia de los buques.
El inspector tendrá que estar atento de la técnica de aplicación adecuada y estar al tanto de
cualquier sobre rociado sobre el acabado final.
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Figure 12.9 Desprendimiento Causado por Exceder la Ventana de Repintado
12.3.1.3.1 Tiempos de Repintado
Los recubrimientos AF tradicionales son materiales de un solo componente que en muchos
casos curan por evaporación de solventes. Ellos no se adhieren bien a un recubrimiento
epóxico, el cual normalmente constituye la capa base. La aplicación debe realizarse en un
plazo muy corto, generalmente dentro de 12 horas de la capa de epoxy final. Se puede realizar una prueba informal de repintado para determinar si el epoxy está curado, empujando
con la uña del pulgar. Si puede dejar una marca la película y la pintura no está fresca, podría ser el momento adecuado para aplicar la siguiente capa. Si no lo logra, la película
puede haber curado demasiado y se tendrá que aplicar una capa de enlace delgada. Si todavía está “pegajosa” al tacto, no ha curado lo suficiente y el aplicador tendrá que darle un poco
más de tiempo antes de la aplicación del AF. Consulte las fichas técnicas de los productos
involucrados para obtener información específica para el repintado.
Algunos de los principales fabricantes de AF tienen un epoxy especial modificado que se
utiliza como capa intermedia en un sistema de AF, el cual no tiene esta ventana de repintado
tan estrecha. Como inspector de recubrimientos, usted tendrá que leer la hoja técnica de
cada producto y nunca asumir que la “regla general” de repintar mientras el epoxy permanece
suave siempre se va a cumplir.
12.3.1.3.2 Repintado de un AF Existente
Es bastante común tener una embarcación comercial en dique seco donde se haya recomendado una limpieza abrasiva puntual, en 20% del casco de obra viva al grado comercial, y una
limpieza abrasiva superficial a toda la superficie; luego aplicar dos capas puntuales de epoxy
en las zonas con limpieza al grado comercial, para terminar con una o dos capas completas
de AF. Es muy importante asegurar que se biselen los bordes de los puntos donde se realizó
la limpieza abrasiva, aunque el contratista le diga que esto no es posible.
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Figura 12.10 Superficie con Limpieza Abrasiva Puntual y Biselado de los Bordes
12.3.2 Recubrimientos Protectores Contra el Fuego (“Fireproofing”)
Proteger las estructuras industriales contra el fuego es necesario para proteger vidas y reducir
la potencial pérdida financiera para el propietario de la estructura. Los materiales industriales utilizados para la protección contra el fuego incluyen recubrimientos aplicados en
forma líquida y productos a base de cemento de gran espesor. La protección contra el fuego
ofrece dos usos básicos: El primero es evitar que el fuego y el calor entren en un espacio
donde habitan personas, permitiéndoles el tiempo suficiente para escapar. Estos pueden
tener una duración prevista en un incendio de 15 a 30 minutos. El segundo uso es un material, por lo general más pesado por su naturaleza, que se utiliza para proteger soportes de tuberías, tanques y otras estructuras de acero en las industrias petroquímica. Estos materiales
más pesados están diseñados para mantener la temperatura del acero por debajo de 538° C
(1.000° F) por lo que no perderá su fuerza estructural.
Los recubrimientos ignífugos pueden ser totalmente pasivos, es decir se aplican y protegen
aislando la superficie del calor de un incendio. O pueden ser un material intumescente, que
crea una película más gruesa cuando se expone al fuego, aislando de esta manera la superficie.
Figura 12.11 Protección Contra el Fuego en una Estructura o Recipiente
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12.3.2.1 Clasificación
Todos los materiales a prueba de fuego tienen una clasificación de protección, que es básicamente la cantidad de tiempo durante la cual el material brindará protección continua a la
superficie al cual está adherido bajo un cierto tipo de fuego. La resistencia al fuego está
directamente relacionada con: El tipo de recubrimiento, el diseño de la estructura y el espesor
aplicado del material. Como se mencionó anteriormente la clasificación para un determinado tipo de material, basado en un diseño particular y en su espesor, puede ser tan baja como 15 minutos. Otro material puede tener una clasificación de hasta 4 horas si se aplica
correctamente.
Hay clasificaciones de incendio relacionadas a la producción de humo, propagación de la
llama y la inflamabilidad general (encendido) de los recubrimientos. Usted encontrará que
para utilizar un recubrimiento en un espacio, ya sea en una plataforma marina o en el interior
de un barco oceánico comercial, las regulaciones de la IMO, como la Resolución A653 (16),
entrarán en vigor y deberán cumplirse.
Otras regulaciones federales y locales se incorporan con los códigos de construcción comercial y cubren todo tipo de materiales que se pondrán en un edificio, así como la estructura del
propio edificio.
12.3.2.2 Pruebas de Aprobación y Autoridades
Todos los materiales utilizados deben haber sido probados y evaluados por un laboratorio
certificado. En los Estados Unidos, estos incluyen Factory Mutual y Underwriters Laboratory, así como una serie de otras empresas muy respetadas. Otras empresas en el mundo
son: Lloyd's Registry of Shipping y Det Norske Veritas.
La prueba más utilizada para el material de protección contra incendios industriales y marinos es U.L. 1709 – Pruebas de Incremento Rápido del Fuego para Materiales de Protección
para el Acero Estructural.
Se trata de un método de ensayo para medir la resistencia de los materiales de protección a
los incendios de rápido incremento de temperatura. El método incluye una escala de exposición completa al fuego, con la intención de evaluar la resistencia térmica del material de
protección aplicado a los elementos estructurales, así como su capacidad de resistir la exposición al fuego. El método de ensayo incluye también una escala pequeña de exposición al
fuego, destinada a evaluar la capacidad de los materiales de protección para soportar una
variedad de condiciones ambientales previstas.
ASTM cuenta con más de 1.000 pruebas en su libro de ensayos y normas relacionadas a la
protección contra el fuego, así como materiales y elementos resistentes al fuego. A continuación se presenta una lista de algunos de estos ensayos, que el inspector de recubrimientos
industriales y marinos puede encontrarse:
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ASTM E1317
Este método de ensayo proporciona un medio para la evaluación de las características de inflamabilidad de materiales utilizados en la construcción y equipamiento de los buques. Este
método de ensayo ha sido preparado para seguir de cerca el procedimiento de ensayo de la
Resolución A.653 (16) de la IMO.
ASTM E119 (AKA: U.L. 263, NFPA 251)
Este método de ensayo tiene por objeto evaluar la duración que ciertos tipos de edificios
pueden contener un incendio, mantener su integridad estructural, o exhibir ambas propiedades durante una exposición predeterminada de la prueba.
ASTM E84
Este método de ensayo tiene por objeto proporcionar mediciones comparativas de propagación de la llama superficial y mediciones de densidad de humo vs. la de un grado seleccionado de roble rojo y superficies de fibro-cemento, bajo las condiciones específicas de exposición al fuego descritas en el método.
NORSOK M 501 Preparación de la Superficie y Recubrimientos Protectores
Asociación de la Industria Petrolera Noruega (OLF)
Los requisitos pertinentes previstos en esta norma NORSOK son aplicables a la protección
pasiva contra incendios aplicada por atomización, que se utilizan en la industria petrolera
costa afuera. Se proporcionan los requisitos específicos válidos para dicha protección pasiva.
12.3.2.3 Tipos
12.3.2.3.1 Base Cemento
Los materiales a base de cemento ignífugos son de cemento ligero y pueden ser aplicados a
varios centímetros de espesor. Se utilizan tanto en aplicaciones interiores como exteriores.
El concreto es un material ignífugo excelente, sin embargo, su peso hace que el uso en ciertas
aplicaciones sea poco económico. Cuando el cemento se hace usando aditivos ligeros no
tiene la resistencia a la compresión del cemento de construcción, pero conserva las cualidades de aislamiento.
12.3.2.3.2 Intumescentes
Un intumescente es una sustancia que se infla o produce un efecto de burbuja como resultado
de la exposición al calor, lo que hace que aumente en volumen y disminuya su densidad.
Los intumescentes se utilizan normalmente en la protección pasiva contra incendios. Los
recubrimientos industriales intumescentes son típicamente hechos de materiales epóxicos con
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aditivos que los hacen intumescer.
de emulsiones de latex.
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Los recubrimientos intumescentes también están hechos
12.3.2.4 Consideraciones de Inspección
El inspector de recubrimientos asignado a un proyecto que contemple fireprorfing tendrá que
aprender los requisitos de ese material en particular mediante una estrecha colaboración con
el fabricante del mismo. La aplicación será muy diferente a la de una aplicación de película
delgada y, en el caso de materiales a base de cemento, seguirán las técnicas de aplicación del
shotcrete. Es necesario seguir el diseño exacto como se muestra en los dibujos del proyecto
y el espesor aplicado debe coincidir con el de las pruebas de calificación. En muchos casos
se requiere algún refuerzo estructural. Los bordes, esquinas y penetraciones tendrán que ser
inspeccionados para verificar el cumplimiento con las especificaciones y los dibujos.
12.3.3 Recubrimientos Fluoropolímeros
Desarrollados por primera vez en 1938, los recubrimientos a base de fluoropolímeros son una
familia de productos elaborados a partir de tetra-fluoroethylene (TFE), que se convierte en
politetrafluoroetileno (PTFE) y luego en varias resinas de recubrimiento. Los nombres comerciales son: Teflón, Xylan, Xylar, Coraflon y un gran número de otros.
Aunque más conocidos por sus características antiadherentes, estos recubrimientos también
tienen excelente resistencia química y a altas temperaturas y se utilizan como recubrimientos
interiores en la industria de procesos químicos. Son también ampliamente utilizados en la
industria de la construcción comercial como acabados para el exterior de grandes edificios.
12.3.3.1 Consideraciones de Inspección
Los recubrimientos fluoropolímeros pueden venir en forma de polvos, líquidos o láminas y
cada uno tiene sus propias técnicas de inspección. Estos recubrimientos, excepto los laminados, requieren calor para curar y el inspector tiene que estar bien informado sobre el ciclo
de curado por calor y asegurar su cumplimiento. Los requisitos de almacenamiento para
algunos de estos materiales pueden ser poco usuales, tales como tener que mantenerse a
temperaturas muy bajas. El inspector de recubrimientos deberá leer cuidadosamente las
fichas técnicas del producto.
12.3.4 Recubrimientos Especiales Adicionales
Debido a la diversidad de la industria en el mundo y el uso de materiales de ingeniería en la
construcción, existe una amplia gama de posibilidades de corrosión y, por supuesto, de su
control. Por lo general, el inspector de recubrimientos industriales no verá todos estos productos, pero debe estar consciente de que existen.
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12.3.4.1 Tipos
12.3.4.1.1 Polímeros Termoestables
Utilizados principalmente en la minería, plataformas costa afuera y en transportes transoceánicos, estos materiales se funden y se aplican por atomización en caliente a bridas, tornillos,
cajas de rodamiento y otras estructuras que tienen muchos bordes, grietas y en general, lugares difíciles de recubrir. El objetivo es encapsular el artículo y evitar que la humedad y los
productos químicos entren en contacto con el sustrato. El inspector debe ver que todas las
áreas necesarias están cubiertas sin discontinuidades. Esto es típicamente una inspección
visual.
12.3.4.1.2 Cintas
Las cintas se utilizan en la industria de tuberías (ductos, caños) para envolver y proteger las
juntas soldadas. Estos son comúnmente autoadhesivos, pero pueden ser termocontráctiles
para un ajuste perfecto. El inspector debe asegurar que todas las áreas estén cubiertas con la
cinta. Los bordes de la cinta serán de mayor consideración y requieren revisión con cuidado
para asegurar una buena adherencia.
12.3.4.1.3 Petrolato
El gel de petrolato puro es una mezcla semisólida de hidrocarburos, que fue descubierta como un subproducto de la extracción del petróleo en Pennsylvania, EE.UU. Tiene un punto
de fusión que por lo general está un poco por debajo a unos pocos grados sobre los 118° C
(245° F). La característica importante en el uso contra la corrosión industrial es que no se
oxida al exponerse al aire, y no es atacado fácilmente por agentes químicos. Es hidrófobo
(repele el agua) e insoluble en agua. Su primer uso fue como un protector para la piel y
todavía está disponible como “Vaselina”.
La aplicación es básicamente a mano. El material simplemente se embarra en la superficie.
Varias cintas o formas prefabricadas de plástico pueden ser utilizadas para cubrir y protegerla
de los daños físicos.
12.3.4.1.4 Recubrimientos para Inmersión
A veces hay que aplicar un recubrimiento sobre una superficie húmeda o bajo del agua, y eso
verdaderamente es posible. Materiales epóxicos específicos pueden ser aplicados sobre
superficies húmedas y algunos de estos también se pueden aplicar sobre superficies bajo el
agua. El procedimiento típico es aplicar el recubrimiento con brocha desplazando el agua
para que el recubrimiento se adhiera. A menos que el inspector sea buzo, tendrá que inspeccionar mediante una cámara y sólo tendrá la oportunidad de buscar discontinuidades de
forma visual. Estos materiales normalmente son libre de solventes y, al igual que otras resinas epóxicas, están sujetos a limitaciones de temperatura durante su aplicación. Así que
puede ser necesario registrar la temperatura del agua en el lugar de la aplicación. Con mu-
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cha frecuencia en los trabajos de mantenimiento de estructuras marinas, al igual que en muchas otras industrias, pueden presentarse problemas con condensación continua sobre la película. Algunos de estos materiales también tienen aceptación como recubrimientos para la
industria nuclear y se utilizan en este tipo de plantas.
12.3.4.2 Consideraciones de Inspección
Cuando se enfrentan con un producto o una nueva técnica de aplicación el inspector debe
comunicarse con el fabricante del producto y aprender tanto sobre el material como sea posible. Sin embargo, no importa qué pintura se está aplicando, el inspector debe registrar tantos datos como sea posible; ciertamente los detalles del recubrimiento, las condiciones ambientales durante la aplicación, la preparación de la superficie y el espesor de película seca.
12.4 Recubrimientos en Polvo
Muchos de los tipos genéricos de recubrimientos, comúnmente utilizados y de aplicación en
líquido, también pueden ser manufacturados en forma de polvo. El polvo contiene todos los
mismos componentes y alcanzará su curado cuando se hornee. Los dos tipos de polvos que
se encuentran con frecuencia en el campo industrial y marino son los epóxicos adheridos por
fusión (FBE) y el poliéster curado con triglicidilo isocianurato (TGIC).
Una excelente fuente de información acerca de los recubrimientos en polvo es el Instituto de
Recubrimientos en Polvo (http://www.powdercoating.org/index.php).
12.4.1 Usos de los Recubrimientos de Polvo
Los recubrimientos en polvo se utilizan para una variedad muy amplia de artículos. Desde
el vagón o carrito rojo que llevó como un niño, hasta las porciones del “rover” que se envió a
Marte. Cualquier pieza de acero que puede caber en un horno puede ser recubierta con
polvo. Muchos elementos estándar del día a día que se utilizan en el hogar, como refrigeradores, lavadoras y lavavajillas o en la oficina, como archivadores, mesas y sillas, están
pintados con recubrimientos en polvo, ya que este es un proceso de fabricación muy productivo. Gasoductos y oleoductos subterráneos son uno de los mayores ejemplos en el mercado
industrial y marino. Cualquier cosa que pueda pasar por una línea de ensamblado y, sobre
todo las piezas con una gran cantidad de ángulos, son buenos candidatos para ser recubiertos
con polvo.
12.4.2 Contenido de los Recubrimiento en Polvo
Los recubrimientos en polvo contienen los mismos componentes (excepto solventes) que los
recubrimientos líquidos; simplemente vienen en forma de polvo en lugar de en líquido.
Resinas, pigmentos, aditivos y el agente de curado son todos mezclados en la instalación del
fabricante del polvo.
12.4.3 Curado de los Recubrimientos en Polvo
Los polvos se clasifican en dos amplias categorías de curado:
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12-18
•
Termoplásticos: Materiales que se ablandan al calentarse y regresan a su dureza original
cuando se enfrían
•
Termoestables: Materiales que se endurecen cuando se calientan y conservan esta dureza al
enfriarse
La clave del mecanismo de curado es la fase transicional de calentamiento. Una vez que el
polvo se aplica a una superficie caliente, ya sea por pre o post calentamiento, el polvo cambia
su estado y temporalmente se asemeja a un recubrimiento líquido. Una vez enfriado, se
forma una película homogénea sobre la superficie de acero.
Los polvos aplicados a una fuente de calor pasan a través de cuatro etapas distintas:
1.
La etapa de flujo, que se produce cuando las partículas de polvo comienzan a fluir, pero
no son totalmente líquidas
2.
La etapa de humectación, que se produce cuando las partículas de polvo absorben más
calor, se hacen totalmente líquidas y humectan la superficie
3.
La etapa de gel, que se produce cuando las partículas del polvo comienzan a gelarse,
convirtiéndose en un sólido
4.
La etapa de curado permite que se den más cambios, lo que permite el curado del polvo
por completo
El proceso complete – desde la etapa de flujo hasta el curado – por lo general tarda menos de
tres minutos, lo que hace que este sea un proceso ideal para la aplicación de producción en
línea.
12.4.4 Tipos Genéricos de Recubrimiento en Polvo
Materiales termoplásticos:
•
Cloruro de polivinilo (PVC)
•
Polipropileno
•
Kynar ®
•
Halar ®
•
Polietileno
•
Teflon
Resinas termoestables:
•
Epoxi
•
Uretano
•
Poliéster
•
Acrílico
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12.4.5 Temperaturas de Aplicación del Polvo
Los polvos termoestables contienen agentes de curado parcialmente reactivos y requieren de
una fuente de calor para pasar de un estado de polvo a un estado líquido. Es importante que
los polvos se almacenen lejos de cualquier fuente de calor hasta su aplicación. En climas
cálidos como los trópicos o durante el transporte bajo altas temperaturas, el polvo debe almacenarse en contenedores refrigerados.
El rango de temperaturas de aplicación del polvo varía según el fabricante. Los polvos termoplásticos normalmente requieren temperaturas más bajas de aplicación y los datos del fabricante deben ser consultados para el rango de temperatura adecuada.
12.4.6 Pre-Calentamiento
La superficie u objeto a recubrir puede ser pre-calentada por una bobina de inducción de alta
frecuencia o directamente en un horno de fuego con gas.
12.4.7 Métodos de Aplicación
Los polvos se aplican por uno de los siguientes métodos:
•
Atomización electrostática
•
Camas fluidizadas, método de inmersión
•
Atomizado con Llama (Flame Spray)
•
Recubrimiento por Rotación (Roto-Lining)
12.4.7.1 Atomización Electrostática
Un método más eficiente para la aplicación de polvos por atomización es el uso de la pistola
manual electrostática (Figura 12.12). El polvo se transporta bajo presión hacia la pistola en
forma fluidizada.
Figura 12.12
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Atomización Electrostática
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12.4.7.2 Camas Fluidizadas
El método de aplicación conocido como cama fluidizada, es análogo al de inmersión en el
campo de recubrimientos líquidos, se desarrolló originalmente en Alemania en 1953 (Figura
12.13).
Figura 12.13
Camas Fluidizadas
Cuando un flujo de aire finamente dividido pasa a través de un polvo, se forma una dispersión de gas sólido qué se comporta como un líquido. Una cama fluidizada consiste en un
tanque con un fondo falso hecho de material poroso. La presión del aire se aplica debajo de
este fondo falso para que el polvo contenido sobre éste se levante y se mantenga suspendido.
12.4.7.3 Atomizado con Llama (Flame Spray)
Las partículas de polvos termoplásticos se soplan a una baja presión de aire a través de una
llama a alta temperatura, similar a la de un soplete de oxiacetileno. Las partículas se funden
y la superficie que se recubrirá se calienta al mismo tiempo.
12.4.7.4 Recubrimiento por Rotación (Roto-Lining)
El recubrimiento por rotación se consigue cargando una cantidad de resina previamente pesada dentro de un molde hueco (Figura 12.14), se coloca el molde dentro de un horno de calentamiento (Figura 12.15), y se rota el molde sobre sus dos ejes, mientras el molde y la resina se calientan juntos. Cuando la superficie interior del metal se calienta sobre el punto de
fusión de la resina, esta se funde al entrar en contacto con el metal. Al enfriarse, el polvo/resina ha formado un recubrimiento protector (Figura 12.16).
Ejemplos de objetos y equipos que se pueden revestir con la técnica de rotación, incluyen:
Tambores, garrafones, recipientes para almacenamiento y proceso, tuberías, bridas, uniones,
válvulas, medidores de flujos y bombas, así como otros equipos.
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Figura 12.14
Cargando una cantidad pre-medida del polvo en un molde hueco
Figura 12.15
Figura 12.16
Colocando el molde en un horno caliente
Al enfriarse el polvo se forma un recubrimiento protector
12.4.8 Consideraciones de Inspección
Los inspectores en la industria de recubrimientos en polvo trabajan en un ambiente relativamente seguro. El criterio de inspección es similar al de la industria de recubrimientos líquidos incluyendo:
•
Calidad de la preparación de la superficie
Los requisitos para la preparación de la superficie en servicio de inmersión generalmente son más críticos que los servicios atmosféricos. La preparación debe ser
adecuada para el recubrimiento en particular que será aplicado y deberá cumplir con
los requisitos de la especificación.
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12.4.9 Lista de Verificación del Inspector
•
El inspector verificará y registrará:
Las condiciones ambientales, tales como aire, temperatura del sustrato, humedad relativa y punto de rocío. El inspector debe observar el sistema de deshumidificación,
en caso de que exista, para verificar que está funcionando adecuadamente y que mantendrá la superficie preparada en caso de que ocurra un cambio brusco de temperatura
Defectos de fabricación tales como soldaduras rugosas o discontinuas, picaduras, cavidades, zonas de difícil acceso o incluso inaccesibles, etc.
Sales químicas solubles
La limpieza de la superficie y el perfil de anclaje de acuerdo a la especificación
Residuos de polvo abrasivo
•
El inspector deberá documentar cuidadosamente cada artículo inspeccionado, anotando cualquier área problemática que podría atraer la atención del cliente para su revisión y/o corrección
previo al proceso de aplicación
12.5 Equipos Especiales de Aplicación
12.5.1 Introducción
Junto con el continuo desarrollo de recubrimientos de alto desempeño surge la necesidad de
nuevos y mejorados equipos de aplicación. En este curso vamos a discutir algunos de los
equipos especializados más comunes que se pueden ver en el campo. El inspector de recubrimientos puede mantenerse al día en nuevos equipos por ser un miembro de NACE, leyendo la revista mensual y asistiendo a conferencias donde las nuevas técnicas se discuten y los
nuevos materiales y equipos se exhiben y se demuestran.
12.5.1.1 Sistemas Multi-Componentes de Atomización
Mientras que el equipo multi-componente de atomización no es nuevo, se ha mejorado mucho en los últimos años (Figura 12.17, Figura 12.18). Los sistemas de proporción computarizados han mejorado la exactitud de la proporción de mezcla y han permitido al contratista
utilizar la misma máquina con varios productos, sin tener que reconstruir o cambiar las patas
de la bomba. Los equipos se han vuelto mucho más pequeños y fáciles de mantener durante
los últimos años. Todavía requieren un técnico capacitado para instalar y operar este tipo de
equipo y el inspector de recubrimientos debe ser consciente de los métodos de control de la
proporción y del calentamiento incorporados en el equipo.
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Figura 12.17
Sistema Multi-Componentes de Atomización
Figura 12.18
Sistema Multi-Componentes de Atomización
12.5.1.2 Tipos de Equipo
Hay dos tipos de equipo básicos: Relación fija o de relación variable. Las máquinas fijas
tienen dos bombas diseñadas para operar con un caudal fijo en cada pata. Para cambiar la
relación, el técnico tiene que cambiar manualmente una o ambas de las patas (pistones) de la
bomba. En las bombas de relación variable la proporción se controla por la electrónica en
la máquina, que controla la distancia en que cada pistón se desplaza en su cilindro, controlando así la cantidad de material impulsado con cada movimiento (Figura 12.19).
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Figura 12.19
12-24
Montaje del Sistema Multi-Componentes de Atomización
Hay también dos tipos de mecanismos de alimentación para las unidades de sistema multi-componentes de atomización: Uno donde los componentes del recubrimiento se mezclan
en un mezclador estático en línea, y otro donde los componentes se mezclan en la punta de la
pistola (Figura 12.20). La selección del tipo de equipo dependerá de la vida útil de la mezcla del recubrimiento que se está aplicando. Las poliureas y sus híbridos pueden tener una
vida útil de la mezcla (pot life) de 10 segundos y deben ser mezclados afuera de la boquilla,
mientras que materiales tales como las resinas epoxy libres de solventes tienen una vida útil
de 20 minutos y pueden ser mezclados en el mezclador (manifold). El montaje adecuado de
las conexiones de la manguera es muy importante y el inspector debe estar al tanto de las
conexiones necesarias para que pueda comprobar que está bien configurado.
Figura 12.20
Bloque Mezclador para Unidad Multi-Componentes con Mangueras Aisladas
12.5.1.3 Sistemas de Aplicación en Caliente
Algunos productos, tales como las poliureas, requieren de una alta temperatura 43° C (110°
F) o superior para reducir la viscosidad lo suficiente para que el material esté listo para aplicar. Esto se controla mediante una combinación de un calentador de tambor para precalentar el producto y un calentador en línea en el mecanismo de la bomba (Figura 12.21).
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12-25
Recubrimientos Interiores y Especializados
Figura 12.21
Sistema de Aplicación en Caliente con Mangueras Aisladas
12.5.1.3.1 Ventajas y Desventajas
El uso de un equipo multi-componentes tiene varias ventajas importantes sobre las bombas
de pistón sencillas:
•
Mezcla precisa de materiales sin la necesidad de contar con una persona para mezclar cada
unidad
•
La capacidad de aplicar por atomización materiales muy gruesos libres de solventes sin tener
que diluirlos
•
La capacidad de aplicar por atomización materiales con una vida útil de la mezcla muy corta
Por supuesto, también tiene desventajas:
•
El costo del equipo es mucho más alto que el costo de una bomba de pistón sencilla
•
El requisito de capacitación del mecánico es mayor
•
Requieren electricidad de alto voltaje para los calentadores
•
Cuando se utiliza la máquina que mezcla el material en la boquilla hasta cinco mangueras de
calor se unen a la pistola haciendo el trabajo más difícil para los aplicadores
12.5.1.3.2 Consideraciones de Inspección
A pesar de que la máquina controla la proporción de mezcla, sigue siendo necesario comprobar la relación de forma manual en intervalos durante la operación de rociado. Muchas
cosas pueden fallar con la máquina que puede ocasionar una situación de desproporción.
Todas las máquinas modernas tienen un método para comprobar la proporción manualmente.
Es normal hacer la comprobación en cada inicio de la máquina y, si se considera necesario,
durante los descansos. La verificación de la proporción deberá ser documentada mostrando
la hora y el resultado de la prueba.
El inspector también quiere comprobar la temperatura del material conforme pasa por la máquina. Se pueden utilizar los medidores del aparato, si es que la máquina los tiene o un
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12-26
termómetro infrarrojo. La temperatura debe ser comprobada antes y durante las operaciones de aplicación y, por supuesto, todo debe ser documentado.
12.5.2 Atomización Electrostática
La atomización electrostática puede ser utilizada para los recubrimientos aplicados en líquido
de una manera muy similar a como se utiliza para recubrimientos en polvo. Sin embargo,
no todos los recubrimientos pueden ser aplicados con atomización electrostática. El recubrimiento debe estar diseñado para este método de aplicación y el diluyente utilizado es el
factor de control en su capacidad para mantener la carga. Normalmente sólo verá esto en
una planta de aplicación de pintado continuo en una línea de producción. Es uno de los
procedimientos de aplicación más eficientes, proporcionando una eficiencia de transferencia
de aproximadamente un 98%.
La atomización electrostática puede usarse con cualquier sistema convencional con aire o sin
aire, incluso con sistemas airless asistidos por aire, de forma manual o automática.
En la pistola en sí, se le aplica una carga electrostática al flujo de pintura, de forma que sólo
las partículas con carga salgan de la pistola. La pieza a ser recubierta está puesta a tierra
para que las partículas sean atraídas a su superficie.
Conforme se incrementa el espesor del recubrimiento, se previene la pérdida de carga de las
partículas a la pieza de trabajo y, como consecuencia, la capa externa de partículas retiene su
carga positiva. De esta forma, se repelen las nuevas partículas cargadas positivamente que
llegan a la superficie, previniendo un incremento adicional del espesor de película. Esto
proporciona un espesor parejo a lo largo de la pieza así como en las demás partes atomizadas
en ese momento. El espesor en general se controla por la carga aplicada al recubrimiento.
El efecto envolvente permite una cobertura completa para formas complejas y para bordes.
De hecho, una ventaja de este método de aplicación es que el espesor es algo mayor en los
bordes que en las superficies planas.
Debido al hecho de que se mezclan recubrimientos a base de solventes con la electricidad,
existe un potencial real de incendio y explosión. Todos los equipos deben estar conectados
a tierra y se deben tomar todas las precauciones de seguridad. Una configuración electrostática normalmente se construye con un diseño preestablecido y con la asistencia del fabricante del equipo y del recubrimiento.
12.5.2.0.1 Consideraciones de Inspección
El inspector seguirá los procedimientos de inspección del recubrimiento, incluyendo todos
los requerimientos del ambiente, perfil y de limpieza de la especificación. Sin embargo,
puede que tenga que aprender nuevos métodos de limpieza. Es común que en una línea de
producción el artículo pase a través de una limpieza química sumirgiéndolo en varios tan-
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12-27
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ques. Será el trabajo del inspector asegurar que el producto final esté limpio y cumpla con
las normas establecidas, no obstante el método de limpieza utilizado. Debido a que la limpieza puede incluir baños ácidos o cáusticos el inspector debe verificar el pH de la pieza antes de pintar.
12.5.3 Aplicación Centrífuga para Interiores de Tuberías
El equipo de aplicación centrífuga usa un disco de rápida rotación, un cepillo u otros dispositivos para atomizar el recubrimiento.
Los equipos de aplicación centrífuga pueden usarse con o sin una carga electrostática (Figura
12.22). Este tipo de equipo se usa ampliamente para la protección interior de tuberías en
operaciones especializadas efectuadas en un taller. La cabeza de aplicación se conecta a
una lanza que viaja dentro del ducto y se hala hacia atrás lentamente mientras se aplica el
material.
Figura 12.22
Equipo de Atomización Centrífuga para el Interior de Tuberías
12.5.3.1 Consideraciones de Inspección
El inspector puede necesitar utilizar una cámara en una lanza para inspeccionar en busca de
discontinuidades en el interior de la tubería. También es posible medir el EPS utilizando
una sonda larga para revisar puntos al azar dentro de la estructura. Todos los demás pasos
normales de inspección del recubrimiento, tales como las condiciones ambientales y la limpieza se llevarán a cabo. Si se utilizan materiales a base solvente, será necesario utilizar un
sistema de movimiento de aire en la tubería durante el curado.
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12.5.3.2 Recubrimiento de Flujo e Inundación
Bombear el material desde la parte superior de un elemento y permitir que lo recubra a medida que fluye sobre la superficie. El elemento a recubrir se encuentra en un recipiente de
recolección y una manguera, bajo muy poca presión, se mantiene sobre la parte superior y se
mueve conforme de derrama el recubrimiento. El material en exceso se recoge en la bandeja y vuelva a circular. El recubrimiento se aplica hasta que todas las áreas estén cubiertas
con el espesor necesario. El equipo suele ser hecho a la medida por un contratista especializado que está realizando el trabajo.
El recubrimiento tiene que ser diseñado para este tipo de aplicación y el aplicador tiene que
estar experimentado en su uso. El contratista deberá modificar la viscosidad con la adición
de solvente y el EPS final del recubrimiento depende de la viscosidad.
Este es un excelente método para recubrir elementos que tienen aletas, tales como transformadores para la industria de la energía.
12.5.3.3 Consideraciones de Inspección
Se deben realizar todos los requisitos de inspección normales, tales como lecturas de condiciones ambientales. Sin embargo, el inspector se va a encontrar muchas dificultades para
llevar a cabo una inspección visual completa de la pieza para verificar la limpieza o el EPS.
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Definiciones de Términos Claves
Ablativo: El aglutinante en el ablativo se disuelve lentamente en agua de mar y de manera
constante, presentando una nueva capa de cobre en la superficie.
Atomización Electrostática: El polvo se transporta bajo presión hacia la pistola en forma
fluidizada. El método más común y eficiente para la aplicación de polvos por atomización
es el uso de la pistola manual electrostática.
Base de Cemento: Materiales de cemento ignífugos hechos de cemento ligero que pueden
ser aplicados a varios centímetros de espesor.
Camas Fluidizadas: Un método de aplicación que consiste en un tanque con un fondo falso
hecho de material poroso. La presión del aire se aplica debajo de este fondo falso para que
el polvo contenido sobre éste se levante y se mantenga suspendido.
Intumescente: Una sustancia que se infla o produce un efecto de burbuja como resultado de
la exposición al calor, lo que hace que aumenta en volumen y disminuya en densidad.
Pinturas Antifouling: Este recubrimiento se usa para hacer el casco sumergido (obra viva)
del buque tan desagradable que la larva del biofouling lo rechace como casa, o hacen que el
casco sea tan liso que la larva no pueda adherirse a él.
Plásticos Reforzado: Es la inserción de un vidrio o una fibra sintética, ya sea en forma picada o de malla o ambas, en una resina de curado químico.
Recubrimiento Interior: Un recubrimiento que normalmente se encuentra en servicio de
inmersión.
Recubrimiento por Rotación (Roto-Lining): El recubrimiento por rotación se consigue
cargando una cantidad de resina previamente pesada dentro de un molde hueco, colocando el
molde dentro de un horno calentado y rotándolo sobre sus dos ejes, mientras éste y la resina
se calientan juntos. Cuando la superficie interior del metal se calienta por sobre el punto de
fusión de la resina, esta se funde al entrar en contacto con el metal. Al enfriarse, el polvo/resina han formado un recubrimiento protector.
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Recubrimientos Interiores y Especializados
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Guía de Estudio
1. En la industria de recubrimientos, un recubrimiento interior se describe como:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. Algunas resinas utilizadas en recubrimientos interiores incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. ¿Cuál es la característica principal que el reforzar agrega a una resina?
________________________________________________________________________
4. Describa el efecto de capilaridad y cómo puede afectar negativamente un sistema de recubrimientos.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5. Describe los requerimientos de una preparación de superficie normal para la instalación
de un recubrimiento interior.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6. ¿Para qué se usan los materiales antifouling y cómo funcionan?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
7. Los tres tipos de recubrimientos antifouling son:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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12-31
Recubrimientos Interiores y Especializados
8. Enumere y describa dos tipos principales de recubrimientos a prueba de fuego.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
9. ¿Cuáles son las características de los recubrimientos a base de fluoropolímeros?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
10. Describa las dos categorías amplias de recubrimientos de polvo:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
11. ¿Cuáles son las distintas etapas por las que pasan los polvos aplicados a una fuente de
calor?
• __________________________________
• __________________________________
• __________________________________
• __________________________________
12. Describa las ventajas y desventajas del sistema multi-componente de atomización sobre
el sistema de un sistema de pistón sencillo de aplicación sin aire:
• Ventajas:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
• Desventajas:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
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13-1
Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
Capítulo 13: Recubrimientos Interiores
de Barrera Gruesa
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Varios Materiales Poliméricos Laminados
•
El propósito de varios Recubrimientos Interiores de Goma Laminados
•
El propósito de varios gomas sintéticas
•
Procesos de Aplicación de las gomas
•
Otros Recubrimientos Interiores Laminados
Términos Claves
•
Recubrimientos Interiores Laminados de Goma (Hule)
•
Goma de Butilo
•
Goma de Clorobutilo
•
Goma de Neopreno
•
Goma de Nitrilo
•
Hypalon
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
13.1 Introducción
El siguiente grupo de materiales para revisar son los recubrimientos interiores de barrera
gruesa. Algunos de estos materiales son:
•
Materiales plásticos reforzados, como la fibra de vidrio, usada con poliéster, vinil ésteres,
epóxicos, epoxy novolac, etc.
•
Materiales laminados poliméricos, incluyendo el polietileno
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
•
13-2
Recubrimientos de interiores de goma (hule)
13.2 Materiales Poliméricos Laminados
Se dispone de una gran variedad de materiales plásticos en láminas (Figura 13.1), tales como:
•
Cloruro de polivinilo (PVC)
•
Polietileno
•
Polipropileno
•
Materiales registrados, generalmente conocidos por su nombre comercial
•
Nombres como Kynar®, Halar®, Penton (Aqualon®), etc.
Figura 13.1 Diferentes Mallas de Refuerzo
Los procedimientos de aplicación para la mayoría de estos materiales son similares a lo descritos a continuación:
•
Preparación de la superficie mediante limpieza abrasiva a metal casi blanco o blanco
•
Precortado del material para ajustarlo a la configuración deseada
•
Aplicación de un primario y/o aplicación de un adhesivo apropiado al sustrato y/o al material
mismo.
•
Colocación del material laminado (el alineado correcto es crítico)
•
Soldadura térmica u otro tratamiento a las juntas para conseguir un recubrimiento interno
continuo. Este proceso de unión es crítico para asegurar que no queden espacios abiertos ni
contaminación entre los bordes de las láminas. La inspección requiere una prueba de detección de discontinuidades por alto voltaje para servicios de inmersión.
13.2.1 Consideraciones de Inspección
El inspector debe verificar que el material laminado sea el correcto, tal como se ha especificado. El corte, montaje y alineación de los materiales es fundamental para su adecuada insta-
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13-3
Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
lación. Por último, la soldadura térmica de las costuras se comprueba con las pruebas de
discontinuidades (holidays) de alto voltaje.
13.3 Recubrimientos Interiores Laminados de Goma (Hule)1
Los recubrimientos interiores de goma están hechos de diferentes tipos de gomas (hules)
naturales y sintéticas. Estos recubrimientos interiores reciben poca atención en la industria
del recubrimiento, pero son ampliamente usados como barreras contra la corrosión. También
son usados como material de contención para ciertos químicos y productos no corrosivos y,
donde se requiera, proveen una resistencia a la abrasión (Figure 13.2).
Los recubrimientos interiores de goma se usan en el almacenamiento y transporte de:
•
Ácidos
•
Ciertos álcalis
•
Productos y químicos alimenticios
•
Solventes seleccionados
•
Químicos especiales y otros productos corrosivos
•
Perdigones de plástico
•
Arcillas, etc.
Los recubrimientos interiores de goma se usan más comúnmente en:
•
Tanques de ferrocarril
•
Camiones cisterna
•
Tanques de barcazas (gabarras)
Los recubrimientos interiores de goma también se recomiendan para:
•
Torres de reacción
•
Tanques y recipientes de proceso
•
Filtros
•
Unidades desulfuradoras de gas
•
Chimeneas
•
Agitadores
Los recubrimientos interiores de goma adquieren diferentes nombres dependiendo de la zona geográfi‐
ca donde se utilicen; por ejemplo, en muchos países de Latinoamérica se los conoce como engomados,
pero en México se les denomina ahulados y en el Perú, enjebados.
1
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
13-4
•
Canales
•
Sopladores y ventiladores
•
Cristalizadores y drenajes
•
Carcasa y cubiertas de bombas
•
Rotores
•
Ductos, tolvas, bandas transportadoras, tornillos, etc.
Figura 13.2 Sección de un Ducto FGD Laminado con Goma (Hule)
Para ser eficientes, los recubrimientos interiores de goma pueden ser adaptados para producir
ciertas propiedades específicas para soportar materiales particulares. Los tipos de goma pueden dividirse en dos clases:
•
Naturales
•
Sintéticas
Las gomas naturales se derivan del látex obtenido de los árboles Hevea o de caucho, el cual
se coagula en ácido acético o en ácido fórmico. Químicamente, es un hidrocarburo insaturado conocido como poliisopreno.
Las gomas sintéticas son cualquier tipo del grupo de los elastómeros fabricados por el hombre, los cuales se aproximan de una o varias formas a las propiedades del hule natural.
13.3.1 El Curado de las Gomas
Las gomas se curan por vulcanización, un proceso descubierto en 1846 por Charles Goodyear
en los Estados Unidos y, simultáneamente, por Thomas Hancock en Inglaterra. El efecto de
la vulcanización es el convertir el hidrocarburo de la goma de un material termoplástico, suave y pegajoso, a un material termoestable, fuerte, estable a la temperatura, con módulos elásticos y propiedades de tensión únicas.
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13-5
Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
La vulcanización es un proceso físico-químico que resulta del cambio del entrecruzamiento
de enlaces de la cadena de hidrocarburos insaturados de la goma natural (poliisopreno) con el
azufre, mediante la aplicación de calor.
El hule natural se mezcla con un 3% de azufre, un 1% de acelerador orgánico, un 3% de óxido de zinc, ciertos rellenadores o agentes de refuerzo, y se cura en presencia de vapor vivo a
temperaturas que van de los 120 a los 150º C (250 a 300º F).
Todas las gomas sintéticas requieren vulcanización. En general, el azufre se usa para los
polímeros insaturados, mientras que ciertos polímeros saturados se pueden entrecruzar con
peróxidos, óxidos metálicos o diisocianatos.
Hay tres factores que afectan las propiedades de la vulcanización (el producto vulcanizado):
•
El porcentaje de azufre y de acelerador usado
•
La temperatura del proceso de curado
•
El tiempo del proceso de curado
El contenido de azufre va usualmente de uno a un 3%, pero en ciertos casos, puede llegar a
alcanzar 50% en peso. Con aceleradores fuertes, el tiempo de curado puede ser tan corto
como de 3 minutos a unas temperaturas tan altas como de 150º C (300º F). La vulcanización
también puede ocurrir a temperatura ambiente con formulaciones específicas (cementos de
auto-curado).
Hay cinco métodos que se usan para vulcanizar las láminas de goma para recubrimientos
interiores sobre sustratos de tuberías, equipos o recipientes; pero no todos son apropiados
para cada una de las aplicaciones de estos materiales. El método específico de vulcanización
dependerá del diseño del equipo, de las dimensiones generales del sistema y las instalaciones
en el sitio.
La protección o aislamiento de los equipos durante el proceso de curado reduce la duración
del mismo. El espesor del hule afecta el tiempo de curado. Las gomas más gruesas toman
más tiempo en curarse.
Los métodos de curado son:
•
Autoclave (vulcanizador): El equipo recubierto internamente con goma se coloca en un autoclave y se somete a vapor controlado bajo presión. Este método se prefiere debido a que es la
mejor forma de transferencia de calor y requiere un menor tiempo o ciclo de curado. Este
método resulta en la mayor adhesión posible del hule al metal y produce las mayores densidades de recubrimiento, útil para medios muy corrosivos.
•
Vapor interno: El recipiente presurizado se usa como su propio autoclave, cerrando todas las
aberturas (boquillas) y llenando el recipiente con vapor, bajo condiciones controladas de presión y temperatura.
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
13-6
•
Vapor atmosférico (también llamado curado por vapor de escape): Esta es una vulcanización
sin presión usando solamente vapor atmosférico. La temperatura del vapor y del acero son
monitoreados de cerca. Para prevenir el colapso del recipiente cerrado, se deben tomar precauciones para evitar fallas en el suministro del vapor o enfriamientos repentinos. Este método se usa comúnmente en recipientes que son demasiado grandes para ser transportados, por
lo tanto se recubren internamente en campo.
•
Agua caliente: El equipo se llena con agua y se inyecta vapor para que ésta hierva. La temperatura y el nivel del agua se mantienen constantes durante el periodo de tiempo requerido.
•
Curado químico: El curado químico es la vulcanización a temperatura ambiente mediante la
aplicación tópica de un agente vulcanizante líquido sobre la superficie de la goma. La adhesión que se obtiene con este método es menor que la que se podría obtener con otros métodos
de curado. Este método comúnmente se usa durante la reparación de tanques o grandes recipientes recubiertos internamente en campo.
13.3.2 Goma (Hule) Natural
Hay tres categorías de gomas naturales
•
Suave
•
Semi-dura
•
Dura
13.3.2.1 Goma Suave
De los tres tipos de gomas (suave, semi-dura y dura), la goma suave tiene la mayor flexibilidad, elongación y ajuste al movimiento de la superficie sobre la cual se está aplicando.
Las gomas suaves tienen:
•
Buena resistencia a un cierto número de químicos corrosivos
•
Una excelente resistencia a la abrasión
•
Una buena resistencia a temperaturas hasta 60º C (140º F)
Los recubrimientos interiores de goma suave son de uso estándar en tanques que contienen
ácido clorhídrico (muriático). La goma suave es única porque forma una película sobre la
superficie que se endurece ligeramente y retarda la penetración del ácido. El lavado de dicha
película con agua tiende a romperla y a suavizar la goma.
La construcción de recubrimientos interiores “tri-capas” a menudo se usa para formar una
película tipo sandwich, que consiste de una capa dura o semi-dura de goma entre dos capas
de goma suave. Costuras de traslape especiales separan los extremos de la goma dura y permiten que se expanda en la goma suave. El sustrato de acero se cubre con un primario adhesivo especial y luego se aplica una goma de unión (enlace) sobre este primario. El recubrimiento interno de goma se aplica entonces sobre el enlace. (Nota: La goma de unión contie-
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13-7
Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
ne una capa suave de goma colocada en su cara posterior y es usada para promover la adhesión entre dos superficies).
Este recubrimiento tipo sandwich provee una excelente resistencia a la corrosión y a la abrasión y puede utilizarse para ductos de acero que transportan ácidos para decapado (pickling),
ácidos halógenos (HCl, HBr, etc.) y ofrecen una alta resistencia a los choques térmicos y a la
fatiga por la flexión. Los recubrimientos interiores de goma suave:
•
Son muy resistentes al agua
•
Proveen la mejor resistencia a la abrasión
•
Se pueden usar en servicio de ácido fosfórico grado alimenticio
La dureza varía de 35 a 70 utilizando un durómetro Shore A. Mientras mayor sea el contenido de azufre, mayor será la dureza de la goma.
13.3.2.2 Goma Semi-Dura
La goma semi-dura está compuesta de aproximadamente 15% de azufre en peso. Este material se puede mezclar con rellenadores resistentes a ácidos, polvos de goma, aceleradores y
cantidades ilimitadas de plastificantes para producir una masa manejable, la cual puede ser
moldeada, extruída y/o prensada, para luego aplicarse directamente sobre el adhesivo o una
goma unión.
Este tipo de goma es resistente a los mismos químicos que las gomas suaves, pero se pueden
usar con químicos más concentrados y a temperaturas hasta 82º C (180º F). Las gomas semiduras se pueden usar en sistemas que usualmente requieren de gomas duras, pero donde no se
puede tolerar la fragilidad del material duro.
Las gomas semi-duras se pueden usar en equipos de acondicionamiento de agua y para protección contra vapores húmedos de cloro, ácidos fuertes y soluciones de enchapado (plating).
Los compuestos de gomas semi-duras:
•
Son afectados por cambios de temperatura
•
Se fragilizan a temperaturas de congelación
•
No son apropiados para algunas instalaciones exteriores o donde hay rangos amplios de temperatura
El rango de dureza está generalmente entre 70 y 75 mediante el Durómetro Shore A.
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
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13.3.2.3 Gomas Duras
Las gomas duras se pueden usar con soluciones altamente corrosivas como el ácido clorhídrico concentrado y vapores húmedos de cloro, a temperaturas entre 93 y 105º C (200 y 220º
F). Generalmente, las gomas duras se usan sobre formas rígidas de equipos bien diseñados
que no están expuestos a cambios bruscos de temperatura. Debido a su baja permeabilidad a
la humedad, las gomas duras a menudo se usan en instalaciones de tratamiento de agua.
También tienen una buena resistencia a la abrasión. El rango de dureza está entre 60 y 80
mediante el Durómetro Shore D.
13.4 Gomas Sintéticas
Los diferentes tipos de gomas sintéticas son:
•
Goma de Butilo
•
Goma de Neopreno
•
Goma de Nitrilo
•
Goma de Clorobutilo
•
Hypalon
13.4.1 Goma de Butilo
Las gomas de butilo son muy flexibles y moldeables y generalmente se usan en accesorios,
etc., donde las láminas de goma no son viables. Estos materiales se vulcanizan fácilmente.
Por su alto costo, las gomas de butilo no se usan como materiales laminados para interiores;
sin embargo, reaccionan fácilmente con el cloro para producir gomas de clorobutilo, las cuales sí se pueden usar como laminados para recubrimientos interiores.
Las gomas de butilo se usan comúnmente como componentes de mastiques, adhesivos, selladores, etc. Estas gomas tienen una excelente resistencia a las soluciones ácidas como el sulfúrico, nítricos diluido y fluorhídrico diluido, a temperaturas de hasta 93º C (200º F).
13.4.2 Goma de Clorobutilo
El clorobutilo tiene muy poco permeabilidad y una excelente resistencia química. Se usa
ampliamente en cajas de agua en la industria de generación de energía. Generalmente se
puede aplicar a espesores de hasta 12 mm. (0,5 in.) sobre una capa de goma unión adherida
sobre primarios adhesivos especiales. Las gomas de clorobutilo también se usan para los
lavadores en la desulfurización de ductos de chimeneas (FGD) y para ciertos químicos, tales
como el hipoclorito de sodio, el ácido superfosfórico y el ácido sulfúrico.
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
13.4.3 Goma de Neopreno
El neopreno es un material multiuso que es resistente a una gran variedad de condiciones
físicas y químicas, puede resistir a:
•
Aceites lubricantes
•
Gasolina
•
Ácido sulfúrico al 50% a 80º C (180º F)
•
Ácidos clorhídrico y fluorhídrico fuertes a temperatura ambiente
•
Hidróxido de sodio (del 50 al 70%) de 93 a 110º C (200 a 230º F)
•
Lodos ácidos
El neopreno es muy resistente al ozono y al oxígeno, ambos de los cuales pueden causar el
deterioro de las gomas, por lo que esta característica hace al neopreno útil en aplicaciones en
exteriores.
13.4.4 Goma de Nitrilo
Estas gomas tienen buena resistencia a los solventes alifáticos como el querosén, nafta, espíritus minerales, etc., así como a los aceites animales, vegetales y minerales. Tiene una relativamente pobre resistencia a los ácidos.
Los nitrilos pueden ser elaborados y vulcanizados para formar composiciones de goma suaves, semi-duras y duras. La composición suave es la más común para aplicaciones de recubrimientos interiores.
13.4.5 Hypalon
El hypalon es un polietileno clorosulfunado, que es considerado por la industria como una
forma de goma sintética.
Este material es muy resistente a las condiciones ambientales. Resiste al oxígeno, ozono,
calor, llama, rasgaduras, abrasión, aceites y grasas. El hypalon ha ganado reconocimiento
para el manejo de ácido crómico (10%), al peróxido de hidrógeno (30%) y al ácido sulfúrico
(50 a 75%). Además, es resistente a temperaturas de hasta 93º C (200º F).
13.5 Proceso de Aplicación de las Gomas
El principal requerimiento para que equipos, recipientes, ductos, etc., se recubran interiormente con goma, es que todas las superficies vulnerables estén accesibles para la instalación
del recubrimiento. Generalmente, las condiciones de la superficie y los requerimientos de su
preparación son más estrictos que los requeridos para muchos materiales líquidos en dispersión.
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
13-10
Los siguientes son algunos requisitos típicos para la preparación de una superficie en un proyecto de recubrimiento interno con gomas:
•
El acero deberá ser nuevo, de peso completo y libre de defectos estructurales.
•
La placa de acero deberá ser plana, sin apreciables deformaciones ni pandeos.
•
La placa de acero deberá tener un espesor mínimo y un peso correspondiente por pie cuadrado [una placa gruesa de acero de 6,3 mm. (1/4 in.) deberá pesar 4,6 kg/m2 (10,2 lbs/pie2) y
una placa de acero de 13 mm. (1/2 in.) deberá pesar 9,2 kg/m2 (20,4 lbs/pie2)].
•
El recipiente deberá flejarse para evitar deformaciones.
•
Todas las soldaduras deberán ser sólidas y continuas y también deberán martillarse (“peened”) para eliminar la porosidad, de igual forma deberán esmerilarse para remover los bordes
filosos y puntos altos.
•
Los bordes y las esquinas deberán esmerilarse a un radio mínimo de 3 mm. (0,125 in.).
•
Todas las salpicaduras de soldadura deberán eliminarse.
13.5.1 Preparación de la Superficie
Además de las condiciones descritas anteriormente, las superficies a recubrirse internamente
deberán estar libres de todo aceite, grasa, polvo, recubrimientos anteriores, etc., y se deberán
preparar con granalla de acero angular al grado metal blanco, de acuerdo al estándar NACE
No. 1/SSPC-SP 5, con un perfil de anclaje de 38 a 64 µm (1,5 a 2,5 mils). Después de la
limpieza abrasiva todas las superficies deberán estar libres de polvo u otros contaminantes
antes de la aplicación del adhesivo (primario).
13.5.1.1 Instalación del Recubrimiento – En Planta
Se corta el recubrimiento para ajustarse a la forma geométrica del recipiente a recubrir.
Cuando se juntan los extremos del material, estos deben quedar precisamente ajustados, a
menos que se haga un traslape.
Se aplica un primario, una capa de enlace o un adhesivo, según sea requerido, sobre la superficie desnuda, limpia y seca y se coloca el recubrimiento interior en posición. Después de
que éste es colocado adecuadamente, se debe alisar con un rodillo (generalmente a mano)
para remover cualquier burbuja o arruga. Cuando la instalación se termina, el objeto se coloca en una autoclave para su curado.
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
Figura 13.3 Extremo Biselado de una Lámina de Goma
El curado generalmente se realiza en una autoclave con vapor vivo, a presiones cercanas a los
3,5 Kg/cm2 (50 psi, 345 kPa) y a una temperatura entre 125 y 150º C (250 y 300º F). El curado es una relación tiempo / temperatura. A menor temperatura, mayor tiempo de curado.
Inversamente, a mayor temperatura, menor tiempo de curado. Como se indicó anteriormente,
el curado también se puede hacer en la planta mediante métodos como el vapor interno o por
agua caliente.
13.5.1.2
Instalación y Curado de Recubrimientos Interiores – En Campo
Recubrir internamente con goma en campo se realiza cuando no es posible transportar el objeto hasta una autoclave. Una instalación típica en campo de un tanque con techo cerrado
puede efectuarse como sigue:
•
Después de la correcta preparación de la superficie, las paredes del tanque, el techo y las
áreas del piso cercanas al borde con las paredes se recubren con el adhesivo apropiado. Las
paredes se recubren primero y se deja el piso hasta el último.
•
Se aplica la lámina de goma a las paredes con suficiente material para permitir un traslape en
el fondo del tanque. El extremo superior de la lámina se sobrepone al techo de igual manera
que se hizo en el piso.
•
El área recubierta es alisada cuidadosamente con rodillo manual para remover cualquier burbuja y arruga. Las uniones en las partes inferior y superior se hacen lejos de las esquinas.
Cuando las paredes y el techo se terminan, es entonces cuando se recubre el fondo.
•
Una vez que el tanque ha sido recubierto y está listo para su curado, una manguera de vapor
de escape con un codo giratorio se coloca en el recipiente y éste es aislado exteriormente para
que retenga el calor. Se introduce vapor vivo al tanque. El movimiento del codo circula el
vapor. Al proceso de curado en campo a menudo se le conoce como curado por escape.
•
Durante el ciclo de curado es posible conseguir al menos 17º C (30º F) de diferencia de temperatura entre el acero exterior y el interior en la interface con la lámina de goma. El proceso
de curado puede requerir de 24 a 36 horas.
•
El pre-curado es opcional. Es un método de interrumpir el curado con el propósito de detectar fallas, defectos, ampollas, dureza, etc., antes de la vulcanización final. Durante el pre-
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curado, el vapor deberá introducirse durante aproximadamente 2 horas. Este tiempo variará
de acuerdo al tamaño del recipiente y de la manguera de vapor vivo; sin embargo, el tiempo
deberá ser lo suficientemente amplio para permitir que cualquier aire atrapado se expanda, de
forma tal que se pueda hallar y reparar, y deberá ser lo suficientemente corto para que la superficie del recubrimiento no se haya curado al grado donde no se puede realizar una reparación.
•
Después de las reparaciones del pre-curado, se introduce nuevamente vapor al recipiente para
finalizar el curado.
•
El operador puede hacer mediciones de dureza con un durómetro, especialmente en las zonas
potencialmente más frías del recipiente, como el fondo, las salidas, las boquillas y las soldaduras, donde los anillos de fijación pueden crear zonas de disipación calor.
13.5.2 Criterios de Inspección
La inspección del recubrimiento interior puede incluir:
•
La determinación de la dureza con un durómetro
•
La inspección visual en busca de burbujas, arrugas o cualquier otro defecto visible e inusual
•
La verificación de discontinuidades usando un equipo de alto voltaje
•
La detección de holidays variará dependiendo del espesor y tipo de goma. Como una guía
general, 15.000 V son adecuados para un espesor de 6,4 mm. (0,25 in.) en la goma natural.
Generalmente, el electrodo deberá mantener un ligero contacto con la goma y se deberá mover hacia delante y hacia atrás a una velocidad de aproximadamente 30 cm/s (1 pie/s). El
electrodo deberá mantenerse en movimiento sin detenerse en ninguna posición; de otra forma,
es factible que se produzca el deterioro dieléctrico de la goma.
Cuando se inspeccionan recubrimientos interiores de goma, el inspector deberá tener un conocimiento de todo el proceso. Esto es un tipo especial de aplicación y el inspector no deberá realizar la inspección de los recubrimientos interiores de goma sin el conocimiento y la
experiencia necesaria (Figure 13.5).
El siguiente ejemplo muestra los criterios de aceptación para la instalación del recubrimiento
de goma en un vagón cisterna de ferrocarril y deberían ser causa de rechazo:
•
Puntos de alfiler (“pinholes”) en el recubrimiento
•
Ampollas
•
Traslapes sueltos (Figure 13.4)
•
Recubrimientos interiores sin curar (dureza)
•
Defectos mecánicos (cortes, muescas u otros defectos superficiales)
•
Mano de obra inadecuada (excesivas reparaciones)
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Figura 13.4 Traslape Suelto en un Recubrimiento Interior de Goma
Figura 13.5 Etiqueta de Precaución Sobre un Vagón Cisterna de Ferrocarril Recubierto Internamente con
Goma
13.5.3 Reparaciones
Los procedimientos de reparación pueden ser varios. Generalmente, pequeñas reparaciones
se pueden hacer con gomas químicamente curadas, tal como el clorobutilo, cuando el curado
por vulcanización no puede ser efectuado.
13.5.4 Fallas
Pueden ocurrir fallas con los recubrimientos interiores de goma, algunas de las causas pueden
incuir:
•
Selección incorrecta del producto para las condiciones de servicio
•
Usar gomas después de que han excedido su fecha de caducidad
•
Usar los recubrimientos interiores de goma que no han sido adecuadamente almacenados.
Las gomas deben de mantenerse frescas durante su almacenamiento porque en presencia de
calor pueden vulcanizarse aún enrolladas; si esto ocurre, el material deberá ser descartado
•
Proceso de aplicación incorrecto
•
Curado inadecuado
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13.6 Otros Recubrimientos Interiores Laminados
Hay otros polímeros, como el polietileno y los poliéteres clorados, que se pueden fabricar
como laminados para recubrimientos interiores. Su tratamiento y aplicación es casi similar al
de los recubrimientos interiores de goma.
13.6.1 Poliéteres Clorados
Las resinas de poliéter clorado están disponibles para aplicaciones en polvo, como dispersiones, o en solución, o como laminados para recubrimientos interiores. Los poliéteres clorados
se prestan fácilmente para aplicaciones del polvo seco mediante la sinterización o el proceso
de cama fluidizada.
Cuando los poliéteres clorados son aplicados como recubrimientos, las superficies se deben
preparar según está especificado. Cada capa deberá fusionarse después de permitir que el
medio de dispersión se evapore hasta casi un secado. Cuando los poliéteres clorados son
aplicados en forma laminada:
•
Las superficies que entraran en contacto, tanto la lámina como el sustrato, deben estar libres
de aceite, grasa y polvo.
•
Las superficies metálicas deberán ser preparadas abrasivamente hasta lograr el grado de metal
blanco, después serán aspiradas y se les aplicará una capa única de un primario. Los primarios de caucho (hule) clorado son usados muy frecuentemente.
•
Las láminas de poliéter clorado deberán ser limpiadas con MEK para luego aplicarles una
limpieza abrasiva ligera, o deberán ser lijadas a mano usando una lija fina. La superficie lijada deberá ser aspirada para remover todo el polvo o el abrasivo, aplicando luego una capa del
primario.
•
Los adhesivos a base de goma se usan para aplicaciones de laminados de poliéter clorado.
Éstos pueden ser aplicados mediante atomización, rodillo o brocha.
La fuerza de adhesión óptima se puede obtener reactivando el adhesivo con calor. Esto se
hace calentando la lámina para llevar la capa del adhesivo hasta los 121º C (250º F) justo
antes de que se coloque sobre el sustrato.
13.6.2 Polietilenos
En general, los polímeros de polietileno son resistentes a las altas temperaturas y tienen una
excelente resistencia a los químicos. Son resistentes al arrastre (“creep”), tienen una alta
resistencia al impacto, tienen una excelente resistencia a la tensión y una alta resistencia dieléctrica. Son insolubles en solventes orgánicos y no se agrietan bajo esfuerzos.
Básicamente hay dos tipos: De baja y de alta densidad. Esencialmente, los materiales de baja
densidad son cadenas moleculares altamente ramificadas y espaciadas, mientras que los materiales de alta densidad son cadenas comparativamente rectas y alineadas. Las propiedades
físicas son notoriamente afectadas al incrementarse la densidad.
El tipo de alta densidad tiene un punto de fusión más alto y una mayor resistencia a la tensión
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cuando se compara con los materiales de baja densidad. Los materiales de baja densidad se
usan generalmente para el recubrimiento de cables y alambres, así como para recubrir interiormente tambores y otros recipientes, etc. Los materiales de alta densidad se usan para los
recipientes de gasolina, tuberías, películas y laminados.
Actualmente se usan tres métodos para aplicar el polietileno:
•
Fundir la resina y extruirla sobre el objeto a ser recubierto
•
Calentar el objeto a ser recubierto hasta una temperatura por encima del punto de fusión del
polietileno y sumergirlo en una cama fluidizada que contiene el recubrimiento en polvo.
•
Aplicar el polietileno por llama directamente sobre la superficie metálica. Este método de
aplicación requiere un equipo especial y experiencia por parte del operador.
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Definiciones de Términos Claves
Gomas de Butilo: Muy flexibles y moldeables; generalmente se usan en accesorios, etc.,
donde las gomas laminadas no son viables.
Gomas de Clorobutilo: Tiene muy poca permeabilidad y una excelente resistencia química.
Se usan ampliamente en cajas de agua en la industria de generación de energía.
Gomas de Neopreno: Un material multiuso que es resistente a una gran variedad de condiciones físicas y químicas.
Gomas de Nitrilo: Tienen buena resistencia a los solventes alifáticos como el querosén, naftas, espíritus minerales, etc., así como a los aceites animales, vegetales y minerales. Tienen
poca resistencia a los ácidos.
Hypalon: Un polietileno clorosulfunado que es considerado por la industria como una forma
de goma sintética. Este material es muy resistente a las condiciones ambientales. Resiste al
oxígeno, ozono, calor, llama, rasgaduras, abrasión, aceites y grasas.
Recubrimientos Interiores de Goma: Estos recubrimientos están hechos de diferentes tipos
de gomas naturales y sintéticas. Estos recubrimientos interiores reciben poca atención en la
industria del recubrimiento, pero son ampliamente usados como barreras contra la corrosión.
También son usados como materiales de contención para ciertos químicos y productos no
corrosivos y brindan resistencia a la abrasión.
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
Guía de Estudio
1. ¿Cuáles son los dos diferentes tipos principales de gomas (hules)?:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. ¿Qué es la Vulcanización?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. Tres factores que afectan las propiedades del producto de vulcanizado son:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4. Enumere los diferentes métodos para curar (vulcanizar) las gomas (hules).
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5. Tres categorías de Gomas Naturales son:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6. Describa un recubrimiento interior “tri-capa”.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
7. Algunos tipos de gomas sintéticas son:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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Recubrimientos Interiores de Barrera Gruesa
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8. Describa los requerimientos para una preparación de la superficie típica para instalar un
recubrimiento de goma.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
9. Algunas causas de falla de los recubrimientos de goma podrían ser:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
10. Tres métodos para aplicar polietileno son:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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14-1
Estándares y Recursos Avanzados
Capítulo 14: Estándares y Recursos
Avanzados
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Cómo interpretar e implementar un estándar adecuadamente
•
Estándares de NACE International
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
14.1 Introducción
De acuerdo a la Sociedad de Estándares de Ingeniería (SES), un estándar es un documento
que se aplica en conjunto con los códigos, especificaciones, prácticas recomendadas, clasificaciones, métodos de prueba y guías, que han sido preparados por una organización o grupo
de desarrollo de normas, y publicados de acuerdo con los procedimientos establecidos.
En pocas palabras, un estándar es una norma establecida o requisito elaborada por profesionales de la industria. Por lo general, es un documento formal que establece una ingeniería
uniforme o criterios técnicos, métodos, procesos y prácticas. Los estándares tienen el propósito de lograr que el personal de la industria esté en el mismo nivel, en un intento de minimizar la confusión, en particular con referencia a la forma de realizar negocios y permitir a los
participantes alcanzar mutuos beneficios, mediante la toma de decisiones coherentes.
Los estándares no son vinculantes u obligatorios a menos que se especifiquen o se referencien en los documentos contractuales. En otras palabras, usted como inspector, que cuenta
con el conocimiento de una determinada norma, no puede obligar al contratista a operar bajo
los requisitos de cualquier estándar en particular a menos que sea un requisito del contrato.
El inspector de recubrimientos debe tener acceso a y entender cabalmente cada norma mencionada en el pliego de condiciones. Se pueden hacer modificaciones a un estándar dado
mediante acuerdo entre el propietario, contratista y el inspector. Las preguntas acerca de un
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Estándares y Recursos Avanzados
14-2
estándar de referencia deben ser abordadas y resueltas en la reunión previa al trabajo. Hay
varias organizaciones que participan en la redacción de normas y, como tal, cada uno de ellas
clasifican en varios subgrupos. El inspector debe leer y entender la intención de un estándar
y pedir aclaraciones si es necesario antes de exigir su cumplimiento. A continuación se presentan algunos tipos generales y su descripción por diversas organizaciones:
•
Estándar Voluntario – en general son las normas establecidas por los organismos del sector
privado que están disponibles para su uso por cualquier persona u organización, privada o de
gobierno. El término incluye lo que comúnmente se conoce como “estándares de la industria”, así como “estándares de consenso”. Un estándar voluntario puede ser obligatorio como
consecuencia de su uso, de referencia o de la adopción por la autoridad reguladora, o cuando
se invoca en los contratos, órdenes de compra u otros instrumentos comerciales. (Fuente:
ANSI “Estándares para la Gestión: Un Manual para el Beneficio”).
•
Estándar de Consenso – son los estándares elaborados a través de la cooperación de todos los
participantes con interés en formar parte en el desarrollo y/o el uso de las normas. El consenso requiere que se consideren todas las opiniones y objeciones, y que se haga un esfuerzo hacia su resolución. Consenso implica más que el simple concepto de mayoría, pero no necesariamente requiere la unanimidad. (Fuente: ANSI “Estándares para la Gestión: Un Manual para el Beneficio”).
•
Estándar Obligatorio – es una norma que exige el cumplimiento debido de un estatuto o regulación del gobierno, una política de organización interna, o un requisito contractual. El incumplimiento de un estándar obligatorio por lo general lleva a una sanción, tal como una sanción civil o penal, o la pérdida del empleo. (Fuente: ANSI “Estándares para la Gestión: Un
Manual para el Beneficio”).
•
Estándar de Facto – es una norma que es ampliamente aceptada y utilizada, pero carece de la
aprobación formal de una organización reconocida de desarrollo de estándares. Los ejemplos
más comunes de los estándares de facto son las costumbres de manejo (manejar del lado derecho vs. el izquierdo de la carretera) y el teclado QWERTY. ((Fuente: ANSI “Estándares para la Gestión: Un Manual para el Beneficio”).
•
Estándar Nacional – desde el punto de vista “oficial”, un estándar nacional es adoptado por
un organismo nacional de normalización (por ejemplo, el Instituto Nacional de Estándares
Americano, el Consejo de Estándares de Canadá y la Institución de Estándares Británica) y
puesto a disposición del público. En la práctica, sin embargo, un estándar nacional es cualquier norma que es ampliamente utilizada y reconocida dentro de un país. (Fuente: ANSI “Estándares para la Gestión: Un Manual para el Beneficio”).
•
Estándar Regional – es una norma desarrollada o adoptada y promulgada por una organización regional [por ejemplo, el Comité Europeo de Normalización (CEN) o la Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT)]. Los estándares regionales son generalmente de
carácter voluntario, representando la acción conjunta de los organismos nacionales de normalización de un grupo regional de naciones. (Fuente: ANSI “Estándares para la Gestión: Un
Manual para el Beneficio”).
•
Estándares Internacionales – definir lo que constituye un estándar internacional es un tema de
mucha discusión y no hay un acuerdo general. Parece que hay un cierto acuerdo general de
que un estándar internacional debe ser utilizado en múltiples naciones y su proceso de desarrollo está abierto a representantes de todos los países para ser considerado como una norma
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14-3
Estándares y Recursos Avanzados
internacional. Algunas normas internacionales son promulgadas por las organizaciones de
tratados multinacionales, como la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) o la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). Algunas
normas internacionales son promulgadas por las organizaciones multinacionales no convencionales, tales como la Organización Internacional de Estándares (ISO) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).
Algunas normas internacionales son promulgadas por las organizaciones que se originaron
como asociaciones nacionales de la industria, sociedades profesionales o desarrolladores de
estándares, pero con el tiempo se convirtieron en una presencia global con la participación de
multinacionales. Por ejemplo, ASTM International, SAE International y NFPA International.
(Fuente SEC).
La existencia de un estándar publicado no implica que siempre sea útil o adecuado. Por
ejemplo, si un artículo cumple con un determinado estándar, no es necesariamente una garantía de que sea apto para cualquier uso particular. La gente que usa el artículo o servicio (ingenieros, contratistas, especificadores) o que lo especifican (los códigos de construcción, gobierno, industria, etc.) tienen la responsabilidad de considerar los estándares disponibles, especificar el más adecuado, exigir el cumplimiento y utilizar el artículo correctamente. La
validación de la idoneidad es fundamental antes de especificar cualquier norma.
Frecuentemente se revisan y actualizan los estándares. Es fundamental que la versión más
reciente de un estándar publicado sea aplicada o referenciada. El autor o el organismo que
escribe un estándar a menudo publica las versiones actuales en su página web.
En contraste, un costumbre, convención, producto o procedimiento de una empresa, norma
corporativa, etc., generalmente aceptado y dominante, frecuentemente se conoce como un
Estándar de Facto.
Los estándares son escritos por una serie de organizaciones en todo el mundo. Como inspector de recubrimientos, es su responsabilidad de obtener, leer y comprender todos los estándares referenciados en los documentos del proyecto. En la mayoría de los casos, estas normas
requieren que usted realice ciertas tareas que, si es necesario, pueden ser replicadas si lo amerita. Cualquier prueba requerida que se realice y que NO cumple con la norma, debe ser documentada. Un buen ejemplo es la norma ASTM D4541, que no requiere cortar alrededor
del dolly durante una prueba de adherencia. Sin embargo, si la especificación hace referencia
al estándar ASTM D 4541 y se realiza el corte alrededor del dolly como parte de la prueba,
este proceso debe ser documentado en el formulario previsto.
En el caso de NACE International, sus estándares representan el consenso de los miembros
individuales que han revisado los documentos, sus alcances y disposiciones. Su aceptación
no limita en modo alguno a cualquier persona, ya sea que hayan adoptado la norma o no, de
procesos de fabricación, comercialización, compras o el uso de productos, procesos o procedimientos que no estén conformes con dichas normas. Nada de lo contenido en los estánda©NACE International 2011
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Estándares y Recursos Avanzados
14-4
res de NACE International deben interpretarse como la concesión de ningún derecho, por
implicación o de otra manera, para la fabricación, venta o uso en relación con cualquier otro
método, equipo o producto amparado por Patente de Letras, o como eximente o protector de
alguien de la responsabilidad por infracción de la Patente de Letras. Los estándares de NACE International representan los requisitos mínimos y de ninguna manera deben interpretarse
como una restricción sobre el uso de mejores procedimientos o materiales.
Los estándares no son documentos “estáticos” y, como tales, deben ser revisados, renovados
o modificados en caso necesario. El proceso de control de cambio es un proceso formal para
asegurar que los cambios a cualquier norma se introduzcan en una forma controlada y coordinada. Este proceso reduce la posibilidad de que los cambios innecesarios se introduzcan en
el sistema sin el consenso necesario, creando así una interrupción en toda la industria. Los
objetivos de un procedimiento de control de cambios por lo general incluyen una repercusión
mínima para los servicios, la reducción del rechazo de actividades previamente aceptadas y la
utilización rentable de los recursos involucrados en la implementación del cambio.
En el mundo de las organizaciones de estándares y los organismos, el término Cuerpo Nacional de Normas (NSB) se utiliza generalmente para referirse a la organización de estándares
uno-por-país, que representa el miembro de ese país en el ISO. Sin embargo, el término Organización de Desarrollo de Estándares (SDO) generalmente se refiere a las miles de organizaciones de estándares de la industria o basadas en un sector las cuales desarrollan y publican
estándares específicos a la industria. Un buen ejemplo de tal organización sería NACE International. Algunas economías cuentan con sólo un NSB sin otra representación de SDO,
mientras que las grandes economías como Estados Unidos y Japón cuentan con varias organizaciones de SDO.
14.2 Como Interpretar e Implementar un Estándar Adecuadamente
Las solicitudes de interpretación oficial de los estándares suelen ser presentadas por escrito a
la organización originaria para su consideración. Estas solicitudes suelen incluir la siguiente
información: Solicitud elemental estándar y esencial referente a la información y antecedentes relacionados con la solicitud, incluyendo una justificación del por qué se solicita una interpretación. Además de responder a las solicitudes por escrito para la interpretación, estas
organizaciones tienen la autoridad para emitir interpretaciones oficiales de los estándares
como consideren conveniente.
En ocasiones, pueden surgir preguntas sobre el significado de partes de los estándares que se
refieren a aplicaciones específicas. Dichas solicitudes de interpretación deben pedir aclaraciones sobre la naturaleza exacta del contenido de la norma. Cuestiones relativas a estas interpretaciones son revisadas y evaluadas de acuerdo con las directrices de la organización.
Las interpretaciones son emitidas para explicar y aclarar la intención de la norma y no se pretende que constituyan una modificación del estándar original, o que proporcionen informa-
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14-5
Estándares y Recursos Avanzados
ción de asesoría. La práctica general en cualquier reunión de interpretación es que las nuevas
normas no se pueden adoptar para adaptarse a situaciones aún no cubiertas en el documento,
aún cuando las investigaciones conduzcan a conclusiones que indiquen que el requerimiento
es incompleto o erróneo. Los cambios en un estándar se hacen sólo a través de revisiones o
como complemento dentro de un plazo pre-establecido (5 años en la mayoría de los casos).
Se reconoce que a veces se reciben solicitudes que son, total o parcialmente, solicitudes de
información en lugar de solicitudes de interpretación. No es apropiado emitir una interpretación oficial para responder a dichas solicitudes.
14.3 Estándares de NACE International
Los estándares de NACE International son los más especificados para el control de la corrosión en el mundo de hoy. NACE es uno de los grupos de voluntarios más grandes del mundo
en el desarrollo de estándares y sus normas son escritas y aprobadas por profesionales de la
industria, instructores, profesores, funcionarios gubernamentales y expertos de organismos de
regulación y de gobierno. NACE International es un miembro del Instituto Americano de
Estándares Nacionales (ANSI) como un desarrollador acreditado de estándares. Es importante hacer notar que aunque NACE está involucrada en todos los aspectos de la educación del
control de la corrosión, aproximadamente el 50% de todas los estándares NACE están relacionados con los recubrimientos protectores. En la preparación de la superficie, NACE se ha
asociado con la Sociedad para Recubrimientos Protectores (SSPC) y ha desarrollado estándares conjuntos. Los estándares serán discutidos a lo largo de este curso.
Los estándares elaborados y publicados por NACE se ajustan a los principios de consenso de
la asociación y han reunido los requisitos de aprobación de los procedimientos, reglas y regulaciones de NACE. NACE International publica un libro de normas basadas en tres clasificaciones:
•
Práctica Estándar (SP)
•
Método de Ensayo (TM)
•
Requerimientos de Materiales (RM)
Las prácticas estándar (SP) incluyen recomendaciones para:
•
Diseño
•
Instalación
•
Mantenimiento
•
El uso apropiado de un material o un sistema de control de la corrosión
Algunas prácticas estándar se centran en:
•
Detalles de la construcción de un sistemas de control de la corrosión
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Estándares y Recursos Avanzados
14-6
•
Métodos de tratamiento de la superficie para reducir la corrosión
•
Requisitos para el uso de dispositivos para reducir la corrosión
•
Los procedimientos para aumentar la eficacia, seguridad y beneficios económicos de una instalación o sistema
14.3.1 Métodos de Ensayo de NACE (TMs)
Los TMs se refieren a la prevención de la corrosión y su control. Pueden proporcionar el método de cómo llevar a cabo las pruebas para determinar las características de un(a):
•
Material
•
Diseño
•
Operación
14.3.2 Requerimientos de Materiales (MRs)
Los MR estipulan las características necesarias de un material para lo cual la corrosión es un
factor en la selección, aplicación y mantenimiento del material.
El inspector de recubrimientos no se puede memorizar todos los estándares diferentes disponibles. Sin embargo, es responsabilidad del inspector de recubrimientos saber dónde se pueden obtener los estándares. Cuando un estándar está referenciado en una especificación, el
inspector de recubrimientos debe obtener una copia de dicha norma y tomar conciencia de la
idea central de la misma.
Si hay alguna parte de un estándar referenciado que no está claro para el inspector, debe ser
tratado en la reunión previa al trabajo y pedir aclaraciones. Los inspectores de recubrimientos deben estar al tanto de los cambios y revisiones en los estándares con los que puede estar
trabajando en un proyecto determinado. Los inspectores de recubrimientos también deben
ser conscientes de las nuevas normas creadas para satisfacer las necesidades de la industria.
Como se dijo anteriormente, una serie de organizaciones en todo el mundo desarrollan normas para la industria. Algunas de las más comunes incluyen:
•
SSPC
•
ASTM
•
ISO
•
Comité de Estándares de la Industria (CIS-China)
•
Oficina de Estándares de la India (IBS)
•
Órgano Nacional de Estándares (UK)
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14-7
Estándares y Recursos Avanzados
Independientemente de cuál organización haya desarrollado el estándar, las responsabilidades
del inspector de recubrimientos siguen siendo las mismas. En el caso de que haya una necesidad de interpretación, la organización debe contactarse y hacer una petición formal de
acuerdo a las guías establecidas para esa organización en particular. Tenga en cuenta que se
requiere tiempo adecuado para dar las respuestas.
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Estándares y Recursos Avanzados
14-8
Guía de Estudio
1. La descripción de un estándar de la Sociedad de Estándares de Ingeniería (SES) es:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. Describa la diferencia entre un estándar voluntario y uno obligatorio.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. Explique la diferencia entre Cuerpo Nacional de Normas (NSB) y la Organización de
Desarrollo de Estándares (SDO).
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4. Nombre y defina tres clasificaciones de estándares de NACE:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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15-1
Recubriendo el Concreto e Inspección
Capítulo 15: Recubriendo el Concreto e
Inspección
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Cómo se hace el concreto1
•
El proceso del curado del concreto
•
Diferentes superficies de concreto
•
Diferentes estándares y directrices de la industria
•
El proceso de preparación de la superficie de concreto
•
Los diferentes ensayos que se pueden realizar sobre el concreto
•
Cómo comprobar el espesor del recubrimiento
•
Cuándo y cómo comprobar el mantenimiento de los recubrimientos de concreto
Términos Claves
•
Limpieza con chorro de agua a alta presión
•
Decapado con ácido
•
Lechada
•
Eflorescencia
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
15.1 Introducción
El inspector de recubrimientos encuentra en su trabajo muchos tipos de sustratos diferentes.
A menudo, al inspector se le asignan diferentes tareas relacionadas con todas las fases de una
construcción nueva o de la remodelación de estructuras existentes. Por consiguiente, NACE
1
El término concreto se refiere a las superficies hechas de hormigón
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siente que es importante que el inspector también adquiera un conocimiento básico sobre el
concreto, sus propiedades y las necesidades de una inspección antes y durante las operaciones de pintado.
El concreto puede abarcar la mayor área superficial de todos los materiales de la construcción. Mientras que se ha puesto énfasis en el acero como una superficie para ser recubierta,
se cree que el concreto proporciona un área superficial aún mayor, a pesar de que muchas de
estas superficies no requieren recubrimientos.
Se le considera al concreto en sí como un recubrimiento y a veces se aplica sobre el acero
para prevenir la corrosión. Cuando el concreto es denso y está bien vaciado es uno de los
recubrimientos más resistentes a la corrosión que están disponibles para el acero. Proporciona una barrera gruesa, densa, resistente al agua, la cual crea una atmósfera inhibidora que
previene al acero de la corrosión. El concreto es inherentemente poroso y NO es impermeable a la transmisión del vapor de agua.
Los recubrimientos con mortero de cemento han mantenido sus propiedades y han impedido
al acero que se corroa en condiciones de inmersión en tuberías de agua por más de 100 años.
Hay pocos recubrimientos de cuyas propiedades se podría decir lo mismo.
Otras razones por las cuales se usan recubrimientos interiores de cemento para el acero se
deben a que son relativamente económicos y duraderos. A diferencia de la mayoría de los
materiales que conforman un recubrimiento interior adherido al sustrato, el recubrimiento
interior de concreto muchas veces no está adherido a la superficie. Puede tener pequeñas
grietas, las cuales tienden a reparase por sí mismas. El agua muy pura tiende a disolver y
atacar al recubrimiento, y las rocas u otros materiales abrasivos pueden erosionar al concreto
muy rápidamente. En estos casos, el recubrimiento interior de concreto puede requerir una
pintura adicional para protegerlo.
Para apreciar los aspectos de la inspección en las operaciones de recubrimiento realizados
con el concreto y otros materiales a base de cemento, es útil contar con algún conocimiento
básico sobre el concreto.
Una de las razones para el amplio uso del concreto es que puede ser un material sumamente
duradero. Algunas de las propiedades que le dan resistencia y durabilidad al concreto se
listan a continuación:
•
El concreto es inorgánico. Esencialmente es una roca. Muy pocos organismos, como los
hongos o las bacterias lo atacan, como lo hacen con los materiales orgánicos. No se pudre en
el sentido común del término. La luz del sol, el clima, la humedad, sequía u otras condiciones
similares no lo afectan.
•
El concreto es duro. No se desgasta fácilmente. Su resistencia a la abrasión está determinada
por el tipo de agregados. El uso de agregados duros, duraderos y de granito lo hace muy re-
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sistente a la abrasión, aunque el cemento hidratado por sí solo, no es un material muy resistente
a la abrasión.
•
El concreto tiene buena resistencia a la compresión, la cual es una de sus excepcionales propiedades físicas. Pocas condiciones que ocurren naturalmente, con la excepción de los terremotos, pueden causar una falla por compresión.
•
El concreto puede mejorar sus propiedades con el tiempo. Bajo el agua, la cristalización
continúa durante un largo periodo de tiempo, incrementando su dureza y resistencia a la
compresión. En muchos casos, la cristalización reparará pequeñas grietas en la estructura del
concreto. Debido a que contiene grandes cantidades de cal, el concreto reacciona con el dióxido de carbono del aire formando carbonato de calcio o piedra caliza, esto también incrementa
su dureza y resistencia a la compresión.
15.2 Cómo se Hace el Concreto
El concreto se forma al mezclar cemento Portland, agregados y agua.
El concreto se puede hacer usando diferentes tipos de agregados, desde arena de río, hasta el
granito y también pueden incluir varios tipos de agregados fibrosos, como el vidrio y el asbesto (Figura 15.1). Cada mezcla de concreto y agregado puede crear una superficie diferente.
Figura 15.1 Componentes del Concreto
El concreto y sus derivados normalmente se hacen localmente debido a su gran peso y al alto
costo de transportación. Nada más por esto se encuentra una muy amplia gama de materiales.
15.3 Proceso de Curado del Concreto
Para entender los requerimientos de pintado del concreto, es beneficioso conocer algo sobre
el proceso mediante el cual el concreto cura. Se han identificado al menos 28 reacciones
químicas que se llevan a cabo en el concreto mientras cura, lo que lo convierte en un proceso
muy complejo.
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Cuando se agrega agua a la mezcla cemento/agregado, se origina un proceso llamado hidratación. El agua y el cemento se combinan químicamente y el concreto se endurece.
El contenido de cal en el cemento le da la alta alcalinidad al concreto. El pH puede llegar a
13. Esta alta alcalinidad proporciona la resistencia a la corrosión del acero recubierto con
concreto debido a que muchos grados de acero se pasivan cuando la alcalinidad alcanza un
valor de pH de 11,5 o superior. Esta misma condición de alta alcalinidad puede causar problemas con algunos recubrimientos aplicados a una superficie de concreto y también puede
hacerlo vulnerable al ataque corrosivo de condiciones acídicas comunes.
15.3.1 Tiempos de Curado del Concreto
El proceso de hidratación o curado, empieza tan pronto cuando el cemento Portland y el agua
entran en contacto, y continúa durante un largo periodo de tiempo. En general, el concreto
vaciado debe curarse durante un mínimo de 30 días a una temperatura superior a los 21° C
(70º F) antes de recubrirlo, para asegurar que la superficie tenga el pH, la dureza y la resistencia a la tensión deseados y para que el exceso de agua en la superficie se evapore.
Como esta no es una regla fija ni grabada en piedra, algunos recubrimientos han sido específicamente desarrollados para ser aplicados al concreto inmediatamente después de que el encofrado (cimbras) ha sido removido. Estos recubrimientos pueden también usarse sobre
concreto verde (sin curar).
Otros tiempos de curado para el concreto vaciado u otra superficie de cemento o concreto
pueden ser requeridos por las especificaciones. El inspector debe asegurar que la superficie
a ser recubierta ha curado durante el periodo de tiempo especificado previo a la aplicación
del recubrimiento.
Hay también recubrimientos formulados para usarse como una membrana de curado [es decir, pueden aplicarse inmediatamente después de que el concreto es vaciado o el encofrado se
ha removido (si es que lo hay)]. Esto ayudará a prevenir problemas estructurales que puedan ocurrir con el concreto si la humedad en éste se evapora de manera rápida, y el proceso
de hidratación no se realiza hasta el grado deseado.
15.4 Superficies de Concreto
Se puede encontrar una gran variedad de superficies de concreto y sus derivados, incluyendo:
•
Vaciado
•
Bloques de concreto
•
Superficies especiales de concreto
– Proyectado (Gunite)
– Asbesto Cemento
•
Productos de cemento con fibra de vidrio
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15.4.1 Concreto Vaciado
Se vierte el concreto con un alto contenido de humedad para permitir que fluya dentro del
encofrado. La lechada, hoyos y burbujas de aire son comúnmente encontrados en el concreto húmedo vaciado, incluso en superficies verticales. El vaciado apropiado, la consolidación y la vibración pueden ayudar a aliviar estos problemas.
El concreto vaciado puede verse afectado por:
•
Condiciones ambientales: El clima caliente causa que el concreto cure más rápidamente que en
otros climas, resultando en una mayor posibilidad de orificios y una superficie polvorosa de
poca resistencia. El aplicar un compuesto de curado puede ayudar a disminuir los efectos de
estas condiciones. Muchas entidades requieren una manta de curado de tela húmeda para usar
sobre el concreto recién colocado, para evitar este tipo de “secado rápido”.
•
Vibración: Esto se hace para remover bolsas de aire y puede causar que los agregados más
pesados se hundan hasta el fondo del encofrado. Esto produce una superficie débil y arenosa,
creando una frágil capa de arena y cemento conocida como lechada (“laitance”). Esta condición puede ocurrir tanto en la superficie como en la interface encofrado/concreto.
•
Operaciones de acabado: Varias operaciones de acabado se pueden realizar sobre el concreto:
El aplanado con llana de acero alisa la superficie. Algunas veces una mezcla
de arena/mortero se aplica a la superficie colada antes de aplanarla para darle un
acabado muy liso, duro y denso. El sobre aplanar o sobre trabajar el concreto
trae la pasta a la superficie y finalmente afecta la vida útil del concreto.
La llana de madera se puede utilizar para aplanar al concreto vaciado. Debido
a que la llana de madera tiene una superficie áspera, los granos de arena suben
hacia el sustrato, creando una superficie granular. La llana de madera puede incluso crear más lechada sobre la superficie (Figura 15.2).
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Figura 15.2 Llanas de acero y madera
El cepillado es el uso de una escoba o cepillo de cerdas rígidas para proporcionar una superficie áspera al concreto (Figura 15.3).
Figura 15.3 Cepillado
Superficies de Concreto Vaciado Usando Encofrados
Las superficies diferirán de aquellas obtenidas por los métodos de acabado previamente descritos cuando se vierte el concreto usando el encofrado.
Pueden presentarse pequeños agujeros, orificios de piedras, bolsas de aire, cavidades, orificios para los tirantes del encofrado y otras imperfecciones sobre la superficie (Figura 15.4).
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Figura 15.4 Burbujas Pequeñas
Muchas superficies de concreto vaciado tienen imperfecciones en las uniones entre las secciones del encofrado o entre los vaciados. Se pueden formar aletas cuando el concreto penetra en los espacios entre las uniones del encofrado.
Además de estas imperfecciones visibles, puede haber cavidades ocultas justamente debajo
de la superficie. Incluso, un soplado abrasivo ligero puede ser suficiente para abrir tales
cavidades. Expuestas o no, las cavidades pueden causar ampollamiento en el recubrimiento
aplicado (Figura 15.5).
Figura 15.5 Ampollas en el Recubrimiento de Concreto
Superficies Especiales de Concreto
“Guniting” es el proceso de proyectar shotcrete2 hacia una superficie como un recubrimiento, para restaurar el concreto a su condición original (Figura 15.6). El shotcrete es una
mezcla densa de cemento y agregados relativamente pequeños que tienen un bajo contenido
de humedad. Frecuentemente, un agente de relleno se agrega para ayudar a mantener el
shotcrete en su lugar hasta que éste cure.
2
Shotcrete es un término común empleado para nombrar cualquier material que es proyectado.
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Figura 15.6. Equipo de Guniting
No es raro encontrar espesores de hasta 100 mm. (4 pulg.); dependiendo de la aplicación, el
espesor puede llegar alcanzar los 250 mm. (10 pulg.). A menos que su superficie sea alisada, ésta es generalmente rugosa y densa, pero tiene unos pocos puntos de alfiler, bolsas de
aire o cavidades bajo la superficie.
Los productos de asbesto cemento tienen una resistencia a la tensión más alta comparada a
otros concretos, aunque también pueden ser algo quebradizos. Los productos de cemento
de fibra de vidrio (también conocidos como fibrocemento) contienen fibra de vidrio como
refuerzo.
Recubriendo el Concreto
Las superficies de concreto y otras a base de cemento se pueden recubrir debido a una variedad de razones.
La decoración puede ser una razón importante para usar recubrimientos en servicios arquitectónicos. El color y apariencia de los rasgos arquitectónicos pueden ser un elemento
esencial del plan de un edificio o estructura.
Aunque el concreto puede ser preparado de tal manera que no transmita agua líquida, es un
material poroso y generalmente no es impermeable a la transmisión de vapor de agua. Se
puede recubrir el concreto o impermeabilizarlo para mitigar la transmisión del vapor de agua.
Sin impermeabilizar, el concreto permitirá que el agua entre y atraviese su estructura porosa.
Mientras el concreto sea relativamente nuevo, habrá una alta probabilidad de eflorescencia.
Aunque cuando está recién colocado es altamente alcalino, ésta se degrada por el paso de
humedad y el ataque de la corrosión sobre la superficie puede acelerarse por este proceso.
Impermeabilizando el exterior de la superficie (enterrada o superficial) puede ayudar a superar estos problemas impidiendo que el agua o la humedad pasen a través del concreto.
Reforzar la resistencia química es importante porque el concreto es un material muy reactivo.
Es esencial proteger al concreto de otros materiales reactivos, tanto para prevenir la corrosión
o para evitar que el producto se contamine.
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Químicos, ácidos minerales, comida ácida, soluciones de ácido carbónico, agua pura y el
clima – todos ellos pueden cobrar un precio sobre el concreto sin recubrir (Figure 15.7). En
ocasiones es necesaria la protección contra los ciclos de congelación/descongelado que pueden causar que el concreto se agriete y se rompa. El contenido de agua y humedad del concreto lo hace muy susceptible al daño causado por estas condiciones.
Las fuerzas físicas del hielo son mayores que la resistencia del concreto y causarán que éste
se agriete y rompa. La protección más práctica es mantener al concreto con el menor contenido de agua posible, para lo cual a veces se usan recubrimientos. Hoy, la mayoría del
concreto tiene aire incorporado para aumentar su durabilidad a los ciclos hielo-deshielo.
Las consideraciones de diseño que permiten que el agua se escurra y previenen que quede
atrapada en depresiones o nichos, puede también prevenir los ciclos de congelación/descongelado.
Figure 15.7 Deterioro del Concreto y Corrosión de Varillas Debido a la Acción de Iones de Cloruro Sobre el
Acero
Una protección para el acero de refuerzo es necesaria ya que puede corroerse seriamente si el
concreto es poroso, permitiendo que los cloruros, sulfatos u otros iones menos comunes y el
oxigeno penetren hasta el acero de refuerzo.
La mayoría de esas substancias, si no se vigilan, causan celdas de corrosión (picaduras) que
se forman sobre el acero de refuerzo, lo cual conduce al agrietamiento y rompimiento del
concreto.
Los recubrimientos de alto desempeño aplicados a la superficie de concreto pueden protegerlo y también al acero de refuerzo integrado en él. Adicionalmente, el acero de refuerzo
por sí mismo puede ser recubierto antes de que el concreto sea vaciado. La Protección Catódica también se ha utilizado para este propósito.
Descontaminación – El concreto es poroso y tiende a absorber contaminantes rápidamente.
El recubrimiento del concreto previene la absorción de estos contaminantes. Esto es especialmente importante en plantas nucleares y otras áreas donde la radiación puede estar pre©NACE International 2011
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sente. Los selladores de superficies a menudo se aplican sobre el concreto, especialmente
sobre pisos, para prevenir que le caiga polvo.
Protección contra la abrasión y la erosión – El recubrimiento sobre el concreto ayuda a resistir la abrasión producto del tráfico humano y equipos, además, lo hace resistente a la erosión
producida por el flujo de agua y otros fluidos sobre su superficie.
Códigos de color – Muchas instalaciones usan códigos de color para identificar diferentes
áreas por seguridad y para la identificación de zonas que pueden requerir mantenimiento
frecuente.
Evitar la contaminación del agua pura o de cualquier otro producto dentro de recipientes de
concreto es otra de las razones para recubrir al concreto. Sin recubrimiento, el concreto absorberá los líquidos que pueden estar almacenados en el tanque o recipiente pudiendo resultar
en la contaminación del producto.
Mejorar y simplificar la limpieza – El concreto poroso es muy difícil de limpiar a no ser que
esté sellado con un recubrimiento transparente o de color.
Antiresbalante – El concreto que ha sido aplanado con una llana de metal y que presenta una
superficie dura y lisa puede ser muy resbaloso cuando está mojado. Se pueden aplicar recubrimientos para que la superficie sea antiresbalante (antiderrapante, antideslizante), agregándole algunas partículas finas al recubrimiento. Mientras esto hace a la superficie más
difícil de limpiar, lo concerniente a la seguridad es más importante que la facilidad de limpieza.
15.5 Estándares y Directrices de la Industria
15.5.1 ASTM
•
ASTM D 4258, Práctica Estándar para la Limpieza de Superficies de Concreto para Recubrimiento
•
ASTM D 4259, Práctica Estándar para la Abrasión del Concreto
•
ASTM D 4260, Práctica Estándar para el Decapado Ácido del Concreto
•
ASTM D 4261, Práctica Estándar para Limpieza de la Superficie de Concreto de Unidades de
Albañilería para ser Recubiertas
•
ASTM D 4262, Método Estándar para la prueba de pH de Superficies de Concreto Preparadas
Químicamente o con Decapado
•
ASTM D 4263, Métodos de Ensayo Estándar para Indicar la Humedad en el Concreto mediante
el Método de Lámina de Plástico
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15.5.2 ICRI (Instituto Internacional de Reparación de Concreto) Directrices
Técnicas
•
No. 130.1R–2008 Guía para Métodos de Medición y Tipos de Contratos de Trabajo de Reparación de Concreto (anteriormente No. 03735)
•
No. 210.1–1998 Guía para Verificar el Desempeño en Campo de la Inyección de Epoxy en
Grietas en el Concreto (anteriormente No. 03734)
•
No. 210.2–2002 Guía para la Evaluación de Estructuras Desprendidas de Concreto
Post-Tensados (anteriormente No. 03736)
•
No. 310.1R–2008 Guía para la Preparación de Concreto Deteriorado como Resultado de la
Corrosión del Acero de Refuerzo (anteriormente No. 03730)
•
No. 310.2–1997 Selección y Especificación de la Preparación de Superficies de Concreto para
Selladores, Recubrimientos y Superposiciones de Polímeros (anteriormente No. 03732)
o
Diectriz y Patrones del Perfil Superficial del Concreto
o
Únicamente la Diectriz
o
Únicamente Patrones del Perfil Superficial del Concreto
•
No. 310.3–2004 Guía para la Preparación de Superficies de Concreto usando Métodos de Hidrodemolición (anteriormente No. 03737)
•
No. 320.1R–1996 Guía para Seleccionar los Métodos de Aplicación para Reparar las Superficies de Concreto (anteriormente No. 03731)
•
No. 320.2R–2008 Guía para Seleccionar y Especificar Materiales para Reparar las Superficies
de Concreto (anteriormente No. 03733)
•
No. 320.4–2006 Guía para Reparar Superficies Desprendidas de Concreto Post-Tensados
(anteriormente No. 03743)
•
No. 330.1–2006 Guía para la Selección de Sistemas para Fortalecer Estructuras de Concreto
(anteriormente No. 03742)
•
No. 340.1–2006 Guía para la Selección de Grouts para Controlar Fugas en Estructuras de
Concreto (anteriormente No. 03738)
•
No. 410.1–2008 ¡NUEVO! Guía para la Evaluación de la Albañilería de Fachadas de Estructuras
•
No. 710.1–2004 Guía para el Diseño, Instalación y Mantenimiento de Sistemas de Pisos de
Polímero Protector para Concreto (anteriormente No. 03741)
15.6 Preparación de Superficies de Concreto/Cemento
Introducción
Cuando los recubrimientos se aplican a las superficies de concreto o a base de cemento, esta
operación generalmente incluye:
•
La inspección de la superficie antes de que se realice cualquier operación, la cual puede incluir
la limpieza previa y la limpieza con vapor y/o químicos
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•
Inspección después de la limpieza previa
•
Preparación de la superficie
•
Inspección de la preparación de la superficie
•
Tratamiento de grietas y juntas de expansión
•
Recubrimientos
•
Inspección después de cada capa en un sistema con múltiples recubrimientos
•
Inspección del sistema completo de recubrimientos
15.6.1 Inspección de la Superficie
La superficie a ser recubierta se inspecciona primero en busca de cualquier condición o defecto que la especificación requiera sea corregido o que puede resultar dañina al proceso de
recubrimiento. Algunas de las condiciones que el inspector de recubrimientos puede encontrar incluyen:
•
Lechada, la cual es una capa superficial débil que consiste de una mezcla de cemento rica en
agua sobre la superficie del concreto fresco, causada por el movimiento ascendente del agua
•
Cavidades
•
Espacios vacíos
•
Eflorescencia, la cual es causada por la humedad que pasa a través del concreto transportando
sales solubles de concreto hacia la superficie. Esas sales reaccionan con el dióxido de carbono
en la atmósfera formando un depósito esponjoso cristalino blanco sobre la superficie
•
Proyecciones
•
Porosidad
•
Contenido de humedad
•
Aceites para liberar el encofrado
•
Ubicación de las juntas de expansión
– Marcar para destaparlas después del recubrimiento
– Puede requerirse un tratamiento especial
•
Residuos visibles de polvo, sales químicas o cualquier otra sustancia ajena que pudiese causar
problemas en el recubrimiento (por ejemplo una pobre adherencia)
•
Hielo o cristales de hielo sobre la superficie, los cuales requieren atención particular cuando se
aplican recubrimientos al aire libre con el clima muy frío
•
Agua sobre la superficie
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15.7 Preparación de Superficie de Concreto Preformado
Introducción
Para preparar la superficie de concreto o cualquier otro sustrato a base de cemento para aplicar un recubrimiento, algunas operaciones pueden ser especificadas, tales como:
•
Limpieza previa
•
Preparación de la superficie
•
Nivelación / rellenado de orificios o poros
15.7.1 Limpieza Previa
Todas las superficies a ser recubiertas deberán inspeccionarse para buscar la presencia de
contaminantes químicos, aceites y grasas. Estos deberán removerse antes de la preparación
de la superficie, ya sea mediante limpieza con vapor o con químicos o detergentes. En caso
de contaminación extrema, puede ser imposible o impráctico remover los contaminantes, en
cuyo caso, puede ser necesario remover y remplazar todo el concreto.
15.7.2 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie generalmente se realiza por:
•
Limpieza abrasiva
•
Limpieza con herramientas manuales y de poder
•
Chorro de agua a alta presión o limpieza abrasiva húmeda
•
Decapado con ácido
•
Tallado con piedra (“stoning”)
•
Granallado
•
Escarificación
15.7.2.1 Limpieza Abrasiva
Dependiendo de la naturaleza del trabajo, casi cualquiera de los métodos de limpieza abrasiva puede ser utilizado (Figura 15.8). La limpieza abrasiva proveerá una superficie irregular
y rugosa y removerá la lechada. La limpieza abrasiva también destapas hoyos y cavidades
para que éstos puedan sellarse más efectivamente. La limpieza abrasiva crea una cantidad
excesiva de polvo de sílice, un riesgo respiratorio importante. Se debe utilizar protección
adecuada de las vías respiratorias cuando se efectúa la limpieza abrasiva en el concreto.
El estándar conjunto Nace No. 6/SSPC-SP 13, Estándar Conjunto para la Preparación de
Superficies de Concreto se encuentra al final de este capítulo.
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Figura 15.8 Limpieza Abrasiva de la Superficie
Algunas consideraciones prácticas para la preparación de la superficie de concreto incluyen:
•
Sostener la boquilla más lejos de la superficie que cuando se prepara el acero
•
Usar presiones inferiores que las usadas para el acero
•
Mover la boquilla tan rápido como sea posible, consistente con la obtención del acabado superficial especificado, para evitar desgaste de la superficie y exposición de grandes áreas de
agregado desnudo
•
Usar un abrasivo más fino que el usado en el acero, abrasivos más gruesos pueden remover
demasiado concreto
El concreto preparado abrasivamente presenta un patrón de anclaje diferente al del acero
preparado de la misma manera. Es importante que el inspector tenga un entendimiento claro del grado de limpieza requerido en la especificación.
La superficie de concreto preparada abrasivamente es más áspera que la superficie de acero
preparado de la misma forma y requiere más recubrimientos para cubrir la misma área. Los
recubrimientos de mayor espesor que aquellos típicamente aplicados al acero no son poco
comunes.
La especificación puede pedir una limpieza abrasiva para que el concreto tenga:
•
Un capa de acabado de mortero aplicado con cualquiera de los métodos previamente discutidos
•
El sistema de recubrimientos primario aplicado directamente
•
Un sellador aplicado antes del recubrimiento primario
15.7.2.2
Limpieza con Herramientas Manuales o de Poder
Muchas técnicas manuales o con herramientas de poder se usan para la preparación de superficies de concreto y generalmente consumen mucho tiempo y son costosas.
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La superficie resultante de la limpieza con herramientas manuales o de poder puede variar
desde una gran rugosidad y exposición de los orificios, hasta no más que la simple remoción
del polvo.
El uso de herramientas manuales y de poder puede remover de la superficie concreto suelto,
polvoroso o debilitado. Pero esta técnica es un procedimiento lento y no expone las burbujas de aire como lo hace la limpieza abrasiva.
15.7.2.3 Lavado con Agua a Alta Presión
El lavado con agua a presiones de 211 a 316 Kg/cm2 (3000 a 4500 psi., 21 a 31 MPa) se usa
frecuentemente sobre superficies de concreto vaciado. Esto generalmente no expone cavidades u orificios superficiales o provee un perfil sobre el concreto denso y entero, tal y como lo hace la limpieza abrasiva. Si se usa demasiada presión, el chorro de agua puede llegar a cortar el concreto.
También se puede usar la limpieza abrasiva húmeda.
Las ventajas del chorro de agua y la limpieza abrasiva húmeda incluyen:
•
El cortado rápido de la superficie
•
Lavado de polvos
•
La reducción de partículas abrasivas y de concreto en el aire
15.7.2.4 Decapado con Ácido (ASTM D4260)
El decapado con ácido involucra el uso de una solución de ácido diluido para remover la
lechada y crear una rugosidad en la superficie de concreto (Figura 15.9). El procedimiento
para la limpieza con ácido requiere que el operador:
•
Realice una inspección cuidadosa y remueva los residuos de grasa o cualquier otro residuo de la
superficie.
•
Aplicar el ácido a la superficie de concreto libre de aceite y grasa.
•
Permitir que el ácido reaccione con el cemento hasta que deje de burbujear. Típicamente, el
tiempo de reacción del ácido es de 5 a 10 minutos.
•
Lavar la superficie completamente para remover las sales de ácidos, el cepillado se usa algunas
veces con este proceso de lavado y enjuagado.
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Figura 15.9 Decapado con Ácido
El ácido más comúnmente utilizado para este propósito es el ácido clorhídrico. Se pueden
requerir varios decapados con ácido para hacer el trabajo. A diferencia de la limpieza abrasiva o con herramientas de poder, es difícil para el operador observar cuándo se alcanza el
concreto sano.
La limpieza con ácido es difícil de usar sobre superficies verticales debido a que se escurrirá
antes de que tenga tiempo de reaccionar completamente. Otros ácidos, como el fosfórico,
cítrico o sulfámico pueden usare pero son más difíciles de encontrar que el ácido clorhídrico.
El ácido clorhídrico no deberá usarse donde los cloruros están prohibidos.
Cada uno de estos ácidos es tóxico y corrosivo y se deberá evitar el contacto con la piel o con
la ropa. Desintegrarán rápidamente la ropa y cualquier superficie de algodón donde salpique el ácido, formando inmediatamente un hoyo. La protección ocular, guantes y botas de
hule deberán usarse cuando se realice el decapado con ácido.
Al terminar la operación, la superficie generalmente se enjuaga con agua para neutralizar los
depósitos de ácido. Las cintas de medición de pH se pueden usar para determinar si la superficie es alcalina o ácida.
15.7.3 Alisado de Superficies de Concreto y Relleno de Orificios
El alisado de las superficies de concreto puede realizarse en cualquiera de los siguientes casos:
•
Cuando la superficie de concreto esta recién vaciada, antes de cualquier preparación de la superficie
•
Después de la limpieza previa y preparación de la superficie
Si el alisado se hace después de la preparación de la superficie, esta deberá inspeccionarse
cuidadosamente para asegurar que se pueda aplicar el recubrimiento sin ningún tratamiento
adicional.
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El aplanado de la superficie y el rellenado de orificios se puede hacer ya sea con materiales
de cemento (como con el uso de la llana de acero, sellado con piedra o “stoning” o con saco),
o incluso usando masillas sintéticas o grouts, tal como los epóxicos y uretanos.
Sellado con Saco (“Sacking”)
El proceso de sacking generalmente involucra frotar una mezcla de mortero sobre el cemento
mediante una bolsa de tela o arpillero o una llana de goma de esponja. Se debe tener gran
cuidado para asegurarse de que el mortero se prepare en las proporciones adecuadas, se mezcle correctamente y se cure antes de aplicar el recubrimiento.
Las proyecciones deben ser removidas antes del frotado, cuando el concreto está muy verde
(sin curar). Es importante comenzar a frotar tan pronto como sea posible después de verter
el concreto y se haya retirado el encofrado para permitir que cure el mortero aplicado mediante el sacking casi a la misma velocidad que la superficie a la que se aplica. Esto mejorará la adherencia de la capa frotada al sustrato.
El proceso de sacking generalmente involucra:
•
Humedecer el sustrato con agua para prevenir que el concreto absorba toda el agua del mortero,
haciéndolo demasiado seco para trabajarlo apropiadamente
•
Aplicación del mortero frotándolo sobre la superficie con movimientos circulares, cuidando
que todos los orificios sean rellenados
•
Cuando la superficie está casi seca, se frota nuevamente para remover tanto material como sea
posible, cuidando de no remover el mortero de los orificios ya cubiertos
Sellado con Piedra (Stoning)
El sellado con piedra es similar al sacking, excepto que se usa un bloque de carburo u otro
bloque abrasivo apropiado para alisar la superficie de concreto (Figura 15.10).
Figura 15.10 Sellado con Piedra
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Recubriendo el Concreto e Inspección
15-18
El bloque desgasta las imperfecciones de la superficie, abre las cavidades y ayuda a penetrar
al mortero en las mismas. Frecuentemente, la superficie se frota con un saco después de
utilizar el bloque abrasivo para suavizar aun más la superficie.
Alisado con Llana Metálica
Este método usa una llana de acero para colocar el mortero sobre la superficie y rellenar los
orificios, proporcionando una superficie razonablemente libre de poros sobre la cual se aplicará algún recubrimiento (Figura 15.11).
El alisado excesivo puede resultar en una superficie demasiado lisa y brillante, que podría
requerir una rugosidad superficial para la aplicación de algún recubrimiento.
Figura 15.11 Alisado con una Llana Metálica
Cuando se alisa la superficie de concreto con materiales a base de cemento, es importante
que estos curen completamente y se adhieran apropiadamente. Para hacer esto, el sustrato
de concreto se debe humedecer completamente antes de la aplicación del mortero. El mortero deberá permanecer húmedo durante el ciclo completo de curado.
Muchos recubrimientos fallan debido a la pérdida de adhesión entre el material base de cemento y el concreto.
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15-19
Recubriendo el Concreto e Inspección
Tratamiento de Grietas y Juntas de Expansión
Figura 15.12Grietas en Concreto
Las grietas se pueden clasificar como:
•
Activas, las cuales son por sí mismas juntas de expansión y, debido a que están sujetas al movimiento, deben ser tratadas como tales
•
Estáticas, las cuales no se mueven y se pueden rellenar o cubrir sin llegar a atravesar el acabado
final.
En algunas ocasiones las grietas se pueden reparar o corregir inyectando resinas epóxicas o
uretanos 100% sólidos, lo cual ayuda a restaurar el carácter monolítico de la estructura.
Las juntas de expansión son siempre un tema serio a tratar durante el servicio del concreto y
los métodos de tratamiento dependen de la severidad del caso, los inspectores deberán referirse a las especificaciones escritas para los procedimientos de tratamiento a seguir.
Inspección de las Superficies Previo al Pintado
El trabajo del inspector de recubrimientos con respecto a la preparación de las superficies de
concreto y cemento, deberá incluir:
•
Observar la preparación de la superficie que se está llevando a cabo para asegurar que todas las
operaciones se realicen conforme a lo especificado
•
Inspeccionar la superficie preparada previo a la aplicación para asegurar que la superficie se ha
preparado conforme a lo especificado
Algunos temas específicos que el inspector de recubrimientos puede tener que inspeccionar,
detectar, registrar o requerir que se corrijan son los siguientes:
•
Remoción de la lechada
•
Remoción de las proyecciones o protuberancias
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Recubriendo el Concreto e Inspección
15-20
•
Tratamiento de las áreas huecas, cavidades y otras imperfecciones para verificar que sean rellenadas y/o alisadas con respecto a la superficie, según se requiera en la especificación. Sin
embargo, se debe hacer notar que algunos sistemas de recubrimientos se instalan con la aplicación del primario antes del rellenado de los orificios, los cuales se rellenan en pasos intermedios
•
Remoción de los subproductos derivados del decapado con ácido
•
Registro del pH
•
Determinar que la limpieza abrasiva se ha realizado conforme a lo especificado
•
Remoción de la arena, polvo y demás contaminantes conforme a lo especificado, usualmente
mediante aspirado o soplado con aire comprimido libre de agua y aceite
•
La especificación puede requerir que la superficie sea evaluada mediante la aplicación de una
pequeña cinta adhesiva transparente, para la remoción total del polvo, arena, etc. La superficie adhesiva de la cinta deberá estar limpia cuando ésta se retire
Operaciones de Pintado del Concreto
Dependiendo de la composición del recubrimiento, los métodos más comunes de aplicación
son:
•
Atomización convencional con aire o sin aire
•
Aplicación manual, donde un recubrimiento grueso, tipo mastique, se aplica sobre la superficie
con llana o espátula o por algún otro método, con o sin una malla de refuerzo de fibra de vidrio
Figura 15.13 Operador Pintando el Concreto
El recubrimiento se adhiere al concreto penetrando la superficie para obtener un enlace. En
el libro “Protección Contra la Corrosión Mediante Recubrimientos Protectores”, Charles
Munger indica que “la penetración es al concreto como el perfil de anclaje es al acero”.
Los recubrimientos que penetran la superficie pueden conseguir una excelente adherencia.
Algunos tipos genéricos de recubrimientos que se pueden usar sobre el concreto, incluyen:
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15-21
Recubriendo el Concreto e Inspección
•
Reducciones bituminosas
•
Caucho (Hule) clorado
•
Vinílicos
•
Epóxicos
•
Epoxy Novolac
•
Poliuretanos elastoméricos
•
Materiales laminados (ej. engomados)
•
Plásticos reforzados con fibras de vidrio
•
Resinas a base de furano
Reducciones Bituminosas
Las reducciones bituminosas son soluciones en solventes de alquitrán de hulla o asfalto, las
cuales son usadas ampliamente sobre el concreto. Las reducciones bituminosas se pueden
aplicar solas o cuando se usan como impermeabilizantes para exteriores en superficies de
concreto, pueden aplicarse como membranas de varias capas que incluyen fibra de vidrio
como refuerzo.
La impermeabilización se aplica también en la parte exterior de las estructuras subterráneas
para evitar la filtración de agua proveniente del exterior de las estructuras. Si se filtra agua
al concreto, esto podría provocar el desprendimiento de los recubrimientos interiores.
Las reducciones bituminosas también están disponibles como emulsiones acuosas. Las especificaciones para la aplicación de una emulsión bituminosa al concreto pueden requerir que
la superficie se humedezca previa a la aplicación del recubrimiento. Esto ayuda a una mejor
y más profunda penetración del recubrimiento, mayor adherencia y mitiga la tendencia de
que el concreto seco absorba el agua y algo de la resina, dejando la superficie con una película polvorosa y rica en pigmento. Esta última condición afectará la adherencia de cualquier capa aplicada posteriormente.
Caucho (Hule) Clorado
Los recubrimientos a base de caucho (hule) clorado se han usado extensivamente para recubrir tanques de agua de concreto y piscinas (albercas, piletas). Estos tienen un buen
desempeño bajo condiciones de alta humedad.
Debido a su resistencia a la luz ultravioleta, los recubrimientos de caucho (hule) clorado se
pueden aplicar como un acabado final, cuando se usan recubrimientos bituminosos a base de
solventes en superficies exteriores.
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Vinílicos
Se han usado recubrimientos vinílicos sobre concreto en una gran cantidad de situaciones.
Los sistemas vinílicos usualmente consisten de un primario vinílico, diluido según las especificaciones, el cual penetrará en la superficie de concreto y proveerá una buena base para las
subsecuentes aplicaciones de recubrimientos vinílicos.
Los recubrimientos vinílicos pueden secar bastante rápido. El operador deberá tener cuidado, particularmente cuando estos se apliquen sobre superficies de concreto calientes, para
evitar que el solvente quede atrapado, formando posteriormente ampollas. Esto puede ocurrir cuando la superficie de la película del recubrimiento se seca mientras aún hay solventes
en los poros del concreto.
Los caucho clorados y vinílicos han sido ampliamente usados en años anteriores, pero las
consideraciones ambientales los hace poco atractivos tal y como están formulados actualmente.
Epóxicos
Los recubrimientos epóxicos están disponibles en diferentes tipos de composiciones químicas
y se usan frecuentemente sobre el concreto. Los recubrimientos epóxicos son relativamente
delgados y se aplican sobre superficies de concreto preparadas exhaustivamente, como se ha
descrito anteriormente. Estos productos usualmente son epóxicos a base de solventes que
emplean resinas de alto peso molecular similares a los de los epóxicos usados en el acero.
Estos recubrimientos líquidos se pueden aplicar a las superficies de concreto originales.
Proveen una buena penetración en la superficie y sirven de base para otros acabados finales
epóxicos.
El término “recubrimientos delgados” es relativo. Debido al perfil de anclaje comparativamente profundo, típico de las superficies de concreto, un recubrimiento que puede considerarse relativamente grueso sobre el acero [508 µm (20 mils) por ejemplo], apenas podrá cubrir los picos del perfil de una superficie de concreto preparada.
Un epóxico grueso se puede aplicar usando una llana o espátula, mediante atomización o una
combinación de ambos; puede ser aplicado directamente sobre una superficie de concreto
limpia pero no preparada de otra forma. También puede cubrir las imperfecciones del concreto. Se puede usar solo o con capas adicionales de acabados epóxicos reforzados con
arena.
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Recubriendo el Concreto e Inspección
Alquitrán de Hulla Epóxico (Coal Tar Epoxy, Epoxy Bituminoso)
Los alquitrán de hulla epóxicos combinan las propiedades del alquitrán de hulla con el epoxy
y es uno de los pocos recubrimientos que soportará la acción corrosiva que ocasionan los
desechos domésticos. Se han usado extensamente como recubrimientos para el concreto en
estas áreas.
Los alquitrán de hulla epóxicos son particularmente útiles en ambientes donde el agua puede
permear el concreto y causar ampollamiento al recubrimiento.
Epoxy Novolac
Los epoxy novolac son una adición reciente en la industria de recubrimientos. Estos materiales son comparables a los epoxy fenólicos y exhiben algunas características de ambos materiales.
Los epoxy novolac generalmente son materiales 100% sólidos. Se pueden aplicar con el
método sin aire. Estos materiales se adhieren bien al concreto y desarrollan una película
densa y fuerte. Estos productos son muy resistentes a los ácidos.
Poliuretanos Elastoméricos
Los recubrimientos poliuretanos elastoméricos (100% sólidos) se aplican normalmente con
un sistema de atomización multi-componente. Se pueden aplicar en pases múltiples hasta
los 6,3 mm. (0,25 in.), si se requiere. Estos materiales se aplican usualmente sobre un primario epóxico. Los poliuretanos se usan en contenciones secundarias y casi siempre se
usan para recubrir tuberías de concreto de aguas servidas.
Inspección de los Recubrimientos Sobre Concreto
Cuando se inspecciona el recubrimiento sobre concreto, lo primero que se le requiere al inspector es:
•
Asegure que el concreto se ha curado durante el tiempo especificado previo a la aplicación del
recubrimiento
•
Determine el nivel de humedad en el concreto. El nivel de humedad en el concreto puede
verificarse mediante:
–
Método de la lámina de plástico (ASTM D4263)
–
Detector de humedad
Algunos recubrimientos son muy intolerantes a la humedad en el concreto; otros se pueden
adherir bien a una superficie que sólo esté seca superficialmente.
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15-24
Procedimientos de Inspección
Durante la operación de aplicación al inspector se le puede requerir que:
•
Determine que el recubrimiento usado es el especificado
•
Asegure que los recubrimientos se almacenan según lo especificado
•
Observe las operaciones de mezclado y dilución
•
Observe las operaciones de aplicación
•
Monitoree las condiciones ambientales
El inspector deberá hacer una inspección visual de la superficie recubierta después de que
cada capa ha sido aplicada para detectar:
•
Pinholes (detectados ya sea visualmente o con un detector de discontinuidades)
•
Puntos sin recubrir
•
Escurrimientos
•
Ampollas
Las ampollas pueden aparecer frecuentemente sobre el concreto. El concreto es poroso y
puede atrapar aire, el cual se expande cuando el concreto se calienta. Este problema se
puede evitar algunas veces si:
•
Se usa un primario especial
•
Se crea una sombra en la superficie de concreto, para evitar los rayos del sol directos
•
No se usa más solvente del necesario
•
Programando la aplicación de forma tal que la temperatura ambiente disminuya conforme se
aplica el recubrimiento. De esta forma, el recubrimiento se “absorbe” dentro de los poros del
concreto
El inspector deberá buscar también:
•
Crestas en el recubrimiento
•
Que el recubrimiento se haya curado adecuadamente mediante:
–
Pruebas de dureza (impresor)
–
Frotado con solvente
•
Verificar que el tiempo de repintado entre capas sea el especificado
•
Los EPS mínimos y/o máximos
•
Presencia de sobre rociado o daños a áreas adyacentes
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15-25
Recubriendo el Concreto e Inspección
El inspector puede proveer al cliente con un buen servicio estando alerta de los objetos que
no están listados en el programa de recubrimientos. Si algunas áreas no se recubren, podrían causar una falla prematura de los objetos listados en dicho programa.
Por ejemplo, cuando se recubre una base de concreto enterrada pero el borde no está recubierto, puede resultar una falla prematura de las partes recubiertas debido a la transmisión de
vapor de agua. El vapor de agua podría entrar en los bordes sin recubrir y podría migrar a
través del concreto, aplicando una presión hidrostática contra las superficies recubiertas.
Otros objetos, como las tuberías (sin recubrir) de drenaje que entran o salen de estructuras de
concreto que están recubiertas, podrían tener efectos similares.
El hacer una prueba de “gotas de agua” en las superficies de concreto es muy importante.
La forma en que el agua reacciona en la superficie puede ser indicativa de la forma como el
recubrimiento va a reaccionar con la superficie. Si el agua penetra en la superficie, el recubrimiento también. Si la superficie repele el agua, lo más probable es que lo haga también
con el recubrimiento. No es raro agregar a la mezcla de concreto un aditivo a base de cera
con la intención de hacerlo más impermeable y menos poroso, este aditivo puede tener grandes consecuencias si se intenta recubrir, ya que la pintura no humectará el sustrato y no se
adherirá.
15.8 Ensayos
15.8.1 Otras Pruebas de Humedad en Concreto
Otros ensayos de humedad en concreto incluyen:
•
ASTM D 4263, Método de Prueba Estándar para Indicar la Humedad en el Concreto Mediante
el Método de la Lámina de Plástico
•
ASTM F 1869, Prueba de Cloruro de Calcio
•
Ensayos Electrónicos:
–
Medidor de Humedad de Concreto
–
ASTM F2170-02, Método de Prueba Estándar para Determinar la Humedad Relativa en
las Losas de Pisos de Concreto Usando Sondas in Situ
15.8.1.1 Procedimiento de Ensayo para el Método de la Lámina de Plástico
Un segmento de 1,0 mm (4,0 mils) de espesor, de polietileno transparente de aproximadamente 457 x 457 mm (18 x 18 pulgadas), se pega sobre el concreto que será evaluado de
manera que la superficie esté bien sellada de la atmósfera y la luz del sol. El parche de ensayo permanecerá un mínimo de 16 horas (Figura 15.14).
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Figura 15.14 Prueba de la Lámina de Plástico en Piso de Concreto
Después del tiempo transcurrido, la lámina de plástico se retira y se inspecciona la parte inferior de la hoja y la superficie de concreto bajo el parche para detectar la presencia de humedad.
Las muestras de suelos, paredes y techos requieren un área de prueba por cada 46 m2 (50 m2)
del área superficial, o una porción de ésta, a menos que se especifique lo contrario.
La práctica recomendada es de un mínimo de una prueba por cada 3 m (10 pies) de elevación
vertical en todas las elevaciones empezando desde 300 mm. (12 pulgadas) del piso.
15.8.1.2 Método de Ensayo del Cloruro de Calcio – ASTM F 1869
Una cantidad previamente pesada de cloruro de calcio, que es muy higroscópico, se aplica a
un área medida de la superficie de concreto y permanece por un periodo de tiempo acordado
(Figura 15.15). Al final de este periodo, el cloruro de calcio se retira y se vuelve a pesar.
Una escala de calificación puede ser desarrollada a partir de las diferencias en el peso del
cloruro de calcio seco y húmedo. Esta escala de calificación se puede utilizar para evaluar
la condición de la superficie de concreto antes de pintar.
Figure 15.15 Ensayo de Transmisión de Vapor de Agua Mediante Cloruro de Calcio en un Piso de Concreto
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Recubriendo el Concreto e Inspección
Esta es una prueba de uso frecuente por los contratistas de pisos para preparar una renuncia a
algún punto de sus garantías si el nivel de transmisión de vapor de agua en el concreto se
considera demasiado alto para pintar o sellar.
Las fallas de los recubrimientos aplicados a los pisos pueden ser el resultado de una losa que
contiene demasiada agua en estado líquido o en el paso del vapor de agua a través de la misma. Es importante hacer pruebas para ambas condiciones antes de aplicar recubrimientos
en pisos de concreto.
15.8.1.3 Ensayos Electrónicos
15.8.1.3.1 Sistema para Medir la Humedad en el Concreto
El medir la humedad relativa en un material estructural como el concreto nos da un claro indicio de si el material está lo suficientemente seco. En primer lugar, se abre un hueco a la
profundidad requerida, se limpia y se inserta una manga de plástico. En este punto, la sonda
puede ser introducida dentro de la manga y sellada. El material en la parte inferior del agujero libera humedad en el espacio alrededor de la sonda hasta que se alcanza el equilibrio.
El Indicador de Humedad puede ser conectado al cable de la sonda y tomar las lecturas.
Como método alternativo, la manga se puede conectar después de la inserción. Cuando la
humedad en el agujero ha alcanzado el equilibrio, la sonda se inserta y se deja estabilizar por
un corto tiempo antes de tomar la lectura. La cubierta protege a la sonda suministrada en el
sitio de construcción y contra los efectos de las condiciones ambientales. El concreto se
seca de manera desigual y suele estar más seco en la superficie. Una medición de la superficie por sí sola puede dar información engañosa. La manga permite realizar mediciones a
la profundidad correcta, dando así una imagen real de la humedad en el concreto.
15.8.1.3.2 Sistema para Medir el Agua en el Concreto
También está disponible un medidor electrónico de humedad manual que opera bajo el principio de medición no destructiva de la impedancia (Figura 15.16). Unos electrodos paralelos se montan sobre la base, la cual transmite señales de baja frecuencia hacia la superficie de
concreto evaluada, a una profundidad de aprox. 12,5 mm (0,5 in.) durante la operación.
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15-28
Figure 15.16 Medidor de Humedad en el Concreto
Mientras que el concreto en condiciones normales no puede estar completamente seco, el
instrumento ha sido calibrado en un material aceptablemente seco. Durante la operación se
compara el cambio en la impedancia causada por la presencia de humedad y se muestra en
una pantalla analógica fácil de leer.
Para llevar a cabo pruebas de humedad simplemente quite el polvo de una zona lisa del concreto y también de los electrodos, encienda el medidor de humedad y presiónelos firmemente
sobre la superficie, comprimirlos totalmente mejorará la señal de contacto con la base del
instrumento. Lea el contenido de humedad en la pantalla analógica.
El instrumento está típicamente calibrado para dar lecturas de porcentaje de humedad en una
losa de concreto desnuda, libre de polvo.
15.8.1.3.3 Perfil de la Superficie
Masilla de Réplica
Una de las características más importantes para un recubrimiento o superposición es la textura o “perfil” del concreto. La parte superior de una superficie de la losa a menudo se llama el perfil de anclaje o perfil superficial y es una medida de la rugosidad de la superficie.
Sin embargo, en el pasado, la industria de la preparación de la superficie de concreto en general no había “medido” este perfil o grado de rugosidad. En las superficies de acero, por
ejemplo, una cinta réplica permanente se utiliza para cuantificar el perfil. En medio de los
costos actuales para la preparación de superficies y de los recubrimientos de alto desempeño,
y la preponderancia de las fallas de pinturas, la reproducción permanente junto con un análisis cuantitativo preciso aseguran lograr una superficie rugosa y pueden ser utilizados posteriormente como pruebas para veredictos posteriores. El TCP (The Concrete Profiler) es el
único producto capaz de proporcionar un registro permanente de perfil de anclaje de las superficies de cemento y acero (Figura 15.17, Figura 15.18).
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Figura 15.17 Kit de TCP con Placas del ICRI
Esta imagen muestra ejemplos de varias superficies replicadas utilizando el Concrete Profiler.
Figura 15.18 Placas de Réplica de Masilla del TCP
Placas ICRI
El Instituto Internacional de Reparación de Concreto (ICRI) produce un conjunto de placas
de comparación de varias superficies de concreto preparado. Estas placas se pueden utilizar
como herramienta de un especificador para comunicar el “perfil de anclaje” requerido previsto para la superficie de concreto. El inspector puede utilizar el comparador para garantizar que el requisito de la especificación se ha cumplido.
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Figure 15.19 Placas ICRI
15.9 Espesor de Película
Ya que el concreto no es magnético, no se pueden usar medidores magnéticos para medir el
espesor de película seca. Se puede hacer una estimación del EPS del recubrimiento sobre
concreto usando las lecturas de EPH, a través de cálculos en base a la cantidad de material
aplicado a un área determinada o, algunas veces, tomando una muestra de un núcleo (Figura
15.20). Recientemente se desarrolló un dispositivo electrónico basado en ultrasonido para
determinar el EPS de un recubrimiento sobre concreto.
Figura 15.20 Equipos de Inspección: Medidor de Espesor de Película Húmeda, Medidor Tooke y Medidor de
Ultrasonido
En algunos casos, un medidor Tooke se especifica para obtener una determinación precisa
del EPS de algún punto. En estos casos, un procedimiento de reparación se deberá especificar al final de la prueba.
Puntos de Alfiler (Pinholes)
Se puede especificar una inspección visual de los pinholes. En algunos casos, un detector
de discontinuidades también se puede especificar. Un detector de bajo voltaje del tipo esponja húmeda y/o de alto voltaje DC pueden ser utilizados.
Los detectores de discontinuidades pueden detectar puntos de alfiler en los recubrimientos
sobre superficies de concreto y de cemento debido a que el concreto normalmente contiene
suficiente humedad para ser un material conductor.
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15-31
Recubriendo el Concreto e Inspección
Cuando se usa un detector de discontinuidades en un recubrimiento sobre concreto, el inspector deberá tener en mente que el concreto no es una sustancia uniforme y homogénea y
que la conductividad del sustrato puede variar entre cada punto de medición.
También es muy importante el mantener una conexión a tierra adecuada. Esto se puede
conseguir, cuando se usa un bajo voltaje, conectando el cable de tierra del detector a una varilla de la estructura a ser medida, o colocando una bolsa de arena mojada sobre el cable de
tierra puesto sobre la superficie de concreto. El concreto en contacto con el cable de tierra
deberá también humedecerse.
15.10 Pintado del Concreto para Mantenimiento
Los proyectos de pintado de concreto para servicio de inmersión se pueden clasificar en dos
categorías primarias: Recubrimientos sobre concreto viejo, (concreto con una vida de servicio menor a los cinco años) o recubrimientos sobre concreto recién vaciado. Una de las
mayores diferencias entre recubrimientos sobre concreto viejo y nuevo es que las reparaciones a menudo son necesarias antes de recubrir las estructuras de concreto viejo.
Estas estructuras normalmente han experimentado una degradación del concreto debido a
ataque químico, que ha progresado por un punto de alfiler o por una discontinuidad en el recubrimiento original. Reparaciones mínimas son requeridas antes de recubrir el concreto
nuevo, si fueron implementadas buenas técnicas de colocación durante su construcción.
Un aspecto común para recubrir el concreto viejo y el nuevo es la planificación previa en los
proyectos de recubrimiento, especialmente si la superficie de concreto es grande, las reparaciones del concreto son extensas y el trabajo requiere terminarse dentro de un corto periodo
de tiempo.
Los problemas típicos asociados con los recubrimientos exteriores e interiores para el concreto viejo son aquellos que involucran la porosidad, bolsas de aire, irregularidades de la superficie, como las uniones de construcción, juntas de expansión o de control y las grietas; la
resistencia del concreto; los contaminantes residuales sobre la superficie de concreto y los
problemas asociados con el agua del subsuelo.
Pocas normas visuales están disponibles para la preparación de la superficie del concreto.
Sin embargo, ASTM ha desarrollado algunas Prácticas Estándar que podrían ser especificadas.
15.11 Resumen
Como se mencionó anteriormente, el pintado del concreto no tiene que ser una mala experiencia, aunque a menudo ocurren un número razonable de imprevistos durante este tipo de
proyectos. Los puntos clave para un proyecto exitoso de pintado del concreto son:
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15-32
•
Inspeccionar cuidadosamente la superficie de concreto y la superficie recubierta antes del
inicio del trabajo
•
Establecer la magnitud del proyecto
•
Programar cada actividad del trabajo y establecer una fecha realista de conclusión
•
Seleccionar los productos adecuados para la aplicación
•
Desarrollar especificaciones completas
•
Seleccionar a un contratista experimentado
•
Usar inspectores experimentados para asegurar que se han seguido correctamente las especificaciones
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15-33
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Definiciones de Términos Claves
Decapado con ácido: Involucra el uso de una solución de ácido diluido para remover la lechada y crear una rugosidad en la superficie de concreto.
Eflorescencia: Es causada por la humedad que pasa a través del concreto transportando sales
solubles de concreto hacia la superficie. Estas sales reaccionan con el dióxido de carbono
en la atmósfera formando un depósito esponjoso cristalino blanco sobre la superficie.
Lavado con Agua a Alta Presión: El lavado con agua a presiones de 211 a 316 Kg/cm2
(3000 a 4500 psi., 21 a 31 MPa) se usa frecuentemente sobre superficies de concreto vaciado.
Si se usa demasiada presión, el chorro de agua puede llegar a cortar el concreto.
Lechada: Es una capa superficial débil que consiste de una mezcla de cemento rica en agua
sobre la superficie del concreto fresco, causada por el movimiento ascendente del agua.
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15-34
Guía de Estudio
1. Algunas de las propiedades del concreto son:
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2. ¿Cuál es el proceso de curado del concreto?
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3. ¿De qué manera afectan las condiciones ambientales y las vibraciones al concreto vaciado?
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4. Explique el método de Guniting
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5. El concreto puede recubierto por varios razones, incluyendo:
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15-35
Recubriendo el Concreto e Inspección
6. Describa la diferencia entre lechada y eflorescencia.
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7. La preparación de la superficie generalmente se realiza en el concreto mediante:
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8. ¿Cuál es el estándar conjunto NACE/SSPC para la limpieza abrasiva para la preparación
de superficie del concreto?
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9. Las ventajas de la limpieza del concreto mediante el chorro de agua a alta presión y la
limpieza abrasiva húmeda incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
10. ¿Cuál es la diferencia entre sacking y stoning?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Recubriendo el Concreto e Inspección
15-36
11. Varios tipos de recubrimientos genéricos pueden ser aplicados sobre concreto incluyendo:
• ___________________________
• ___________________________
• ___________________________
• ___________________________
• ___________________________
• ___________________________
• ___________________________
• ___________________________
• ___________________________
12. Los ensayos para la presencia de humedad en concreto incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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16-1
Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
Capítulo 16: Instrumentos de Prueba
para Recubrimientos de Concreto
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Ensayos de Humedad para el Concreto
•
Perfil de la Superficie
•
Medidor de Espesor por Ultrasonido
•
Detección de Discontinuidades (Holidays)
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
16.1 Introducción
En este capítulo veremos varios instrumentos utilizados durante el pintado del concreto, incluyendo:
•
Ensayos de Humedad
•
Perfil de la Superficie
•
Espesor de Película Seca
•
Detección de Discontinuidades (Holidays)
16.2 Pruebas de Humedad para el Concreto
Otros ensayos de humedad en concreto incluyen:
•
ASTM D4263, Método de Ensayo Estándar para Indicar la Humedad en el Concreto Mediante el Método de la Lámina de Plástico
•
ASTM F1869, Prueba de Cloruro de Calcio
•
Ensayos Electrónicos:
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Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
16-2
–
Medidor de Humedad de Concreto
–
ASTM F2170-02, Método de Ensayo Estándar para Determinar la Humedad Relativa en
Losas de Pisos de Concreto Usando Sondas in Situ
16.2.1 Procedimiento de Ensayo para el Método de Lámina de Plástico
Un segmento de 1,0 mm (4,0 mils) de espesor, de polietileno transparente de aproximadamente 457 x 457 mm (18 x 18 pulgadas), se pega sobre el concreto que será evaluado de manera que la superficie esté bien sellada de la atmósfera y la luz del sol (Figura 16.1). El parche de ensayo permanece un mínimo de 16 horas.
Figura 16.1 Ensayo de la Lámina de Plástico en Piso de Concreto
Después del tiempo transcurrido, la lámina de plástico se retira y se inspecciona la parte inferior de la hoja y la superficie de concreto bajo el parche para detectar la presencia de humedad.
Las muestras de suelos, paredes y techos requieren un área de prueba por cada 46 m2 (50 m2)
del área superficial, o una porción de ésta, a menos que se especifique lo contrario.
La práctica recomendada es de un mínimo de una prueba por cada 3 m (10 pies) de elevación
vertical en todas las elevaciones empezando desde 300 mm. (12 pulgadas) del piso.
16.2.2 Procedimiento de Ensayo del Cloruro de Calcio – ASTM F1869
Una cantidad previamente pesada de cloruro de calcio, que es muy higroscópico, se aplica a
un área medida de la superficie de concreto y permanece por un periodo de tiempo acordado.
Al final de este periodo, el cloruro de calcio se retira y se vuelve a pesar. Una escala de calificación puede ser desarrollada a partir de las diferencias en el peso del cloruro de calcio seco
y húmedo. Esta escala de calificación se puede utilizar para evaluar la condición de la superficie de concreto antes de pintar (Figura 16.2).
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16-3
Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
Figure 15.15 Figura 16.2 Ensayo de Transmisión de Vapor de Agua Mediante Cloruro de Calcio en un Piso
de Concreto
Esta es una prueba de uso frecuente por los contratistas de pisos para preparar una renuncia a
algún punto de sus garantías si el nivel de transmisión de vapor de agua en el concreto se
considera demasiado alto para pintar o sellar.
Las fallas de los recubrimientos aplicados a los pisos pueden ser el resultado de una losa que
contiene demasiada agua en estado líquido o en el paso del vapor de agua a través de la misma. Es importante hacer pruebas para ambas condiciones antes de aplicar recubrimientos en
pisos de concreto.
16.2.3 Ensayos Electrónicos
16.2.3.1 Sistema para Medir la Humedad en el Concreto
El medir la humedad relativa en un material estructural como el concreto nos da un claro indicio de si el material está lo suficientemente seco. El Kit HM44 Vaisala HUMICAP® para
medir la Humedad Estructural es ideal para determinar la humedad en el concreto. En primer
lugar, se abre un hueco a la profundidad requerida, se limpia y se inserta una manga de plástico. En este punto, la sonda puede ser introducida dentro de la manga y sellada. El material
en la parte inferior del agujero libera humedad en el espacio alrededor de la sonda hasta que
se alcanza el equilibrio.
Se conecta el cable de la sonda al Indicador de Humedad Vaisala HUMICAP® HMI41 y se
toma la lectura. Como método alternativo, la manga se puede conectar después de la inserción. Cuando la humedad en el agujero ha alcanzado el equilibrio, la sonda se inserta y se
deja estabilizar por un corto tiempo antes de tomar la lectura. La cubierta protege a la sonda
suministrada en el sitio de construcción y contra los efectos de las condiciones ambientales.
El concreto se seca de manera desigual y suele estar más seco en la superficie. Una medición
de la superficie por sí sola puede dar información engañosa. La manga permite realizar mediciones a la profundidad correcta, dando así una imagen real de la humedad en el concreto.
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Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
16-4
16.2.4 Sistema para Medir el Agua en el Concreto
El Encounter CME 4 es un medidor electrónico manual de humedad en el concreto que opera
bajo el principio de medición no destructiva de la impedancia (Figura 16.3). Unos electrodos
paralelos se montan sobre la base, la cual transmite señales de baja frecuencia hacia la superficie de concreto evaluada, a una profundidad de aprox. 12,5 mm (0,5 in.) durante la operación.
Figura 16.3 Medidor de Humedad en el Concreto
Mientras que el concreto en condiciones normales no puede estar completamente seco, el instrumento ha sido calibrado en un material aceptablemente seco. Durante la operación se
compara el cambio en la impedancia causada por la presencia de humedad y se muestra en
una pantalla analógica fácil de leer.
Para llevar a cabo pruebas de humedad simplemente quite el polvo de una zona lisa del concreto y también de los electrodos, encienda el medidor de humedad en el concreto Encounter
CME 4 y presiónelos firmemente sobre la superficie, comprimirlos totalmente mejorará la
señal de contacto con la base del CME 4. Lea el contenido de humedad en la pantalla analógica.
El CME 4 está típicamente calibrado para dar lecturas de porcentaje de humedad en una losa
de concreto desnuda, libre de polvo, así que las lecturas tomadas en losas del concreto a través de la pintura, recubrimiento, adhesivos u otros materiales en la superficie de la losa deben ser consideradas como cualitativas y no cuantitativas.
16.3 Perfil de la Superficie
16.3.1 Masilla de Réplica
Una de las características más importantes para un recubrimiento o superposición es la textura o “perfil” del concreto. La parte superior de una superficie de la losa a menudo se llama el
perfil de anclaje o perfil superficial y es una medida de la rugosidad de la superficie. Sin
embargo, en el pasado, la industria de la preparación de la superficie de concreto en general
no había “medido” este perfil o grado de rugosidad. En las superficies de acero, por ejemplo,
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16-5
Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
una cinta réplica permanente se utiliza para cuantificar el perfil. En medio de los costos actuales para la preparación de superficies y de los recubrimientos de alto desempeño, y la preponderancia de las fallas de pinturas, la reproducción permanente junto con un análisis cuantitativo preciso aseguran lograr una superficie rugosa y pueden ser utilizados posteriormente
como pruebas para veredictos posteriores. El TCP (The Concrete Profiler) es el único producto capaz de proporcionar un registro permanente de perfil de anclaje de las superficies de
cemento y acero (Figura 16.4).
Figura 16.4 Kit de TCP con Placas del ICRI
Esta imagen muestra ejemplos de varias superficies replicadas utilizando el Concrete Profiler
(Figura 16.5).
Figura 16.5 Placas de Réplica de Masilla del TCP
Placas ICRI
El Instituto Internacional de Reparación de Concreto (ICRI) produce un conjunto de placas
de comparación de varias superficies de concreto preparado. Estas placas se pueden utilizar
como herramienta de un especificador para comunicar el “perfil de anclaje” requerido previsto para la superficie de concreto. El inspector puede utilizar el comparador para garantizar
que el requisito de la especificación se ha cumplido (Figura 16.6).
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Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
16-6
Figura 16.6 Placas ICRI
16.4 Medidores de EPS por Ultrasonido
La técnica de ultrasonido de pulso-eco de este tipo de medidores se usa para medir el espesor
de los recubrimientos en sustratos no metálicos como el concreto, sin dañar la pintura.
La sonda del instrumento contiene un transductor de ultrasonido que envía un pulso a través
del recubrimiento. El pulso se refleja desde el sustrato hasta el transductor, convirtiéndose en
una señal eléctrica de alta frecuencia. La onda del eco es digitalizada y analizada para determinar el espesor del recubrimiento. En algunos casos, se pueden medir las capas individuales en un sistema multi capas.
La tolerancia típica de este dispositivo es de ± 3%. Los métodos estándar para la aplicación
y desempeño de esta prueba están disponibles. Estos instrumentos pueden ser utilizados en
conformidad con las normas que se enumeran a continuación:
•
ASTM D6132-97 Método de Ensayo Estándar para Mediciones No Destructivas del Espesor
de Película Seca Aplicada a Recubrimientos Orgánicos sobre Concreto Utilizando un Medidor de Ultrasonido – Este método de ensayo cubre el uso de medidores de espesor de película
por ultrasonido para medir con precisión y de forma no destructiva el espesor de película seca
de los recubrimientos orgánicos aplicados sobre un sustrato de material diferente. Las mediciones pueden hacerse en estructuras en campo, sobre los productos de fabricación comercial
o en muestras de laboratorio. Estos tipos de medidores pueden medir con precisión el espesor
de película seca de recubrimientos orgánicos sobre concreto, madera y sustratos de yeso.
•
SSPC-PA 9 – Medición del Espesor de Película Seca Sobre Sustratos de Cemento
16.4.1 Calibración y Frecuencia
Desde un punto de vista práctico, los valores de la velocidad del sonido no varían mucho entre los recubrimientos utilizados en la industria del concreto, por lo tanto, la medición del espesor del recubrimiento mediante medidores ultrasónicos por lo general no requieren ajustes
a los valores de calibración de fábrica.
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16-7
Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
La verificación es un control de precisión realizada por el usuario, es decir, el inspector, utilizando estándares de referencia conocidos. Una verificación exitosa requiere que el medidor
lea dentro de la precisión combinada del medidor y sus estándares de referencia.
16.4.2 Parámetros de Operación
La vibración viaja a través del recubrimiento hasta que encuentra un material con propiedades mecánicas diferentes – por lo general el sustrato, pero podría ser a una capa de un recubrimiento diferente. La vibración, parcialmente reflejada en esta interfaz, viaja de regreso al
transductor. Mientras tanto, una parte de la vibración transmitida continúa viajando más allá
de la interfaz y experimenta reflexiones posteriores en cualquier interface de material que se
encuentre.
16.4.3 Exactitud y Precisión
La exactitud de la medición ultrasónica corresponde directamente a la velocidad del sonido
del acabado de la pintura que se está midiendo. Como los instrumentos ultrasónicos miden el
tiempo de tránsito de un pulso ultrasónico, deben ser calibrados para la “velocidad del sonido” en ese material en particular.
16.4.4 Repetitividad
Los medidores ultrasónicos están diseñados sacar el promedio de pequeñas irregularidades
con el fin de producir un resultado significativo. En superficies muy ásperas o sustratos donde las lecturas individuales no parecen repetibles, el comparar una serie de resultados promediados a menudo proporciona una repetitividad aceptable.
16.4.5 Cuándo Debe de Verificar las Lecturas
Debido a que pueden ocurrir un número potencialmente elevado de ecos, el medidor está diseñado para seleccionar el máximo eco o “más fuerte”, para calcular la medición de los espesores. Los instrumentos que miden las capas individuales de una aplicación multi capas también favorecen el eco más fuerte. El usuario simplemente ingresa el número de capas que va
a medir, por ejemplo, tres, y el instrumento mide los tres ecos más fuertes. El medidor ignora los ecos suaves de las imperfecciones del recubrimiento y de las capas del sustrato.
16.4.6 Errores Comunes y Causas
16.4.6.1 Relacionados al Operador
Las mediciones por ultrasonido funcionan mediante el envío de una vibración ultrasónica hacia un recubrimiento usando una sonda (transductor), con la ayuda de un líquido acoplador
aplicado a la superficie. Usted debe conocer el número de capas de recubrimiento aplicadas
al sustrato que está evaluando, para evitar recibir lecturas inexactas. Este es el error más común relacionado al operador – introducir la información incorrecta en el instrumento. Cada
instrumento abordará algunos de los errores relacionados a los operadores en su manual de
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Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
16-8
instrucciones. Debe estar familiarizado con el instrumento de su elección y saber qué esperar
y cómo hacer frente al problema.
16.4.6.2 Relacionados al Equipo
Usted debe saber que la manera en que estas capas interactúan con el sustrato es un factor
que influye en la precisión y repetitividad de la medición ultrasónica. La porosidad y rugosidad pueden promover la adhesión, pero dificultan lograr mediciones repetibles de espesor
utilizando cualquiera de los instrumentos que hemos discutido. Un sustrato que es demasiado rugoso o poroso dará lugar a lecturas irregulares con cualquier instrumento ultrasónico.
Hay otros errores que relacionados al instrumento. El manual de instrucciones del operador
trata sobre los errores más frecuentes que usted puede encontrar. Familiarícese con los problemas y conozca cómo corregirlos o con quién comunicarse para obtener más instrucciones.
16.5 Detección de Discontinuidades (Holidays)
Se puede especificar una inspección visual de los pinholes. En algunos casos, un detector de
discontinuidades también se puede especificar. Un detector de bajo voltaje del tipo esponja
húmeda y/o de alto voltaje DC pueden ser utilizados.
Los detectores de discontinuidades pueden detectar puntos de alfiler en los recubrimientos
sobre superficies de concreto y de cemento debido a que el concreto normalmente contiene
suficiente humedad para ser un material conductor.
Cuando se usa un detector de discontinuidades en un recubrimiento sobre concreto, el inspector deberá tener en mente que el concreto no es una sustancia uniforme y homogénea y que la
conductividad del sustrato puede variar entre cada punto de medición.
También es muy importante el mantener una conexión a tierra adecuada. Esto se puede conseguir, cuando se usa un bajo voltaje, conectando el cable de tierra del detector a una varilla
de la estructura a ser medida, o colocando una bolsa de arena mojada sobre el cable de tierra
puesto sobre la superficie de concreto. El concreto en contacto con el cable de tierra deberá
también humedecerse.
16.5.1 Detector de Discontinuidades de Bajo Voltaje
Una serie de detectores de esponja húmeda de bajo voltaje están disponibles comercialmente;
básicamente encajan en dos categorías de diseño. La primera se basa en el principio eléctrico
de un relé electromagnéticamente sensible. El segundo tipo se basa en el principio de un oscilador de relajación electrónico que reacciona de manera significativa en una caída brusca
en la resistencia eléctrica entre el alto valor dieléctrico del recubrimiento y el sustrato conductor. En general, esta unidad no se puede calibrar en el campo.
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16-9
Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
16.5.1.1 Estándares
Los estándares que pueden ser consultados dependen de los requerimientos de la especificación, así como del tipo recubrimiento y de sustrato; estos incluyen: AS3894.2-2002 (Prueba
de Esponja Húmeda), ASTM G62-A, NACE RP0274-98, NACE SP0188-2006, ASTM G6 y
AS1580.485.1.
STM 3894.2
ASTM G6
BS 7793-2
ISO 14654
NACE SP0188
ASTM D 5162-A
ASTM G62-A
ISO 8289 A
NACE TM0384
16.5.1.2 Parámetros de Operación
Estos detectores de holidays de bajo voltaje (esponja húmeda) pueden ser utilizados para encontrar holidays en recubrimientos no conductores aplicados sobre sustratos conductores.
Los detectores de holidays de bajo voltaje son portátiles y fáciles de operar. Pueden usarse
con confiabilidad en recubrimientos de hasta 500 µm (20 mils) de espesor. El instrumento
encontrará defectos en recubrimientos más gruesos de 500 µm (20 mils), pero requiere pasar
la esponja más despacio ya que la humedad tiene que viajar más lejos para llegar hasta el sustrato. El método de bajo voltaje es preferido por algunos usuarios ya que no daña fácilmente
la película del recubrimiento evaluado, sin embargo, su uso se limita a detectar puntos de alfiler y discontinuidades donde el sustrato está descubierto. Las unidades por lo general no
son intrínsecamente seguras y, por consiguiente, no pueden usarse en ambientes peligrosos.
16.5.1.3 Exactitud y Precisión
La exactitud es generalmente ± 5 – 10% dependiendo del fabricante. Algunos voltajes comunes usados son 9, 67.5, 90 y 120 V. Se obtienen resultados diferentes con cada voltaje así
que es importante seleccionar el apropiado. Estos voltajes son los especificados en las normas NACE, ASTM e ISO para la Detección de Holidays con Bajo Voltaje. Lo ideal es que
una especificación de ensayo cite el método de prueba que debe seguirse para la inspección.
El instrumento a utilizar y el voltaje deben ser especificados.
16.5.1.4 Repetitividad
Si todas las condiciones son iguales, la repetitividad de los resultados es bastante alta. Los
resultados dependen de la técnica del operador y la velocidad a la cual se realiza el ensayo.
16.5.1.5 Cuándo Debe de Dudar de las Lecturas
Debe hacer revisiones ocasionales de la operación del detector, sobre todo si no se encuentran holidays. Usted debe cuestionar los resultados si existe una discontinuidad conocida y el
instrumento no responde. Asegúrese de que el instrumento funciona correctamente y vuelva
a probar cualquier área dudosa.
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Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
16-10
16.5.2 Errores Comunes y sus Causas
Algunos errores comunes relacionados al operador incluyen:
•
El operador no mantiene la sonda en contacto con la superficie
•
Mover el electrodo demasiado rápido o lento a través de la superficie de prueba
•
Pérdida de conexión con el sustrato
•
Saturar la esponja demasiado o no lo suficiente
Algunos errores relacionados al equipo incluyen:
•
Falta de alarma de falla por batería baja o mala conexión a tierra, causando una alta resistencia eléctrica
•
Un exceso de humedad puede resultar en lecturas erróneas
16.5.3 Detector de Holidays de Alto Voltaje DC
Figura 16.7 Detector de Holidays de Alto Voltaje en Uso con un Electrodo de Resorte Giratorio
16.5.3.1 Parámetros de Operación
Los recubrimientos aplicados deben estar curados, se debe verificar el espesor de película e
inspeccionados visualmente y aprobados antes de realizar el ensayo de detección de holidays
de alto voltaje. El espesor del recubrimiento debe ser superior a los 150 μm (6 mils); los recubrimientos por debajo de este espesor deben ser evaluados con una unidad de bajo voltaje
(esponja húmeda). Los detectores de holidays de alto voltaje de pulso generalmente tienen
un rango de voltaje de salida de aproximadamente 800 – 60.000 V. Por lo general, están diseñados para localizar discontinuidades en recubrimientos no conductores aplicados sobre un
sustrato conductor. Generalmente, estos dispositivos se usan en películas de recubrimientos
protectores que tienen espesores entre 150 – 6.000 µm (6 – 240 mils).
En las estructuras de concreto, conecte el cable de tierra a la varilla del concreto o un objeto
de metal que atraviese el concreto (ej. tubo de cobre), o, si no hay varilla o algún objeto de
metal, se puede conectar a un sujetador de metal, talón o un clavo. Como alternativa, puede
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16-11
Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
colocar el cable de tierra desnudo sobre el concreto y sujetarlo con una bolsa de arpillera (tela) llena de arena húmeda.
La mayoría de los detectores de holidays de alto voltaje tienen una amplia gama de electrodos disponibles para diferentes usos:
•
Resortes rodantes de sección plana para evaluar recubrimientos de tubos (ductos, caños)
•
Paletas de neopreno lisas (impregnadas con carbono conductor) para recubrimientos de película delgada como epóxicos en polvo (“fusion-bonded epoxy”)
•
Normalmente se usan cepillos de cerdas de bronce y cobre en recubrimientos de plásticos reforzados con vidrio (GRP)
La unidad no es intrínsecamente segura y puede causar explosión si se usa en una atmósfera
explosiva.
16.5.4 Exactitud y Precisión
La precisión para el ajuste del voltaje generalmente es de ± 5%. Según el modelo (rango de
voltaje), la resolución es de 10V ó 100V.
16.5.5 Repetitividad
Si todas las condiciones son iguales, la repetitividad de los resultados es bastante alta; estos
dependen de la técnica del operador y la velocidad a la cual se realiza el ensayo.
16.5.6 Cuándo Debe de Dudar de las Lecturas
Debe hacer revisiones ocasionales de la operación del detector, sobre todo si no se encuentran holidays. Usted debe cuestionar los resultados si existe una discontinuidad conocida y el
instrumento no responde. Asegúrese de que el instrumento funciona correctamente y vuelva
a hacer la prueba en cualquier área dudosa.
16.5.7 Errores Comunes y sus Causas
Algunos errores humanos comunes incluyen el error del operador del equipo en mantener la
sonda en contacto con la superficie, así como el mover el electrodo demasiado rápido o lento
sobre la superficie evaluada.
Algunos errores relacionados con el equipo incluyen:
•
No se ve la pantalla, dependiendo del modelo, debido a baja carga de la batería o que está defectuosa / falta de fusible.
•
Alarma continua, que puede ser causada porque la superficie está húmeda o por mover la
sonda con demasiada rapidez por toda la superficie. Esta falla también puede ser causada por
pigmentos conductores en el recubrimiento o por determinados tipos de pinturas que son capaces de sostener una carga eléctrica en la superficie, lo que causa un flujo de corriente a medida que la sonda se pasa a través de la superficie.
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Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
16-12
•
No suena la alarma cuando hay fallas, puede ser causada por un voltaje demasiado bajo/ajuste
de la sensibilidad o una mala conexión a tierra. Cuando se realizan ensayos en recubrimientos sobre concreto, la conductividad del concreto se debe a su contenido de humedad. Si el
concreto es muy seco (menos del 5% de humedad), la conductividad puede ser insuficiente
para detectar los defectos.
•
Falta de chispa en la punta de la sonda, puede ser por una falla de los cables o de la conexión.
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16-13
Instrumentos de Prueba para Recubrimientos de Concreto
Guía de Estudio
1. Explique el procedimiento del estándar ASTM D 4263, Método de Prueba Estándar para
Indicar la Humedad en el Concreto mediante el Método de la Lámina de Plástico.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. ¿Qué organización produce una serie de placas de comparación para varias superficies de
concreto preparado?
________________________________________________________________________
3. El EPS del recubrimiento de concreto puede ser medido mediante:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4. Enumere los estándares que pueden ser utilizados para medir la película seca de los recubrimientos sobre el concreto:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5. Describa el procedimiento de operación adecuadamente seguro para un detector de discontinuidades (holidays) de bajo voltaje
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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17-1
Equipos de Inspección de Concreto – Laboratorio de Práctica
Capítulo 17: Equipos de Inspección de
Concreto – Laboratorio de Práctica
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Completar los ejercicios
17.1 Introducción
En este ejercicio de práctica trabajará con el equipo descrito en el capítulo 16 para evaluar:
•
•
Espesor de Película Seca por UT
Prueba de Discontinuidades (Holidays)
Note que ya ha practicado con los medidores de humedad para evaluar el contenido de humedad tanto en madera como en concreto.
Estación 1: Medidor Ultrasónico del EPS
Equipo:
•
Medidor de EPS por UT para Concreto
•
Placa de concreto recubierta
•
Acoplante
•
Materiales de calibración
•
Manual de instrucciones
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Equipo de Inspección de Concreto – Laboratorio de Práctica
17-2
Tarea:
Verifique la calibración del medidor y mida el espesor del recubrimiento en la placa incluida
utilizando la hoja de cálculo de EPS provista a continuación.
Hoja de Cálculo
1. Ubicación: Primario ¿mils / micrones?
Puntos ‐>
1
2
3
1
2
4
5
Promedio ge‐
neral de EPS
en esta área
3
Promedio
Estación 1 Continuación (siguiente página)
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17-3
Equipos de Inspección de Concreto – Laboratorio de Práctica
Estación 1 (Continuación)
Hoja de Cálculo
Puntos ‐>
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
Promedio ge‐
neral de EPS
en esta área
3
Promedio
Puntos ‐>
1
2
Promedio ge‐
neral de EPS
en esta área
3
Promedio
Fin de Estación 1
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Equipo de Inspección de Concreto – Laboratorio de Práctica
17-4
Estación 2: Pruebas de Discontinuidades (Holidays)
Equipo:
•
Detector de Holidays de Bajo Voltaje
•
Placa Recubierta de Concreto
•
Manual de instrucciones
Tarea:
Evaluar la placa – registre el número de holidays y anote su ubicación.
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18-1
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Capítulo 18: Recubrimientos para
Tuberías y Juntas de Campo
Objetivos
Cuando haya completado este módulo, tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
La Industria de Tuberías y su Historia
•
Tipo de Terrenos donde Corren las Tuberías
•
Materiales de Construcción
•
La Integridad de las Tuberías – La Consecuencia de las Fallas
•
Recubrimientos de Tuberías – Cuerpo Principal
•
2-Capa PE
•
3-Capa PE
•
Epóxicos Adheridos por Fusión (FBE)
•
Cintas
•
Asfalto
•
Aislamiento
•
Concreto
•
Tipos de Recubrimientos para Tuberías – Juntas de Soldadura
•
Mangas Termocontráctiles
•
Media Cañas para Aislamiento
•
Espuma de Campo
•
Epóxico Líquido
•
Cintas de Aplicación en Frío
•
Cintas de Aplicación con Caliente
•
Juntas de Soldadura de FBE
•
Cintas de Petrolato/Parafina
•
Materiales de Reparación – Otros
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18-2
Términos Clave
•
Epóxicos Adheridos por Fusión (FBE)
•
2-Capa PE
•
3-Capa PE
•
Cinta
•
Esmalte de Alquitrán de Hulla
•
Mangas Termocontráctiles
•
Aislamiento de Media Caña
•
Epóxico Líquido
•
Cintas de Aplicación en Frío
•
Cintas de Aplicación con Calor
•
Cintas de Petrolato/Parafina
Prerrequisitos
Antes de clase asegúrese de:
•
Completar los capítulos previos
•
Leer todo el capítulo
18.1 Introducción
Las tuberías1 son como carreteras, son los conductos que transportan el producto de un punto
a otro. Los tres principales producto que se transportan son el petróleo, el gas y el agua.
Estos productos deben ser transportados desde su origen hasta su lugar de tratamiento, almacenamiento o consumo. Con el gas natural, por ejemplo, los gasoductos se utilizan para
transportar gas desde el pozo hasta el quemador.
Los gasoductos de recolección se utilizan para recoger gas crudo de los pozos individuales y
enviarlo a las plantas de gas donde se procesa. Los gasoductos de transporte o “midstream” envían el gas procesado en plantas a las instalaciones de almacenamiento.
Los gasoductos de transmisión envían grandes cantidades de gas desde las instalaciones de
almacenamiento a los diferentes mercados en todo el país. Los gasoductos de distribución
recolectan el gas del sistema de transporte para que las empresas de servicios públicos puedan distribuir el gas a los usuarios finales, es decir, a la hornilla.
1
En diferentes países se utilizan diferentes sinónimos al término “tuberías” tales como ductos o caños
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18.2 La Industria de Tuberías y su Historia
Los Epóxicos Adheridos por Fusión (FBE) han sido uno de los recubrimientos principales
de los gasoductos durante muchos años. A partir de mediados de la década de 1970, el FBE
se utilizó en el área de la soldadura circunferencial como un recubrimiento de junta y desde
ese tiempo, millones de soldaduras circunferenciales han sido recubiertas. A mediados de
la década de 1980, el FBE se utilizó para cubrir los codos de inducción de calor, bridas, válvulas, T’s y otros accesorios. Los avances en las tecnologías de aplicación han permitido
bajar los costos e incrementar los procesos de producción para eliminar la corrosión en los
cordones de soldadura de las tuberías.
18.3 Tipos de Terrenos donde Corren las Tuberías
La construcción de tuberías ocurre en todo el mundo y en todo tipo de terrenos (Figura 18.1).
Las técnicas modernas y los nuevos equipos han hecho posible llegar a lugares con tuberías
donde previamente no era posible llegar. Costa afuera o en tierra firme, seguimos colocando tuberías. Pasamos por montañas, a través de pantanos y ciénagas, a través de desiertos o
bajo del mar, colocaremos las tuberías para transportar el producto.
Figura 18.1 Terreno de un Corredor de una Tubería
18.4 Materiales de Construcción
Usted debe saber que los materiales para la construcción de las líneas de tuberías pueden variar considerablemente, dependiendo del producto que se transporta, el uso de los servicios,
el entorno en el que ésta va a operar, la situación económica y los requisitos de seguridad
(Figura 18.2).
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Figura 18.2 Materiales de Construcción
Estos productos podrían incluir pero no estar limitados al acero, aluminio, acero inoxidable y
plástico.
18.5 Integridad de Tuberías – Consecuencia de las Fallas
En esta sección se introduce el concepto de integridad de tuberías. La integridad de las tuberías es la capacidad del tubo de permanecer intacto. Usted necesita saber tres cosas para
prevenir que las tuberías se oxiden demasiado:
•
¿Qué es corrosión?
•
¿Qué es la protección catódica?
•
¿Qué papel juegan los recubrimientos en la integridad del tubo?
Vamos a discutir estas tres cosas a medida que avanzamos en este capítulo.
na, qué buscar y cómo nos afecta.
Cómo funcio-
Las consecuencias de la falla de un tubo pueden extenderse desde el daño ambiental hasta la
pérdida de vidas (Figura 18.3). Para ejemplos de casos extremos considere las siguientes
imágenes:
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Figura 18.3 Ruptura de Tubería y los Daños
18.6 Recubrimientos de Tuberías – Cuerpo Principal
La mayoría de las tuberías (cuerpo) tendrán un recubrimiento aplicado en una instalación o
planta y serán enviados al sitio de instalación. Para aplicar los recubrimientos adecuadamente usted debe saber:
•
Cuál recubrimiento fue aplicado al cuerpo del tubo
•
Cuál es el recubrimiento que se requiere aplicar en la junta
•
Cómo reconocer visualmente el recubrimiento aplicado al cuerpo del tubo
En este capítulo exploraremos las características generales y descripciones de un recubrimiento aplicado en una planta o del cuerpo del tubo. La identificación del tipo de recubrimiento aplicado en planta es un paso importante en la aplicación adecuada de los recubrimientos en campo. Ya sea como aplicador o como inspector, cuando pueda identificar los
tipos de recubrimientos aplicados en planta, usted sabrá lo que se requiere en cuanto a la
preparación de la superficie y las limitaciones de precalentamiento según la especificación
del proyecto. El espesor de película del recubrimiento y las variaciones no se pueden identificar visualmente, sino que deben ser medidos para determinar el espesor de película seca
(EPS) especificado una vez que el recubrimiento ha curado.
18.7 2-Capa PE
El 2LPE es el recubrimiento bicapa de polietileno más común; generalmente es de color
amarillo (Figura 18.4). Se ha utilizado durante más de 40 años y es el recubrimiento más
popular para las tuberías de tamaño nominal (NPS), NPS2 (5 cm ó 2") hasta NPS16 (40,6 cm
ó 16"). La capa base se aplica directamente sobre el sustrato de acero, es generalmente un
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mastique adhesivo negro (asfalto y caucho). La preparación adecuada de la superficie debe
realizarse antes de que el proceso de aplicación del recubrimiento pueda continuar.
Figura 18.4 Recubrimiento de Bicapa de Polietileno Extruido
18.7.1 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie es básicamente igual que cualquier operación de limpieza con
aire o fuerza centrífuga. Los aspectos que debe considerar antes de y durante la preparación
de la superficie son:
•
Inspección previa a la limpieza abrasiva para remover los defectos de fabricación
•
Limpieza previa para remover contaminantes
•
Condiciones ambientales
•
Limpieza abrasiva según la especificación
•
Perfil de anclaje
•
Documentar/Reportar
18.7.2 Aplicación del Recubrimiento
La capa de base o primario del 2LPE es un sellador de asfalto modificado con caucho que
cumple con los requisitos de las regulaciones ambientales y del DOT de la mayoría de los
países. Éste une el polietileno a la tubería de acero y está clasificado para una temperatura
de operación de la tubería de 60ºC (140°F). El producto exhibe un flujo en frío y tiene propiedades de auto sanación; también tiene buenas propiedades de resistencia a esfuerzos tangenciales y cortantes provenientes del suelo.
La capa superior es una camisa de polietileno de alta densidad (HDPE). Puede ser de extrusión anular o lateral (Figura 18.5). Este producto es fuerte y resistente a daños, tiene buena
resistencia química, un punto de fusión de 130ºC (266°F), una temperatura de fragilidad inferior a -100ºC (-148°F) y es estable a la radiación UV para el almacenamiento temporal.
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Figura 18.5 Recubrimiento de Extrusión Lateral
18.7.3
Control de Calidad
Su inspección debe ser como cualquier operación de limpieza abrasiva de aire o centrífuga.
Usted debe saber que los recubrimientos de PE de extrusión lateral tienen una línea espiral
muy ligera alrededor del tubo. Tenga cuidado de no confundir estos recubrimientos con los
recubrimientos de cinta. Algunos de los procedimientos de inspección son:
•
Condiciones ambientales
•
Limpieza previa
•
Inspección previa a la limpieza abrasiva para remover los defectos de fabricación
•
Perfil de anclaje
•
Mezcla del primario y aplicación
•
Extrusión lateral (revisar el traslape)
•
Prueba de discontinuidades
•
Manejo
•
Documentar/Reportar
18.8 3-Capa PE
El recubrimiento de polietileno tricapa (3LPE) se parece mucho a los recubrimientos 2LPE
(Figura 18.6). En una inspección más de cerca, normalmente se puede ver una capa de color verde o rojo de epóxico adherido por fusión (FBE) directamente sobre el acero. Este
recubrimiento no contiene una capa de mastique de color negro. La capa intermedia en el
sistema tricapa es un adhesivo y generalmente no es visible.
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Figura 18.6 Recubrimiento 3-Capa de Polietileno de Extrusión Lateral
18.8.1 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie es básicamente igual que con cualquier otra operación de
limpieza abrasiva con aire o centrífuga. Algunos aspectos que debe considerar antes y durante la preparación de la superficie son:
•
Inspección previa a la limpieza abrasiva para remover los defectos de fabricación
•
Limpieza previa para remover contaminantes
•
Condiciones ambientales
•
Limpieza abrasiva según la especificación
•
Perfil de anclaje
•
Documentar/Reportar
18.8.2 Aplicación del Recubrimiento
La capa de base o primario del 3LPE es un epóxico adherido por fusión o FBE. El uso de
este producto asegura una excelente adhesión al sustrato e incrementa la resistencia a la corrosión del sistema tri-capa.
La capa superior es una camisa de polietileno de alta densidad (HDPE). Puede ser de extrusión anular o lateral (Figura 18.7). Este producto es fuerte y resistente a daños, tiene buena
resistencia química, un punto de fusión de 130ºC (266°F), una temperatura de fragilidad inferior a -100ºC (-148°F) y es estable a la radiación UV para el almacenamiento temporal.
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Figura 18.7 Extrusión Anular
18.8.3 Control de Calidad
Su inspección debe ser como cualquier operación de limpieza abrasiva de aire o centrífuga.
Usted debe saber que los recubrimientos de PE de extrusión lateral tienen una línea espiral
muy ligera alrededor del tubo. Tenga cuidado de no confundir estos recubrimientos con
recubrimientos de cinta. Algunos de los procedimientos de inspección son:
•
Condiciones ambientales
•
Limpieza previa
•
Inspección previa a la limpieza abrasiva para remover los defectos de fabricación
•
Perfil de anclaje
•
Aplicación del FBE
•
Extrusión lateral (revisar el traslape)
•
Prueba de discontinuidades
•
Manejo
•
Documentar/Reportar
18.9 Epóxico Adherido por Fusión
El epóxico adherido por fusión (FBE) es típicamente verde o rojo y tiene la apariencia de
un acabado “pintado” (Figura 18.8). Puede ser de una sola capa o un recubrimiento de “bicapa” adherido por fusión de 2 capas. Una inspección visual de cerca mostrará dos capas
distintas si es un sistema de “bicapa”. El espesor de película seca del FBE varia de 250 a
500 micrones (10 a 20 mils).
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Figura 18.8 Recubrimiento Epóxico Adherido por Fusión del Cuerpo de Tubos
18.9.1 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie y la aplicación del recubrimiento es un proceso continuo que
ocurre dentro de una planta y debe apegarse a los pasos indicados abajo.
18.9.2 Aplicación de Recubrimientos
A continuación se desglosan los pasos para la aplicación del FBE a un tubo que está entrando
al proceso de producción (Figura 18.9). El proceso de aplicación es:
•
Precalentar el tubo a la temperatura especificada (revisar frecuentemente)
•
Realizar limpieza abrasiva con grit o shot a la superficie según NACE No. 2/SSPC-SP 10
(Limpieza a Metal Casi Blanco)
•
Opcional – pretratar el área con un baño ácido
•
Calentar el tubo a la temperatura especificada antes de aplicar el FBE
•
Aplicar el recubrimiento FBE de una sola capa o bicapa. El FBE se aplica en forma de polvo
mediante atomización electroestática
•
Curado de la aplicación del recubrimiento de FBE
•
Enfriamiento del recubrimiento en un baño de agua dulce
•
Rotulación con esténcil (para rastrear y posicionar en línea)
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Figura 18.9 Esquemática de una Planta de Recubrimiento de FBE
18.9.3 Control de Calidad
Debe conocer los pasos para inspeccionar los recubrimientos de FBE.
desglosan los pasos que debe tomar como inspector:
A continuación se
•
Visualmente revisar el tubo en busca de daños de fábrica como muescas, protuberancias, laminaciones y asegurar que se esmerilen o reparen
•
Verificar que se elimine todo el aceite, grasa, tierra u otros contaminantes
•
Asegurar que el baño ácido tenga la mezcla adecuada (si se requiere el baño)
•
Verificar la mezcla de shot/grit para la limpieza abrasiva centrífuga
•
Verificar el perfil de anclaje
•
Verificar el horno de precalentado (la llama debe envolver la tubería por completo)
•
Verificar la temperatura del tubo antes de que entre a la cabina de atomización (asegurarse que
está en el rango de temperatura especificado )
•
Verificar el recubrimiento para asegurar que el producto especificado está siendo aplicado
•
Verificar el baño de enfriamiento para asegurar que la velocidad y distancia son adecuados para
el curado del recubrimiento
•
Verificar el EPS y realizar las reparaciones necesarias (Figura 18.10)
•
Detectar holidays utilizando el voltaje requerido vs. el EPS (Figura 18.11)
•
Documentar/Reportar
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18-12
Figura 18.10 Lecturas de EPS
Figura 18.10 Detección de Holidays
18.10 Cintas
Las cintas como un recubrimiento independiente en los acueductos o como parte de un sistema aislante pueden ser tratadas igual que el 2PLE previamente discutido (Figura 18.12).
Figura 18.12 Cinta Sobre Primario en un Tubo de Acero
18.10.1 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie de líneas activas puede realizarse mediante lo siguiente:
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•
Lavar la superficie con agua a presión para remover los contaminantes
•
Limpiar la superficie de la cinta con un solvente
•
Crear ligera rugosidad sobre la cinta
•
Remover completamente todos los recubrimientos sueltos y desprendidos
•
Realizar limpieza abrasiva al acero expuesto
18.10.2 Aplicación del Recubrimiento
El proceso general de la aplicación es:
•
Precalentar el tubo según los requerimientos de la especificación
•
Realizar una limpieza abrasiva a la superficie según NACE No. 3/SSPC-SP 6 (Limpieza
Abrasiva Comercial)
•
Calentar el tubo a la temperatura requerida después de la limpieza abrasiva
•
Aplicar el primario al sustrato
•
Iniciar la aplicación de la cinta en forma de espiral
•
Rotular con esténcil (tamaño, longitud, almacenamiento, pre-posicionamiento)
•
Hacer el recorte en los extremos del recubrimiento; el estándar es de 15,2 cm (6”) o menos o
quitar la cubierta protectora del extremo
18.10.3 Control de Calidad
Debe realizar las siguientes verificaciones para asegurar que la aplicación de la cinta se realiza adecuadamente:
•
Verificar que la limpieza previa de la superficie se realice según la especificación
•
Verificar la preparación de la superficie y seguir la especificación
•
Verificar la aplicación del primario para asegurar que sea compatible con la cinta requerida
•
Verificar el traslape para la distancia adecuada
•
Verificar en busca de discontinuidades (holidays)
•
Documentar/Reportar
18.10.4 Esmalte de Alquitrán de Hulla
El esmalte de alquitrán de hulla (CTE), utilizado en América del Norte durante los años
1970 y todavía está en uso en algunos lugares a nivel internacional, tenía muchas ventajas,
tales como la facilidad de aplicación y una larga vida en algunos entornos. También tuvo
muchas desventajas que lo hicieron propenso a la corrosión y a daños por esfuerzos del suelo.
Hay preocupaciones ambientales y de exposición y el uso de alquitrán de hulla está regulado
en algunos lugares.
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Los avances tecnológicos han dado lugar a nuevos recubrimientos que son más económicos,
con mejor desempeño y más amigables al medio ambiente, los cuales se han ido convirtiendo
en el estándar. Todavía hay miles de millas/kilómetros de tuberías que operan en el mundo
con recubrimientos a base de esmalte de alquitrán de hulla (CTE) (Figura 18.13).
El CTE como un recubrimiento independiente todavía se puede encontrar en líneas en servicio. Estas serán las líneas de transmisión de gran diámetro.
Figura 18.3 Tubo Recubierto con Esmalte de Alquitrán de Hulla/Asfalto
18.10.5 Preparación de la Superficie
El proceso general para la preparación de la superficie para el esmalte de alquitrán de hulla
es:
•
Lavado a presión y limpiar la superficie del recubrimiento con solvente
•
Limpieza abrasiva a la superficie exterior del tubo de acero con granalla de shot/grit
18.10.6 Aplicación de Recubrimientos
El proceso general de la aplicación del esmalte de alquitrán de hulla es:
•
Aplicar el primario al tubo
•
Aplicar el esmalte de alquitrán de hulla derretido
•
Envolver la aplicación con un malla de fibra de vidrio
•
Aplicar la segunda capa del esmalte derretido
•
Envolver la aplicación con una segunda capa de malla de fibra de vidrio (Figura 18.14)
•
Aplicar una envoltura exterior de fieltro de fibra de vidrio impregnado con alquitrán de hulla
•
Enfriar la aplicación
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Figura 18.14 Aplicación de Esmalte de Alquitrán de Hulla con Envolvente de Fibra de Vidrio
18.10.7 Control de Calidad
La inspección del esmalte de alquitrán de hulla consiste en:
•
Verificar en busca de contaminantes en el sustrato
•
Verificar la limpieza abrasiva y el perfil de anclaje
•
Verificar la mezcla y la aplicación
•
Inspeccionar en busca de holidays y medir el espesor de película seca
•
Rotular con esténcil (tamaño, longitud, almacenamiento, pre-posicionamiento)
•
Hacer el recorte en los extremos del recubrimiento; el estándar es de 15,2 cm (6”) o menos o
quitar la cubierta protectora del extremo
18.11 Asfalto
Los recubrimientos de asfalto son básicamente similares al CTE.
ción de la superficie y control de calidad son iguales.
La aplicación, prepara-
18.11.1 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie es similar a la efectuada para el esmalte de alquitrán de hulla.
18.11.2 Aplicación de Recubrimientos
La aplicación del recubrimiento es similar a la efectuada para el esmalte de alquitrán de hulla.
18.11.3 Control de Calidad
El control de calidad es el mismo que para el esmalte de alquitrán de hulla. Ver la sección
de esmalte de alquitrán de hulla arriba para los procedimientos del control de calidad.
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18-16
18.12 Aislamiento
Las tuberías aisladas son muy fáciles de identificar, simplemente por el aislamiento que las
hace evidentes (Figura 18.15). El tubo tiene de 2,5 cm (1") a 5 cm (4") de aislamiento de
espuma, cubierta por una capa de polietileno. Hay una amplia variedad de recubrimientos
de barrera contra la corrosión que se aplican directamente a la superficie y que están disponibles para este producto.
Figura 18.15 Tubo con Aislamiento
18.12.1 Preparación de la Superficie
El proceso de preparación de la superficie consiste en:
•
Prelimpiar la superficie de todos los contaminantes
•
Precalentar a la temperatura especificada
•
Preparar la superficie según sea requerido por la especificación
18.12.2 Aplicación de Recubrimientos
El proceso de aplicación para el aislamiento es:
•
Aplicar la barrera contra la corrosión según los requerimientos especificados
•
Aplicar un aislamiento de espuma de poliuretano sobre la barrera anti corrosiva (Figura 18.16)
•
Extruir la camisa exterior de polietileno
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Figura 18.16 Aplicación de Espuma de Poliuretano a una Tubería
18.12.3 Control de Calidad
•
Hacer el recorte en los extremos del recubrimiento; el estándar es de 10,2 cm (4”) o inferior.
El recorte estándar en espuma de aislamiento es de 17,8 cm (7”) al requerimiento especificado
•
Prestar atención especial al recorte. El utilizar 2LPE ó 3LPE como una barrera anti corrosiva
resultará en recortes más largos que el estándar
•
Asegurarse que no hay vacíos de aire en el aislante
•
Asegurarse que no hay discontinuidades (visualmente o usando un detector de holidays)
18.13 Concreto
Los recubrimientos de concreto son fáciles de reconocer, la tubería estará recubierta con
concreto (Figura 18.17). Las tuberías de concreto se utilizan junto con otros tipos de recubrimientos, tales como el FBE, para reducir la flotabilidad cuando las líneas pasan a través de
tierras húmedas o de un cuerpo de agua para que se logren hundir. El peso del concreto
contrarresta la flotabilidad del tubo. El concreto puede ser aplicado en varios espesores, a
cualquier diámetro del tubo, en función del peso necesario para la inmersión del mismo.
Figura 18.17 Tubo con Recubrimiento de Concreto
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18-18
18.13.1 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie para las tuberías con recubrimientos de concreto consiste
simplemente en asegurar que se ha removido todo la contaminación del FBE antes de iniciar
la aplicación del material. Envolver alambre alrededor del tubo es parte de la preparación
de la superficie. Esto se realiza normalmente con lavado con agua a una presión baja, lo
que se puede apreciar en la foto abajo (Figura 18.18).
Figura 18.18 Tubo con Recubrimiento de Concreto
18.13.2 Aplicación del Recubrimiento
El concreto se puede aplicar en una operación de planta o en un escenario de reparación en
campo. Después de que se coloca el alambre, utilizando separadores entre éste y la tubería,
el concreto fluye hacia el sustrato reforzándose. El tubo se coloca en un sistema de rodillos
espirales (en planta) y el concreto es soplado sobre la superficie, como una operación de
proyección.
18.13.3 Control de Calidad
Usted como inspector debe conocer los siguientes procedimientos, los cuales consisten de:
•
Asegurar que el tubo esté limpio, mediante un lavado a presión, antes de iniciar la aplicación
•
Revisar el mezclado del concreto para asegurar que su resistencia cumple con la especificación
•
Revisar la malla de alambre para verificar su tamaño y distancia del tubo recubierto con FBE
•
Revisar el espesor del concreto después de la aplicación
•
Revisar el tiempo de curado de acuerdo a la especificación
•
Revisar el manejo para asegurar que no existan daños o grietas
18.14 Tipos de Recubrimientos de Tuberías – Juntas de Campo
Normalmente la empresa propietaria del gasoducto especificará los productos que se aplicarán sobre la tubería. Los estudios del sitio para el tendido y las condiciones de funcionamiento de la tubería impulsarán la selección de los recubrimientos apropiados para la vida
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18-19
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
útil deseada del sistema de recubrimientos.
dirige la aplicación y debe ser seguida.
La especificación escrita es el documento que
18.15 Mangas Termocontráctiles
Las mangas termocontráctiles tienen un lado de polietileno entrecruzado y un adhesivo activado por calor, la cual se coloca de tal forma que queda en contacto con la superficie.
Cuando las mangas se calientan, el calor el lado exterior de la manga y el sustrato precalentado se derrite la capa interior de adhesivo. La dinámica generada por la contracción del
material impulsa al adhesivo fundido de baja viscosidad hacia el perfil superficial y lo mantiene en su lugar durante el enfriamiento (Figura 18.19).
Figura 18.19 Mangas Tubulares
18.15.1 Preparación de la Superficie
Los requisitos de la preparación de la superficie deben realizarse según la especificación del
proyecto y las hojas de datos del fabricante del producto (Figura 18.20).
Existe una amplia gama de temperaturas de precalentamiento para las Mangas Termocontráctiles bicapas. Compruebe la temperatura adecuada en las especificaciones o en la Guía
de Instalación (hoja de datos) para cada producto en uso (Figura 18.21). Se debe comprobar
que se han precalentado todas las zonas donde se va a aplicar el producto y verificar que la
temperatura sea la correcta utilizando un termómetro de contacto de superficie o un termómetro infrarrojo. Asegúrese de que al hacer aplicaciones en áreas más grandes, se compruebe frecuentemente la temperatura del tubo para asegurarse de que ésta no sea inferior a la
mínima de precalentamiento requerida para el producto en uso.
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18-20
Figura 18.20 Preparación de la Superficie para la Aplicación de la Manga
Figura 18.21 Verificación de la Temperatura del Pre-Calentamiento
18.15.2 Aplicación del Recubrimiento
Después de que se ha logrado y comprobado la adecuada preparación de la superficie y el
precalentamiento para la manga, puede comenzar la instalación.
Los siguientes son los pasos para el procedimiento de aplicación de las mangas envolventes:
•
Remover el papel de protección partiendo desde aproximadamente 150 mm (6”) del extremo
levantado y calentar el adhesivo hasta que quede brillante.
•
Colocar el extremo calentado en el tubo alrededor de la posición de las 12. Asegurarse de que
la manga se centra en el área de la soldadura. La distancia mínima de traslape sobre el recubrimiento del cuerpo es de 50 mm (2") o según esté indicado en los requerimientos de la especificación del propietario.
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18-21
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Figura 18.22 Centrando la Manga
Figura 18.23Aplicación de la Manga Termocontráctil
•
Envolver la manga alrededor del tubo dejándola floja o suelta (Figura 18.22). Qué tan floja
queda la manga va a estar determinado por el OD del tubo. Cuanto mayor sea el diámetro
exterior (OD) del tubo, debe quedar más espacio libre entre éste y la manga. La manga se
superpone o traslapa en la parte superior del tubo, por lo tanto, la distancia de traslape también
variará con el OD del tubo. Como regla general, para un tubo de OD inferior a 457 mm (18")
el traslape será de 100 mm (4"), y para OD superiores a 457 mm (18") el traslape será de 150
mm (6"). La junta de cierre debe quedar en la posición horaria entre las 10:00 y las 2:00.
•
Después de envolver la manga alrededor del tubo, se calienta el área de traslape con un antorcha. Se debe asegurar cubrir el borde de la manga bajo el traslape durante el calentamiento,
si no, éste se enrizará (Figura 18.23, Figura 18.24).
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18-22
Figura 18.24 Encogiendo la Manga (nótese la parte que queda suelta)
•
Presionar el área bajo el traslape hacia abajo. En una Manga Wrapid, el sello de cierre está
pre-conectado a la manga (Figura 18.25). En una manga Canusa Wrap, hay un sello de cierre
independiente. Con la Manga Wrapid, normalmente hay dos tipos de cierres.
•
Cierre envolvente transparente (CLW). Calentar el CLW desde abajo hasta que empiece a
volverse transparente; alíselo en su lugar. Después, caliéntelo desde el exterior hasta que se
vuelva totalmente transparente y entonces colóquelo en sitio.
•
Un cierre de bulto negro (CLH). Con el CLH negro, de nuevo se calienta la parte inferior
hasta que se vuelva ligeramente brillante y después se lleva a su posición con ligeros golpes de
la mano. Después, se calienta desde el exterior hasta que se contrae y entonces de coloca en
sitio.
Figura 18.25 Encogiendo el Cierre
18.15.3 Control de Calidad
La aplicación de las técnicas de control de calidad para las Mangas Termocontráctiles es básicamente similar que con otras aplicaciones de envolturas. Existen dos tipos de pruebas
que se pueden realizar en las mangas termocontráctiles:
•
No destructivas
•
Destructivas
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18-23
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Las pruebas no destructivas incluyen:
•
Inspección visual que asegura que la manga está totalmente recuperada (curada-enfriada) y que
esté en contacto completo con el tubo. Existe un flujo de adhesivo más allá de los bordes de la
manga y no hay fisuras ni grietas en la manga.
•
Para realizar la inspección física, toque la manga para asegurarse que no haya aire atrapado
bajo la misma.
•
Detección de holidays (asegurar que se usa el voltaje adecuado para evitar que se convierta en
una prueba destructiva) (Figura 18.26).
Figura 18.26 Detección de Holidays
Las pruebas destructivas son:
•
Prueba de Adhesión por Desgarre (“Peel Test”)
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18-24
Figura 18.27 Peel Test Aceptable
Prueba de Adhesión por Desgarre o “Peel Test”
Una banda de 25 mm (1") de ancho se corta en la manga enfriada y se aplica tensión para retirarla del tubo (Figura 18.27, Figura 18.28). Busque el modo de falla como sigue:
•
Falla de cohesión en el adhesivo = APROBAR
•
Falla adhesiva al sustrato
= NO APROBAR
•
Falla del adhesivo a la cinta
= APROBAR
Figura 18.28 Peel Test Inaceptable
18.16 Aislamiento de Media Caña
El Aislamiento de Media Caña de espuma de poliuretano se hace con un poliuretano de
densidad mínima. Este producto está disponible en diámetros de 25 mm (1") a 406 mm
(16") en múltiples segmentos de medias cañas. Estos segmentos múltiples son de cualquier
diámetro de tubo que el cliente solicite. Están disponibles en espesores variables, así como
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18-25
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
para válvulas y longitudes varias. También hay disponibles kits de reparación en campo de
varios fabricantes.
18.16.1 Preparación de la Superficie
Antes de iniciar la preparación de la superficie, siempre debe referirse a las instrucciones de
instalación del fabricante del recubrimiento para los estándares mínimos de limpieza. Nótese que estará trabajando en un lugar más pequeño para realizar la preparación de la superficie.
Tome precauciones de no dañar la espuma de poliuretano durante la preparación de la superficie. Utilice algún tipo de protector para proteger la espuma.
18.16.2 Aplicación del Recubrimiento
Existen dos aspectos que debe asegurar antes de utilizar las medias cañas suministradas:
•
Que estén hechas para el diámetro y espesor adecuado del exterior del tubo en el que usted se
encuentra trabajando
•
Que estén secas y libres de hielo
Para instalar las media cañas, simplemente mida y corte según el recorte con que se está trabajando. Se puede cortar con un cuchillo bien afilado o una sierra de mano. Colóquelas
en el recorte de la junta y asegúrese que se ajusten bien. Debe haber poco o nada de diferencia a lo largo del borde del recorte, así como donde las cañas se unen. Si hay un hueco,
llénelo ya sea con un pequeño recorte del material suministrado o use espuma directamente
de un envase.
Use cinta alrededor de las medias cañas para asegurarlas.
Antes de la instalación se debe:
•
Preparar el recorte
•
Cuadrar los bordes del recorte, tomando cuidado de no cortar el recubrimiento anti corrosivo
•
Asegurarse que el recorte esté recto y que suficiente recubrimiento esté expuesto para que el
material de la junta pueda lograr el mínimo traslape requerido
•
No empezar a cortar hasta que esté seguro que el recubrimiento de la junta que acaba de instalar está suficientemente frío para evitar ser dañado por accidente
•
En caso de usar epóxico pluri-componente, espere hasta que esté lo suficientemente fuerte
para que no se pueda hacer una impresión en la resina mediante la presión fuerte de su dedo
pulgar
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18-26
18.16.3 Control de Calidad
La aplicación de la barrera contra la corrosión es la misma para la instalación de otros recubrimientos de junta. Sin embargo, la aplicación de esta barrera tiene algunas diferencias
que deben ser mencionadas.
•
Típicamente se utilizan dos tipos de recubrimientos contra la corrosión para el cuerpo del tubo (FBE o cinta).
•
El recorte de espuma típicamente es de 13" a 14”.
•
El ancho de la manga termocontráctil es únicamente de 12” (300 mm).
•
Cuando se instalan las mangas termocontráctiles, tome precaución de no quemar la espuma
de poliuretano (PU).
•
Utilice protectores de calor para proteger la espuma.
•
Refiérase a las instrucciones del fabricante del recubrimiento en cuanto a las temperaturas de
precalentamiento adecuadas.
•
Tenga mucho cuidado de no quemar la espuma durante la etapa de precalentamiento. Usted
puede utilizar protectores de calor para evitar que se queme, y si no son protectores de calor,
puede dirigir la punta de la antorcha hacia el centro del recorte. Esto evita que la llama entre
en contacto directo con la espuma
18.17 Espuma Aplicada de Campo
La instalación de la espuma se hace normalmente por empresas subcontratadas, que tendrá
todos los equipos necesarios para inyectarla.
18.17.1 Preparación de la Superficie
Se debe tener cuidado de no quemar la espuma durante la etapa de precalentamiento. Pueden emplearse pantallas térmicas para evitar la quema de la espuma. Si los protectores de
calor no están disponibles, dirija la punta de la antorcha hacia el centro del recorte. De esta
manera el fuego no entre en contacto directo con la espuma.
EVITE INHALAR EL HUMO DE LA ESPUMA ARDIENTE
La preparación de la superficie de la chaqueta de espuma se hace generalmente con papel de
lija de grano # 80. El PE se hace rugoso donde quiera que la espuma va a estar en contacto
con este.
18.17.2 Aplicación de Recubrimientos
Se coloca un molde rígido sobre el área de la junta y la espuma se inyecta en el molde a través de un pequeño agujero. El molde se deja hasta que la espuma se fija, y entonces se retira el molde. Limpie el exceso de espuma de la zona de la junta antes de la instalación del
recubrimiento de la junta exterior. La aplicación de la manga sobre la espuma de poliure-
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18-27
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
tano es similar a la aplicación de una manga sobre el acero. Siga los mismos pasos, con las
siguientes consideraciones:
Si la espuma se aplicó en sitio, trate de esperar al menos dos horas antes de la instalación de
la manga externa, debido a que la espuma seguirá liberando gases hasta ese momento. Otra
razón para esperar es que puede ser que la espuma no esté plenamente fijada, y al intentar
contraer la manga sobre ésta, la espuma se puede expandir, haciendo que quede levantada
sobre el resto de la línea principal.
18.17.3 Control de Calidad
La superficie exterior de la chaqueta de espuma PE tiene que estar preparada al igual que
otros recubrimientos de PE.
Una cosa es asegurarse de que todo el exceso de espuma se ha removido de la chaqueta del
PE antes de la instalación de la manga exterior.
Antes de la instalación del aislamiento debe preparar el recorte:
•
Asegurarse de cuadrar los bordes del recorte
•
Cuando realice este paso tenga cuidado de no cortar el recubrimiento anti corrosivo
•
Asegurarse de que el recorte quede recto
•
Asegurarse que haya suficiente recubrimiento anti corrosivo esté expuesto para que el recubrimiento de la junta pueda lograr el traslape mínimo requerido
•
No empiece el recorte hasta que esté seguro que el recubrimiento de la junta que acaba de
instalar está suficientemente frío para evitar ser dañado por accidente
•
En caso de usar epóxico pluri-componente, espere hasta que esté lo suficientemente fuerte
para que no se pueda hacer una impresión en la resina mediante la presión fuerte de su dedo
pulgar
18.18 Epoxy Líquido
Los recubrimientos de epoxy líquido visualmente se asemejan al FBE, como fue discutido
previamente. Son visualmente identificables por sus colores distintos, por lo general azul
claro, verde o gris (Figura 18.29). Estos recubrimientos se utilizan para tramos cortos de
tubería, codos y configuraciones. Los recubrimientos de epoxy líquido se aplican por medio de una bomba multi-componente. La base y el agente de curado se mezclan en la boquilla, lo que resulta en una capa de 250 micrones (10 mils) hasta 1500 micrones (60 mils).
Normalmente, el epóxico tendrá un espesor nominal de 500 micrones (20 mils). El tiempo
de secado y curado depende de la temperatura durante el curado. La resistencia a la temperatura del epoxy líquido va de 80° C (176° F) a 150° C (330° F) en función del producto específico.
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18-28
Figura 18.29 Recubrimiento Epoxy Líquido
18.18.1 Preparación de la Superficie
El proceso de aplicación del recubrimiento epoxy líquido para el cuerpo de tuberías es:
•
Precalentar el tubo a la temperatura especificada
•
Realizar limpieza abrasiva con grit o shot según NACE No. 2/SSPC-SP 10 (limpieza abrasiva
a metal casi blanco)
•
Calentar el tubo a la temperatura especificada
•
Recortar el recubrimiento; el estándar es de 7,6 cm (3”) o inferior o remover las tapas protectoras en los extremos
18.18.2 Aplicación de Recubrimientos
El proceso de aplicación del recubrimiento de epoxy líquido es: (Figura 18.30)
•
Verifique el producto y asegúrese que esté en buen estado y que sea el correcto
•
Utilice una bomba multi-componente para aplicar el recubrimiento
•
Verifique el espesor de película húmeda
•
Asegúrese que el recubrimiento está curado
•
Rotular con esténcil (tamaño, longitud, ubicación, posicionamiento)
Figura 18.30 Aplicación del Epoxy Líquido – Rodillo
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18-29
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Figura 18.31 Aplicación del Epoxy Líquido – Brocha
18.18.3 Control de Calidad
Usted como inspector debe revisar lo siguiente:
•
La limpieza previa se realice adecuadamente para remover todos los contaminantes
•
La preparación de la superficie sea según la especificación y la hoja de datos del fabricante
del producto
•
Las condiciones ambientales deben estar dentro del rango adecuado
•
El equipo esté funcionando bien y el operador sepa cómo manejarlo
•
Realizar una verificación del espesor de película seca
•
Detectar discontinuidades utilizando el voltaje requerido según el espesor del recubrimiento
mediante un detector de holidays
18.19 Cintas de Aplicación en Frío
Las cintas de aplicación en frío son cintas adhesivas de polietileno utilizadas para la protección de la corrosión de tuberías en operación (Figura 18.32). Es una película de polietileno
laminada en caliente, con una capa de adhesivo de butilo. Algunos de sus beneficios son:
•
Aplicación segura
•
Ambientalmente limpia
•
Buenas características de aislamiento
•
Buena barrera anti corrosiva
•
Buena resistencia mecánica
•
Baja tasa de absorción de agua
•
Larga vida útil
•
Fácil de aplicar
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18-30
Figura 18.32 Cintas de Aplicación en Frío
18.19.1 Preparación de la Superficie
Al igual que con otros sistemas de recubrimiento que hemos discutido, las cintas de aplicación en frío sensibles a la presión y las cintas laminadas en frío requieren que la superficie
este limpia para garantizar que se adhieran al recubrimiento del cuerpo mediante limpieza
con solventes (SSPC-SP 1).
De todos los métodos de preparación de la superficie que hemos discutido, las cintas de aplicación en frío sensibles a la presión y las cintas laminadas en frío requieren la menor cantidad de preparación. Usted debe eliminar la humedad, óxido suelto, calamina suelta, recubrimientos anteriores suelta y el sucio con un trapo saturado con solvente y herramientas
manuales. En algunas ocasiones la especificación requiere una limpieza a SP 3, pero, por lo
general, limpiando con herramientas manuales, según SSPC-SP 2, es todo lo que se requiere.
No hay ningún requisito para el precalentamiento para las cintas de aplicación en frío sensibles a la presión ni para las cintas laminadas en frío. Consulte la especificación para aplicaciones en clima frío, ya que puede ser un requisito el calentar el tubo y colocar una contención alrededor del mismo. Este esfuerzo se requiere para proteger la tubería y la superficie
de la nieve, lluvia o viento, evitando la contaminación del área de trabajo.
18.19.2 Aplicación del Recubrimiento
Las cintas de aplicación en frío se aplican manualmente mientras se retira el papel protector,
aplicándola de forma espiral alrededor del tubo, continuamente traslapándola a medida que
se hace la aplicación. La tensión durante la aplicación debería ser suficiente para que el
material se amolde a la superficie a recubrir.
Pueden haber algunos casos donde se requiera o sea necesario una máquina para aplicar la
cinta. El proceso de traslape y aplicación en espiral es el mismo que con otros recubrimientos. Asegúrese de que el equipo está configurado de acuerdo con las instrucciones de
la máquina en particular que se encuentra en uso.
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18-31
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18.19.3 Control de Calidad
Existen dos tipos de pruebas para las cintas de aplicación en frío:
•
No destructivas
•
Destructivas
Las pruebas no destructivas son:
•
Inspección visual
•
Inspección física
•
Detección de holidays (si se realiza la prueba adecuadamente y el recubrimiento no se ha instalado de forma correcta)
Para la inspección visual:
•
La cinta se conforma a la superficie del tubo
•
Tiene el traslape y la aplicación espiral requerida
•
No hay grietas ni hoyos en la cinta
Para realizar una inspección física:
•
Toque la cinta para asegurar que esté totalmente adherida a la superficie del tubo
•
Para detección de discontinuidades, asegúrese que el material no posee holidays. Ajuste el
voltaje adecuadamente para no dañar a la manga. Esta prueba no siempre es necesario, verifique la especificación antes de realizar la prueba de holiday
La prueba destructiva es:
•
Prueba de Adhesión por Desgarre (“Peel Test”)
18.20 Cintas de Aplicación con Calor
Las cintas termocontráctiles sin primario son fáciles de aplicar. Están disponibles en rollos
de ancho variable y se puede utilizar con mastiques o adhesivos de fusión en caliente. Las
cintas de aplicación con calor están formuladas con un recubrimiento flexible completamente
saturado y fusionado a ambos lados de un tejido de alta resistencia (Figura 18.33). Una película de poliéster se adhiere al recubrimiento para facilitar el desenrollado y actúa como una
envoltura exterior.
Algunos de los usos son:
•
Juntas y codos de tuberías
•
Acueductos
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
•
Válvulas
•
Bridas
•
Pilotes de acero
•
Tuberías de embarcaciones marinas
18-32
Figura 18.33 Cinta de Aplicación con Calor
18.20.1 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie debe ser similar que para las mangas termocontráctiles.
18.20.2 Aplicación del Recubrimiento
Envuelva la cinta con un traslape del 50% sobre la envoltura anterior. No aplique demasiada tensión debido a que la cinta está diseñada para encogerse al tamaño del tubo y no es necesario aplicar la tensión.
Al recubrir accesorios o codos como de 90° ó 45°, utilice sólo el 50% de traslape de la cinta
en el exterior del accesorio o del codo ya que la parte interior se traslapará más del 50% por
su cuenta.
En el otro lado del accesorio, asegúrese de dejar un poco más. Cuando la cinta se contrae,
la longitud total llegará a ser más pequeña y se perderá parte de su largo en el proceso.
Asegúrese de tener un traslape mínimo de 50 mm (2") o el mínimo indicado en las especificaciones del propietario.
Para fijar el extremo de la cinta, los últimos 75 mm (3") de adhesivo deben ser calentados
hasta que queden brillantes y después se coloca en su posición. Coloque su mano enguantada sobre el mismo hasta que ya no se mueva. El próximo paso será contraer la cinta.
Se debe utilizar una antorcha aprobada y ajustarla a fuego medio. Comenzando desde el
extremo, donde se empezó a envolver la cinta, poco a poco se va trabajando a lo largo de la
tubería. Siguiendo la dirección de la envoltura de la cinta, se aplica el calor lentamente para
que se recupere por completo sin que se queme la cinta.
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18-33
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Si usted ve señales de humo o un efecto azulado en la cinta, retire la llama de la antorcha de
la superficie y permita que la cinta se enfríe un poco. Se requiere más calor para reducir el
tamaño de la cinta en el punto del traslape de la misma. Aún más calor se requiere para
contraer completamente la cinta en el interior de los codos o las conexiones donde la cinta se
traslapa más del 50%.
Se debe tener cuidado para asegurar que la cinta se ha contraído completamente y que está en
pleno contacto con la tubería (Figura 18.34). ¡No deje aire atrapado bajo de la cinta!
Figura 18.34
Envoltura Completa en Codo de un Tubo
Existen dos maneras de saber si la cinta se ha encogido completamente:
•
La cinta se encoge quedando completamente apretada a la superficie del tubo
•
El adhesivo fluye de los bordes de la cinta
Después de que la cinta se encoge totalmente, pueden quedar algunas burbujas de aire pequeñas atrapadas debajo de ésta. Para eliminar una burbuja de aire, use su mano enguantada para moverla hasta un borde de la cinta. Mantenga la presión sobre la cinta hasta que la
burbuja salga. Vuelva a calentar la zona para asegurarse de que se ha eliminado todo el aire. Si queda aire atrapado debajo de la cinta, se levantará de nuevo cuando se vuelva a
aplicar calor.
18.20.3 Control de Calidad
Después de encoger la cinta completamente, asegúrese de verificar lo siguiente:
•
BUSQUE adhesiva sangrado a lo largo de toda la longitud de la zona con cinta. Si el acero
está aún suficientemente caliente, se pueden recalentar las áreas que carecen de adhesiva sangrado
•
Mediante el tacto, SIENTA las bolsas de aire atrapado debajo de toda la longitud de la zona con
cinta. Si la tubería está todavía suficientemente caliente, vuelva a calentar y eliminar el aire
atrapado
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18-34
•
BUSQUE las discontinuidades en los puntos donde la cinta puede haberse separado debido a un
traslape insuficiente o donde la cinta se ha quemado debido al recalentamiento. Todos los
holidays tendrán que ser reparados según la especificación del propietario o mediante la aplicación de otra capa de cinta sobre la parte superior de las zonas dañadas, con un traslape mínimo a ambos lados de la zona dañada de 75 mm (3")
•
Después de completar las pruebas visuales y táctiles, espere a que la cinta se enfríe a temperatura ambiente (Figura 18.35)
Figura 18.35 Verificación Visual
18.21 Juntas de Campo de FBE
Los epóxicos adheridos por fusión son típicamente de color verde o rojo (Figura 18.36).
Tienen la apariencia de una capa individual de pintura.
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18-35
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Figura 18.36 FBE Típico
El doble polvo es un recubrimiento de adhesión por fusión de dos capas. Mediante una
inspección de cerca, se pueden apreciar las dos capas distintas: verde y café o gris.
18.21.1 Preparación de la Superficie
La preparación de la superficie para reparar las juntas de campo de FBE generalmente es similar que para todos los métodos de reparación mencionados anteriormente, con la excepción
de las barras termofundibles (Figura 18.37).
•
Hacer una pre limpieza del área usando el método especificado
•
Crear una rugosidad en la superficie según la especificación
•
Precalentar la superficie según la especificación
•
Aplicar el método de reparación requerido según la especificación u hoja de datos del producto
del fabricante
Las barras termofundibles NO son un método para proteger las juntas de campo. Este método se utiliza para reparar daños muy pequeños al recubrimiento del cuerpo del tubo.
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18-36
Figura 18.37 Preparación de la Superficie de una Junta de Campo de FBE
18.21.2 Aplicación del Recubrimiento
Los siguientes materiales pueden ser empleados para reparar el FBE:
•
Barras termofundibles de FBE (Figura 18.38)
•
Epoxy líquido
•
Parches de reparación
•
Mangas termocontráctiles
Figura 18.38 Reparación con Barras Termofundibles
Las barras termofundibles son adhesivos activados por calor suministrados como barras para
facilitar su aplicación. Una fuente de calor se utiliza para “fundir” el material y luego aplicarlo a la superficie de la tubería. A medida que se enfría, se forma la película para proteger
el sustrato. Las barras termofundibles NO se utilizarían en las juntas de campo de FBE.
Un parche de reparación de recubrimiento consiste en una hoja de poliolefina reticulada recubierta con un adhesivo activado por calor, que está diseñada para el sellado y la protección
de un sistema de tuberías donde se ha dañado el recubrimiento.
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18-37
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
El epóxico líquido es un recubrimiento que cura para formar una película sólida.
líquido se puede aplicar con brocha o rodillo o mediante atomización.
El epóxico
Las mangas termocontráctiles tienen un forro de polietileno reticulado y un adhesivo activado por calor. Cuando mangas se calientan, el calor contrae la funda exterior de la manga y
el sustrato precalentado derrite el adhesivo del revestimiento interior. La dinámica de encogimiento generada por la funda empuja el adhesivo fundido de baja viscosidad hacia el
perfil de la superficie y lo mantiene en su lugar durante el enfriamiento.
18.21.3 Control de Calidad
Los aspectos que debe considerar antes y durante la preparación de la superficie son:
•
Inspección previa a la limpieza abrasiva para remover los defectos de fábrica
•
Pre limpieza para remover los contaminantes
•
Condiciones ambientales
•
Limpieza abrasiva o crear rugosidad según la especificación
•
Perfil de anclaje
•
Asegurarse que el producto a usar para la aplicación del recubrimiento es el adecuado según la
especificación
•
Verificar que el proceso de mezclado es adecuado según la especificación
•
Verificar el EPH
•
Verificar los procedimientos de la aplicación
•
Verificar el EPS
•
Detección de discontinuidades (holidays)
•
Documentar y reportar cada paso de la operación
18.22 Cintas de Petrolato (Parafina)
Las Cintas de Petrolato/Parafina están compuestas de un tejido sintético, lleno de un compuesto de petrolato, con rellenadores y agentes anti corrosivos para la protección contra la
corrosión ambiental de las tuberías (Figura 18.39). Las cintas de petrolato/parafina crean
una barrera de agua sólida. Tiene una excelente fuerza y resistencia a la abrasión. Tienen
buena resistencia a los ácidos, álcalis, sales y bacterias. Algunos de los usos para los sistemas de las cintas de petrolato/parafina son:
•
Juntas y codos de tuberías
•
Bridas
•
Válvulas
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18-38
Figura 18.39 Cintas de Petrolato/Parafina
18.22.1 Preparación de la Superficie
Al igual que con todos los sistemas de recubrimientos que hemos discutido anteriormente, las
cintas de petrolato/parafina requieren una superficie limpia para garantizar que estas se adhieran al recubrimiento del cuerpo del tubo (Figura 18.40). La preparación de la superficie
para la aplicación de estas cintas por lo general requiere una limpieza con un solventes,
SSPC-SP 1. Por lo general, la especificación requerirá que la limpieza de la superficie alcance SSPC-SP 3. Usted debe eliminar todo el óxido, la calamina y los recubrimientos anteriores que estén sueltos, así como todos los otros contaminantes y aplicar la cinta sobre la
superficie seca.
No hay ningún requisito para precalentar las cintas de petrolato/parafina. Consulte la especificación para aplicaciones en clima frío, ya que puede ser un requisito el calentar el tubo y
colocar una contención alrededor del mismo. Este esfuerzo se requiere para proteger la tubería y la superficie de la nieve, lluvia o viento, evitando la contaminación del área de trabajo.
Figura 18.40 Preparación de la Superficie para la Cinta de Petrolato
18.22.2 Aplicación del Recubrimiento
Las cintas de petrolato/parafina se aplican manualmente mientras se retira el papel protector
y de forma espiral de modo que vaya envolviendo el tubo con un traslape continuo (Figura
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18-39
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18.41). Debe envolverse con suficiente tensión hasta que la cinta se conforme a la superficie a recubrir. Las cintas de petrolato/parafina a veces utilizan un primario en forma de
pasta sobre la superficie para desplazar la humedad restante, lo que ayuda a asegurar una
buena adhesión, esto se llama “humectando” el sustrato. Cuando se hace necesario, se puede utilizar un relleno de mastique/masilla para rellenar las irregularidades y ayudar a eliminar
bolsas de aire debajo de la cinta. También puede ser necesario aplicar una envoltura exterior para ayudar a prevenir daños mecánicos o por UV.
Figura 18.41 Aplicación de una Cinta Petrolato/Parafina
18.22.3 Control de Calidad
Existen dos tipos de pruebas para las cintas de petrolato/parafina:
•
No destructivas
•
Destructivas
Las pruebas no destructivas son:
•
Inspección visual
•
Inspección física
•
Detección de holidays
Para la inspección visual:
•
La cinta se debe conformar a la superficie del tubo
•
Tiene el traslape y aplicación espiral requerida
•
No existan grietas ni hoyos en la cinta
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18-40
Para realizar una inspección física:
•
Toca la cinta para asegurar que este totalmente adherida a la superficie del tubo
•
Para la detección de discontinuidades, asegurarse que la instalación no tiene holidays. Ajustar
el voltaje adecuadamente para no dañar la cinta. Esta prueba no siempre es necesaria, verificar
la especificación antes de realizar la detección de holidays
La prueba destructiva es:
•
Prueba de Adhesión por Desgarre (“Peel Test”)
La prueba de detección de holidays puede ser destructiva si el voltaje es demasiado alto.
Asegúrese que el detector esté ajustado al voltaje especificado y que no se detecten holidays
(jeeps).
Para la prueba de adhesión por desgarre, recorte una franja de 25 mm (1”) en la cinta y retire
la franja del tubo y busque el modo de falla:
•
Falla de cohesión en el adhesivo = APROBAR
•
Falla adhesiva al sustrato
= NO APROBAR
•
Falla del adhesivo a la cinta
= APROBAR
Debido a la naturaleza destructiva de esta prueba, rara vez se utiliza en una aplicación de
cintas en frío. Sólo sería necesario cuando se determina que la falla se puede extender al
recubrimiento del cuerpo del tubo.
18.23 Materiales de Reparación – Otros
Los materiales de reparación de los recubrimientos del cuerpo de la tubería incluyen:
•
Mastique rellenador
•
Parches de reparación
•
Barras termofundibles (Figura 18.42)
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18-41
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Figura 18.42 Materiales de Reparación
Los mastiques rellenadores deben utilizarse antes de aplicar el sistema de recubrimiento específico, todas las grietas deben rellenarse con un rellenador (por lo general un mastique).
El relleno se utiliza para rellenar orificios antes de aplicar cualquier material compatible; esto
impide que el aire quede atrapado en el espacio vacío. Esto sería típico de los recubrimientos de juntas y/o de reparación:
•
Excelente capacidad de adhesión
•
No se encogen
•
Se mantienen flexibles
•
Rellenan las irregularidades de la superficie
•
Tienen una excelente resistencia al agua
Los usos generales para un mastique de relleno incluyen la reparación de juntas y doblez en
la línea principal.
Los parches de reparación consisten de una hoja de poliolefina reticulada recubierta con un
adhesivo activado por calor, los cuales están diseñados para sellar y proteger un sistema de
recubrimientos de tuberías dañado. Las ventajas de utilizar los parches de reparación son:
•
No requieren herramientas o equipos especiales
•
Excelente resistencia a la abrasión
•
Inertes a los ácidos comunes, bases y solventes
•
Barrera a la humedad y a la corrosión
Generalmente se utilizan en reparaciones a recubrimientos previamente aplicados.
Las barras termofundibles son adhesivos activados por calor suministrados como barras para
facilitar su aplicación (Figura 18.43). Una fuente de calor se utiliza para “fundir” el material y luego aplicarlo a la superficie de la tubería. A medida que se enfría, se forma la película para proteger el sustrato. Las ventajas para el uso de las barras termofundibles son:
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
•
Flexibles
•
Libres de solvente
•
No requieren mezclar ni medir
•
Rápido secamiento
•
Excelente resistencia a la humedad
18-42
Figura 18.43 Reparación con una Barra Termofundible
Las barras termofundibles generalmente se utilizan en reparaciones pequeñas (holidays) en
recubrimientos previamente aplicados.
18.23.1 Preparación de la Superficie
El tratamiento previo para la reparación del recubrimiento del cuerpo de la tubería es similar
a los pretratamientos que hemos discutido en anteriormente. Usted debe verificar que la
superficie se limpie correctamente, que la preparación de la superficie se haga correctamente,
y que el precalentamiento se realice de acuerdo a la especificación y/o a la hoja técnica de los
fabricantes de los productos (guía de instalación).
Hay numerosos recubrimientos para el cuerpo del tubo, cada uno de los cuales puede ser reparado en diversas formas. Asegúrese de que está utilizando el procedimiento de reparación
correcto que se ha establecido en las especificaciones suministradas por el titular o fabricante
del producto.
Cada uno de los recubrimientos requiere una preparación de la superficie específica antes de
su instalación. Hemos hablado al principio de este capítulo acerca de la preparación de la
superficie aplicable para cada uno de los recubrimientos respectivos. Uno de los requisitos
que es similar entre los recubrimientos de reparación es que se debe limpiar la superficie con
solventes (SSPC-SP 1) antes de la preparación de la superficie. Sin embargo, hay algunas
cuestiones específicas que deben ser abordadas para los diferentes recubrimientos del cuerpo
del tubo y su respectiva preparación de la superficie.
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18-43
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18.23.2 Aplicación de los Recubrimientos
Cada uno de los métodos de reparación antes mencionados requiere un método de aplicación
específico. Consulte sus especificaciones y la hoja técnica del fabricante del producto sobre
el método correcto de aplicación. Estos métodos se discuten en el Curso de Entrenamiento
del Aplicador de Tuberías de NACE (NACE Pipeline Applicator Training Course).
18.23.3 Control de Calidad
18.23.4 Inspección del Recubrimiento de Reparación
Existen dos tipos de pruebas que se pueden hacer en el primario epóxico:
Las mismas pruebas se realizan para los recubrimientos epóxicos de dos componentes.
Hemos discutido estos en otros capítulos; así que hablaremos de la inspección de barras termofundibles y los parches en este capítulo.
Las pruebas no destructivas son:
•
Inspección visual
•
Inspección física
•
Detección de holidays
Las pruebas no destructivas son:
•
Inspección visual:
Asegurarse que la barra termofundible ha llenado completamente los vacíos y
traslapes en el recubrimiento del cuerpo del tubo
Asegurarse que el parche se recupera y que está en completo contacto con el tubo
Asegurarse que haya flujo del adhesivo más allá de los bordes del parche
Asegurarse que no hayan grietas ni hoyos en el parche o en la barra termofundible
•
Inspección física:
Toque el parche para asegurar que no hay aire atrapado debajo de éste
•
Detección de holidays:
Se aprueba sin holidays
Las pruebas destructivas son iguales que las del recubrimiento del cuerpo de la tubería:
•
Prueba de adhesión por desgarre (“Peel Test”):
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18-44
Una banda ancha de 25 mm (1") se corta en el parche enfriado y se retira del tubo.
Busque el modo de falla:
Falla de cohesión en el adhesivo
= APROBAR
Falla adhesiva al sustrato
= NO APROBAR
Falla del adhesivo al parche
= APROBAR
Esta prueba se realiza rara vez cuando el área se repara con una barra termofundible. Es
una prueba DESTRUCTIVA y una falla tendrá que ser sospechosa para un área grande alrededor de la reparación para considerar aplicar este tipo de prueba.
Si se aplica un primario epoxy o una barra termofundible de FBE para realizar una reparación, existen algunas pruebas que se pueden hacer. Las pruebas no destructivas son:
•
Inspección Visual:
o
o
o
•
Física:
o
o
•
Asegurarse que el epoxy cubre completamente el área de acero expuesta
Asegurarse que el epoxy no abarca demasiado lejos en el recubrimiento del
cuerpo
Asegurarse que no hay burbujas, colgamiento o áreas quemadas
Siempre verificar el espesor de película seca
El espesor de película húmeda debe ser revisado durante el proceso de aplicación
Detección de Holidays:
o
Asegurarse que no se encuentran holidays
La inspección visual consiste simplemente en verificar que el epoxy está totalmente cubriendo el área de acero expuesta, que no abarca demasiado lejos en el recubrimiento del
cuerpo y que no hay burbujas, colgamientos o áreas quemadas.
Figure 18.44 Prueba de Holiday en Área Reparada
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18-45
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Definiciones de Términos Claves
2-Capa PE (2LPE): Este el recubrimiento bicapa de polietileno más común y generalmente
es de color amarillo. La capa base se aplica directamente sobre el sustrato de acero, es generalmente un mastique adhesivo negro (asfalto y caucho).
3-Capa PE (3LPE): Este se parece mucho a los recubrimientos 2LPE. En una inspección
más cercana, normalmente se puede ver una capa de color verde o rojo de epóxico adherido
por fusión (FBE) directamente sobre el acero. Esta capa no contiene mastique de color
negro que sirve como primario. La capa intermedia en el sistema tricapa es un adhesivo y
generalmente no es visible.
Aislamiento de Media Caña: Es un poliuretano de mínima densidad. Están disponibles a
espesores variables, así como para válvulas y longitudes varias.
Cintas: Estos son recubrimientos independientes para acueductos o como parte de un sistema
aislante que puede ser tratado igual que el 2PLE.
Cintas de Aplicación con Calor: Estas cintas están formuladas con un recubrimiento flexible completamente saturado y fusionado a ambos lados de un tejido de alta resistencia a la
tracción. Una película de poliéster se adhiere al recubrimiento facilita el desenrollado y actúa como una envoltura exterior.
Cintas de Aplicación en Frío: Estas consisten en una cinta adhesiva de polietileno utilizada
para la protección contra la corrosión de tuberías en operación.
Cintas de Petrolato/Parafina: Están compuestas de un tejido sintético, saturado de un
compuesto de petrolato, con rellenadores y agentes anti corrosivos para la protección de las
tuberías contra ambientes corrosivos.
Epóxicos Adheridos por Fusión (FBE): es típicamente verde o rojo y tiene la apariencia de
un acabado “pintado”. Puede ser de una sola capa o un recubrimiento de “bicapa” adherido
por fusión. Una inspección visual de cerca mostará dos capas distintas si es un sistema de
“doble-capa”. El espesor de película seca del FBE varía de 250 y 500 micrones (10 a 20
mils).
Epóxico Líquido: Estos recubrimientos se utilizan para tramos cortos de tuberías, codos y
configuraciones. Los recubrimientos de epoxy líquido se aplican en forma líquida por medio de una bomba pluri-componente. El tiempo de secado y de curado depende de la temperatura.
Esmalte de Alquitrán de Hulla (CTE): Fue utilizado en América del Norte a través de los
años 1970 y todavía está en uso en algunos lugares a nivel internacional, tenía muchas ventajas, tales como la facilidad de aplicación y una vida larga en ciertos ambientes.
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18-46
Mangas Termocontráctiles: Estas mangas tiene un forro de polietileno reticulado y un adhesivo activado por calor. Cuando las mangas se calientan, el calor contrae la cubierta exterior de la manga y el sustrato precalentado derrite el adhesivo del revestimiento interior.
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18-47
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
Guía de Estudio
1. Los materiales de construcción pueden incluir, pero no estar limitados a:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. La mayor parte del tubo recubierto en una planta o instalación de recubrimientos y enviado al sitio se llama _________________________________.
3. Los recubrimientos típicos de planta o del cuerpo del tubo incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4. El polieteleno (PE) puede ser extruido por:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5. Las características comunes del FBE incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6. El proceso de aplicación de FBE incluye:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
18-48
7. Las ventajas de los recubrimientos de tuberías con esmalte de alquitrán de hulla incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
8. Las desventajas de los recubrimientos de tuberías con esmalte de alquitrán de hulla incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
9. El proceso general de aplicación para el esmalte de alquitrán de hulla incluye:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
10. Las características de un recubrimiento de concreto incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
11. Los recubrimientos de las juntas de campo de tuberías incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
12. Las pruebas no destructivas para las mangas termocontráctiles incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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18-49
Recubrimientos para Tuberías y Juntas de Campo
13. Las pruebas destructivas para las mangas termocontráctiles incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
14. El siguiente material puede ser utilizado para reparar el FBE:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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19-1
Ensayos e Instrumentos Destructivos
Capítulo 19: Ensayos e Instrumentos
Destructivos
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Ensayo de Sensibilidad de Solventes
•
Medidor de Inspección de Pintura
•
Taladro Saberg
•
Pruebas de Adhesión
•
Cuchillo/Micrómetro
•
Medición de la Adhesión Mediante la Prueba de la Cinta
•
Pruebas de Adherencia por Desprendimiento (Pull-Off) Usando Instrumentos de Adherencia
Portátiles
•
Ensayos de Adhesión en Concreto
•
Pruebas de Dureza
•
Pruebas de Lápiz
•
Durómetro
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Completar los ejercicios
19.1 Introducción
Los instrumentos de inspección y ensayos discutidos hasta ahora, han sido clasificados como
no destructivos; es decir, el instrumento o el ensayo no están diseñados para destruir o afectar
adversamente al recubrimiento.
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
19-2
Como se mostró en el Nivel 1, en algunos casos, el detector de discontinuidades de alto voltaje puede dañar un recubrimiento si el voltaje está demasiado alto. Sin embargo, este instrumento se considera como un instrumento no destructivo.
Algunos instrumentos o ensayos usados para realizar ciertas pruebas o tareas de inspección
pueden estropear o destruir una parte del recubrimiento. Obviamente, estos instrumentos de
ensayo son clasificados como destructivos.
El inspector de recubrimientos no debe realizar ningún ensayo destructivo ni usar ningún instrumento de tipo destructivo en los recubrimientos al menos que:
•
La especificación claramente requiera pruebas destructivas específicas.
•
El dueño o el representante del propietario requiera o permita tal prueba.
•
Se requieran tales pruebas en una asignación de análisis de falla.
Algunas pruebas, procedimientos e instrumentos clasificados como destructivos, incluyen:

Pruebas de sensibilidad a los solventes

Equipo de Inspección de Pintura (Tooke)
Algunos ensayos, procedimientos e instrumentos clasificados como destructivos incluyen:
•
Pruebas de sensibilidad a los solventes
•
Medidor de Inspección de Pintura (Tooke Gage)
•
Taladro Saberg
•
Adhesión
–
Cuchilla (ASTM D6677) / micrómetro / microscopio
–
Desprendimiento mediante cinta adhesiva
–
Desprendimiento de testigo (“dolly”) para las pruebas de adherencia pull-off con instrumentos portátiles:
 Elcometer 106
 Unidad Defelsko
 Unidad HATE
 Unidad PATTI
•
Dureza
–
Lápiz
–
Impresor (impresión)
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19-3
Ensayos e Instrumentos Destructivos
19.2 Prueba de Sensibilidad a los Solventes
Esta discusión se enfoca en la prueba de sensibilidad a los solventes para el zinc inorgánico
(ASTM D4752, Método de Ensayo para Medir la Resistencia al MEK de Primarios de Etil
Silicato Ricos en Zinc Mediante el Frotado con Solvente).
Esta norma, la cual involucra una técnica de frotado, fue establecida para evaluar la resistencia de los primarios de etil silicato ricos en zinc (inorgánicos) al metil etil cetona (MEK).
La resistencia al MEK de algunos primarios de dos componentes ricos en zinc a base de etil
silicato, se relaciona bien con el curado de los mismos, según se ha determinado mediante la
espectroscopía infrarroja de reflectancia diferencial difusa.
Muchos usuarios industriales han adoptado este ensayo o alguna modificación del mismo
como un indicio del curado del recubrimiento polimerizado (químicamente inducido o por
calor). Un usuario puede desarrollar un criterio especial para evaluar el recubrimiento y un
inspector involucrado en dicha prueba deberá estar consciente y entender esos criterios.
19.2.1 Procedimiento del Ensayo
Una prueba modificada generalmente se usa en la industria, y se le puede exigir al inspector
realizar esta prueba de la siguiente manera:
•
Seleccionar un área de la superficie del recubrimiento de al menos 150 mm (6 in.) de largo
sobre la cual se hará el ensayo.
•
Limpiar la superficie con un trapo húmedo o seco para remover cualquier impureza suelta y
medir el EPS en el área seleccionada.
•
Doblar el trapo para que quede de doble grosor.
•
Saturar el trapo hasta que gotee con MEK. No permitir que pasen más de 10 segundos antes
de proceder con los siguientes pasos.
•
Colocar el dedo índice adecuadamente protegido en el centro del trapo doblado, mientras sujeta el trapo saturado entre el dedo gordo y los dedos restantes de la misma mano.
•
Con el dedo índice a un ángulo de 45 grados sobre la superficie de prueba, frote un área rectangular con una presión moderada, primero alejándose de su cuerpo y después hacia usted.
Un movimiento hacia adelante y hacia atrás es un frotado doble y se completa en aproximadamente un segundo.
•
Continuar frotando la superficie con el trapo saturado con MEK, sosteniendo el trapo doblado
sin despegarlo de la superficie hasta que el sustrato se encuentre expuesto o se hayan completado 50 frotes dobles.
•
Registrar el número de frotes cuando (si acaso) se expone el sustrato.
•
Seleccione un área adjunta como de control. Repita los pasos anteriores, excepto que esta vez
use un trapo seco para establecer el efecto de frotado sin la influencia del MEK. Use esta
área de control para visualizar la apariencia del resultado sin efecto.
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
19-4
Como se ha establecido, el dueño puede haber desarrollado algún criterio de aceptación
usando este procedimiento para determinar el curado del recubrimiento o usando la escala de
resistencia publicada en ASTM D4752.
Escala de Evaluación de la Resistencia
Evaluación de Resistencia
Escala para la Evaluación de la Resistencia
5
Sin efecto en la superficie; nada de zinc en el trapo después de 50 frotes dobles
4
Apariencia pulida en la área frotada; ligeras cantidades
de zinc en el trapo después de 50 frotes dobles
3
Algún deterioro y aparente depresión de la película después de 50 frotes dobles
2
Deterioro notorio, una depresión obvia en la película
después de 50 frotes dobles
1
Fuerte depresión en la película, pero ninguna penetración
real hasta el sustrato después de 50 frotes dobles
0
Penetración hasta el sustrato en menos de 50 frotes dobles
Tabla 1: Escala de Evaluación de la Resistencia
La Norma ASTM D5402, Método de Ensayo para Medir la Resistencia al Solvente de Recubrimientos Orgánicos, se realiza de la misma forma en recubrimientos orgánicos usando un
solvente acordado.
En general, un recubrimiento de polimerización químicamente inducida o por calor, se considera totalmente curado si no desprende nada o sólo algunos rastros del recubrimiento después
de 50 frotados dobles.
19.3 Medidor (Tooke) de Inspección de Pintura
El siguiente equipo de inspección es el Medidor de Inspección de Pintura. Esta herramienta
se llama a menudo el Medidor Tooke debido al nombre de su inventor, H. Tooke, [ASTM
D4138, Medición del Espesor de Película Seca de Sistemas de Recubrimientos Protectores
Mediante Medios Destructivos (Método A)].
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19-5
Ensayos e Instrumentos Destructivos
El medidor se usa para cuantificar el espesor total del recubrimiento y el espesor de las capas
de recubrimientos individuales de sistemas multicapas. La medición directa es independiente
de las características del sustrato y, por consiguiente, a menudo encuentra usos como instrumento de arbitraje.
El medidor puede usarse para ver grietas microscópicas, tendencia a la fragilidad, ampollas u
otras anomalías microscópicas en los recubrimientos. El microscopio de superficie del medidor puede usarse para inspeccionar el sustrato bajo el recubrimiento en busca de contaminación de la superficie, calamina y la calidad de la limpieza abrasiva. El medidor se usa frecuentemente en análisis de fallas.
Existen varios fabricantes y modelos del Medidor Tooke. Los principios de operación son
muy parecidos y serán discutidos en esta sección (Figura 19.1).
Figura 19.1 Elcometer 121-3
19.3.1 Descripción del Equipo
El medidor de inspección de pintura, a menudo llamado PIG por sus siglas en ingles
(Paint Inspection Gage), ofrece un método rápido y versátil de inspeccionar recubrimientos y
de realizar mediciones destructivas del espesor del recubrimiento, así como pruebas de adhesión por corte en rejilla, mediante un medidor fácil de usar y portátil.
El medidor se puede utilizar en capas de recubrimientos simples o múltiples, en prácticamente todo tipo de sustratos, incluyendo la madera, plásticos, metales, etc.
Las herramientas de corte se montan en un soporte de la cuchilla giratoria dentro del cuerpo
del medidor, lo que permite un rápido cambio de una prueba a otra. El medidor incluye un
microscopio de 50X con una escala reticulada e iluminación.
19.3.2 Uso Adecuado
Compruebe que las baterías, las cuchillas y el cortador de rejilla encajen adecuadamente en el
instrumento de acuerdo a las instrucciones del fabricante.
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19-6
Retire las baterías del medidor si va a quedar sin uso durante un largo periodo de
tiempo. Esto previene que se dañe el equipo en caso que las baterías fallen.
19.3.2.1 Procedimiento de Prueba
1.
Marque la superficie de la prueba con el marcador negro incluido en su medidor. Siempre debe haber un claro contraste entre el color del marcador y el recubrimiento. Por lo
tanto, puede ser necesario tener diferentes colores de marcadores.
2.
Corte el recubrimiento en ángulo recto de acuerdo a la marca hecha con el marcador de
la siguiente manera:
•
Coloque el medidor en la muestra con las dos ruedas o soportes de orientación en contacto
con la superficie (esto asegura que la hoja de la cuchilla produce un corte vertical exacto, sin
inclinación hacia un lado o el otro).
•
Hale el medidor hacia usted y aplicando un poco de presión.
•
Una ligera presión es normalmente suficiente para penetrar hasta el sustrato. Una mayor presión puede ser necesaria para recubrimientos muy gruesos y superficies muy duras (Figura
19.2).
Figura 19.2 Realizando el Corte con el Medidor Tooke
3.
Coloque el medidor de modo que el lente del microscopio esté sobre el corte y con el aro
de enfoque tocando la superficie.
4.
Pulse y mantenga pulsado el interruptor de la luz para iluminar el corte.
5.
Mire a través del lente del microscopio y gire el aro de enfoque hasta que el corte sea
claramente visible.
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19-7
Ensayos e Instrumentos Destructivos
6.
Alinee la escala de la retícula en ángulo recto al corte para que las divisiones de la escala
queden paralelas al mismo. Tenga en cuenta que un lado del corte tendrá un borde recto
y el otro lado es probable que sea irregular.
7.
Mida el ancho del recubrimiento (o recubrimientos) cortado, contando el número de divisiones reticulares (Figura 19.4).
Figura 19.3
Figura 19.4 Calculando la Medición
Para convertir el ancho de la capa en el corte en el espesor del recubrimiento, se multiplica el
número de divisiones reticulares por la resolución de la retícula indicada a continuación.
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
19-8
Tabla 2: Rangos de Medición del Medidor de Inspección de
Pintura
Medidor de Inspección de Pintura (Medidor Tooke)
Unidades Imperiales
Cuchilla de
Corte
Rango de Espesor (Mils)
1 División Reticular
es Igual a (Mils)
1X
Fabricante: 20-100
ASTM D4752: 20-50
1,0
2X
Fabricante: 3-20
ASTM D4752: 3-20
0,5
10X
Fabricante: 0-1
ASTM D4752: 0-3
0,1
Medidor de Inspección de Pintura (Medidor Tooke)
Unidades Métricas
Cuchilla de
Corte
Rango del Espesor (Micrones)
1 División Reticular
es Igual a (Micrones)
1X
Fabricante: 500-2500
ASTM D4752: 500-1500
20
2X
Fabricante: 75-500
ASTM D4752: 75-500
10
10X
Fabricante: 0-75
ASTM D4752: 0-75
2
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
Medidor de Inspección de Pintura (Elcometer 121-3)
No. de la
Cuchilla
Resolución de la Retícula
Ángulo del
Corte
Rango
Micrones
Mils
Micrones
Mils
Grados
1
20
0,8
20 a 2000
0.8 a 70
45
2
10
0,4
10 a 1000
0.4 a 40
26,6
3
5
0,2
5 a 600
0.2 a 24
14
4
2
0,08
2 a 250
.08 a 8
5,7
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
19-10
Un ejemplo:
Una muestra se cortó con una cuchilla Nº 4, el espesor del recubrimiento es:
•
34 divisiones x 2 = 68 micrones, o
•
34 divisiones x 0,08 = 2,7 mils
Siempre consulte las instrucciones del fabricante para los procedimientos de prueba detallados para su modelo particular.
El medidor de inspección de pintura puede ser utilizado de acuerdo a los siguientes estándares nacionales e internacionales:
ASTM D 4138, ASTM D 3359-B, ISO 2808-5B, ISO 2409
Calibración
El equipo no contiene componentes que puedan ser utilizados por el usuario para darle servicio. La calibración original de fábrica se hace alineando las guías precisamente con las puntas de corte. Se pueden hacer verificaciones con estándares de películas de recubrimientos
aplicados con precisión.
Para un trabajo de alta precisión, el usuario deberá mantener los paneles pintados de espesor
conocido y verificar el instrumento contra estos periódicamente.
En campo, verifique que las puntas de corte estén en buenas condiciones. Si es difícil realizar un corte a través del recubrimiento, puede ser que las cuchillas estén gastadas y deban
reemplazarse.
19.3.3 Parámetros de Operación
El Elcometer 121-3 mide recubrimientos con un EPS de 2 μm a 2000 μm (0,08 mils a 70
mils).
El instrumento está dotado de un microscopio de 50X.
La precisión y la repetitividad del instrumento son altamente dependientes de la persona realizando la prueba y cómo interpreta la lectura.
Usted debe verificar las lecturas cuando están fuera de los valores conocidos. Asegúrese de
utilizar el factor de conversión adecuado para la cuchilla de corte utilizada.
Errores comunes al realizar el examen pueden incluir:
•
No aplicar suficiente presión para cortar a través del recubrimiento hasta el sustrato.
•
El operador empuja el medidor en lugar de halarlo hacia él.
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
•
Leer los resultados del lado equivocado de la línea de corte.
•
Usar la cuchilla de corte equivocada para el espesor del recubrimiento aplicado en el área de
prueba.
19.4 Taladro Saberg
La Norma ASTM D4138 describe el Método C, el cual involucra el uso de una punta taladro
de ángulo específico para cortar una cavidad cónica en el recubrimiento.
Esta herramienta puede realizar un agujero en el recubrimiento perforando hasta el sustrato
(Figura 19.5).
Figura 19.5 Elcometer 195 Taladro Saberg
19.4.1 Descripción del Equipo
Este dispositivo está equipado con un microscopio 50X y dos ruedas manuales para sostener
la broca o taladro en su lugar y poder girarla.
19.4.2 Uso Adecuado
Seleccione la manilla adecuada:
•
Pesada, para uso en recubrimientos duros o de alto espesor, ej. sobre los 250 mirones (10
mils), o
•
Liviana, para recubrimientos blandos o delgados, ej. debajo de 250 micrones (10 mils)
Fije el cortador o cuchilla en la manilla seleccionada. Apriete el tornillo.
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
19-12
Coloque el cuerpo de la broca en la superficie que se medirá con el orificio directamente sobre la zona de ensayo. Coloque el cortador en el agujero del taladro.
Gire el indicador en el sentido de reloj, usando presión cuando sea necesario (para recubrimientos blandos gire el dedo en el orificio) hasta que el cortador haya penetrado el recubrimiento y marcado el sustrato.
Retire el conjunto del cortador y el cuerpo del taladro. Observe el agujero a través del microscopio, enfocándose en el lado del agujero.
Tenga en cuenta el número de divisiones reticulares entre la superficie del recubrimiento y el
cambio de color entre el recubrimiento y el sustrato o la siguiente superficie de pintura.
Para calcular el espesor del recubrimiento:
•
Multiplicar el número de divisiones reticulares por 20 para dar el espesor en μm o
•
Multiplicar el número de divisiones reticulares por 0,79 para dar el espesor en mils
(Estas instrucciones son válidas para un microscopio de 20 μm/división)
Este instrumento puede ser utilizado según el ASTM D4138-C y AS 2331.1.7
19.4.3 Calibración
Este instrumento no requiere calibración.
19.4.4 Parámetros de Operación
Mediciones sobre recubrimientos de hasta 1500 μm (60 mils).
La precisión y la repetitividad del instrumento son altamente dependientes de la interpretación de la persona realizando la prueba.
Usted debe verificar las lecturas cuando están fuera de los valores conocidos. Vuelva a tomar las mediciones cuidadosamente considerando las divisiones reticulares y la aplicación
del factor de conversión adecuado.
Errores comunes incluyen:
•
Usar la manilla incorrecta para el espesor previsto del recubrimiento
•
Usar del factor de conversión incorrecto para la unidad de medida requerida
•
Utilizar una presión excesiva al girar la manilla
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19-13
Ensayos e Instrumentos Destructivos
19.5 Ensayos de Adhesión
La mayoría del los recubrimientos aplicados adecuadamente sobre una superficie bien preparada tienen buena adherencia al sustrato. Sin embargo, algunos usuarios pueden elegir realizar algún tipo de pruebas de adherencia para determinar la calidad de la unión entre el recubrimiento y el sustrato, así como entre los recubrimientos.
Algunas de estas pruebas de adherencia son:
•
ASTM D677 Cuchillo/micrómetro/microscopio
•
Desprendimiento mediante cinta adhesiva
•
Pruebas de adherencia por pull-off mediante instrumentos portátiles:
–
Elcometer 106
–
Equipo Defelsko
–
Equipo HATE
–
Equipo PATTI
Estos ensayos de adhesión pueden usarse para investigar fallas del recubrimiento.
19.6 ASTM D6677 Cuchillo/Micrómetro
Figura 19.6 Midiendo el EPS con un Micrómetro
(ASTM D6677)
19.6.1 Descripción del Equipo
Para una prueba de adherencia rápida, se puede usar una navaja de bolsillo o un cuchillo bastante afilado.
19.6.2 Uso Adecuado del Instrumento
El cuchillo se usa para cortar a través del recubrimiento y se intenta desprender la película
del sustrato. El micrómetro se utiliza para comprobar el espesor del recubrimiento después
de ser desprendido, si es necesario.
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19-14
19.6.3 Parámetros de Operación
Ésta es una prueba altamente empírica y la evaluación de la fuerza de adherencia puede estar
en los ojos del usuario. Una evaluación de los resultados puede estar sujeta a discusión.
Obviamente, si el recubrimiento se desprende fácilmente de la superficie, podría decirse que
la adhesión al sustrato no es la apropiada.
Si el recubrimiento se desprende en pedazos muy pequeños al hacer palanca con el cuchillo,
entonces la adhesión debe ser totalmente aceptable. Si se emplea esta prueba, entonces se
debe alcanzar algún acuerdo entre las partes involucradas sobre cómo evaluar los resultados.
19.7 Medición de Adherencia con Cinta Adhesiva (ASTM Método A y B)
ASTM D3359, Método de Ensayo Estándar para Medir la Adherencia Mediante Cinta Adhesiva, describe dos métodos para medir la adhesión.
19.7.1 Descripción del Equipo
Método A
El único equipo necesario para el método A es un cuchillo filoso y una cinta especial necesaria para desprender.
Método B
Un cortador especial (en algunos sitios conocido como “garra de tigre”) para cortes en rejilla
o un cuchillo afilado se utiliza para hacer los cortes a través del recubrimiento hasta llegar al
sustrato (Figura 19.7). Se realizan dos cortes en ángulo recto entre sí dando lugar a una red
de cuadrados pequeños. Una gama de cuchillas están disponibles para diferentes espesores y
tipos de recubrimiento.
Una cinta especial se aplica a la superficie y se retira. La adhesión es evaluada visualmente
comparando el estado de la rejilla después de la prueba contra los Estándares.
Figura 19.7 Elcometer 107 Cortador en Rejilla o Garra de Tigre
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19.7.2 Uso Adecuado
19.7.2.1 Método A (Procedimiento de Ensayo)
El método descrito en la foto de abajo es el Método A, en el que se hace un corte en X en la
película del recubrimiento. Este método se usa para películas de recubrimiento de espesores
superiores a los 125 µm (5 mils) (Figura 19.8).
Figura 19.8 Corte en X Después de la Remoción de la Cinta
Método A
Las descripciones de la Norma ASTM para clasificar la adhesión por el método de corte en X
son:
5A
Sin remoción o desprendimiento
4A
Rastros de desprendimiento o remoción sobre incisiones o sus intersecciones
3A
Remoción notoria sobre las incisiones de hasta 1,6 mm (0,0625 in.) en cualquier lado
2A
Remoción notoria sobre casi todas las incisiones de hasta 3,2 mm (0,125 in.) en
cualquier lado
1A
Remoción de la mayoría del área de la X bajo la cinta
0A
Remoción más allá del área de la X
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19-16
19.7.2.2 Método B (Procedimiento de Ensayo)
Si los cortes son de forma individual:
Una serie de cortes se hacen en ángulo recto entre sí. Para las películas delgadas de 50 µm (2
mils), se realizan 11 cortes de 1 mm de distancia entre sí en cada dirección. Para las películas de espesores entre 50 y 125 µm (2 – 5 mils), se hacen 6 cortes de 2 mm de distancia entre
sí en cada dirección (Figura 19.9).
Figura 19.9 Realizando Cortes con Cuchilla X-Acto para la Prueba Corte en Rejilla
Si se utiliza el Cortador o Garra de Tigre:
Seleccione las cuchillas apropiadas, seis u once, según el espesor del recubrimiento. Los
bordes del cortador se presionan sobre el área de evaluación y la herramienta se pasa una vez
en cada dirección para intersectar los cortes en un ángulo de 90° (Figura 19.10, Figura
19.11).
Figura 19.10 Cortador con Seis Cuchillas
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Figura 19.11 Usando la Herramienta para Realizar los Cortes
Con cualquier método, asegúrese de aplicar la presión suficiente para cortar a través del recubrimiento hasta llegar al sustrato.
Después de hacerse los cortes, limpie ligeramente el área con un cepillo para quitar cualquiera partícula desprendida. Corte dos tiras completas de la cinta adhesiva. Coloque la cinta
sobre los cortes, aplanándola firmemente con una goma de borrar de un lápiz para asegurar
un buen contacto (Figura 19.12). Quite la cinta dentro de 90 (±30) segundos de su aplicación, desprendiendo el extremo libre y tirando rápidamente de éste (pero sin halar bruscamente) lo más cercano posible a un ángulo de 180 grados.
Figura 19.12 Cinta Después de la Prueba sobre el Reticulado
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Figura 19.13 Clasificación de los Resultados de la Prueba de Adhesión por Cinta Adhesiva
Método B
La Norma ASTM describe la clasificación de la adherencia cuando se realiza esta prueba:
5B
Los extremos de los cortes son completamente suaves; y ninguno de los cuadrados
de la retícula se desprende.
4B
Pequeñas hojuelas del recubrimiento se desprenden de las intersecciones; menos del
5% del área se ve afectada.
3B Se desprenden hojuelas pequeñas del recubrimiento a lo largo de los extremos e intersecciones de los cortes. El área afectada es de un 5% a un 15% del reticulado.
2B
El recubrimiento tiene hojuelas a lo largo de los extremos y en las partes de los cuadrados. El área afectada es de un 15% a un 35% del reticulado.
1B
El recubrimiento se ha desprendido a lo largo de los extremos de los cortes en grandes cantidades y los cuadrados se han desprendido en su totalidad. El área afectada
es de un 35% a un 65% del reticulado
OB Desprendimientos superiores al Grado 1.
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Cabe destacar que algunos recubrimientos que podrían tener un buen resultado en las pruebas
de adherencia por pull-off, no dan muy buen resultado en las pruebas de corte en rejilla. Los
recubrimientos que son frágiles tienden a fracturarse cuando se usa este segundo método.
19.7.3 Parámetro de Operación
El Método B se puede realizar para evaluar la adhesión de pinturas y recubrimientos de polvo, hasta un espesor de 125 μm (5 mils).
La precisión y la repetitividad del instrumento son altamente dependientes de la persona que
efectúa la prueba y cómo interpreta la lectura.
Errores comunes al realizar esta evaluación pueden incluir:
•
No aplicar suficiente presión para cortar a través del recubrimiento hasta el sustrato
•
Usar una cinta adhesiva incorrecta (no tiene suficiente poder de adhesión o demasiado)
•
Retirar la cinta demasiado rápido o con el ángulo incorrecto
19.8 Pruebas de Adhesión por Pull-Off usando Medidores Portátiles
Las pruebas de la cinta descritas anteriormente proporcionan un primer indicio de adherencia
del recubrimiento a un sustrato. Sin embargo, frecuentemente se puede requerir un método
más preciso de medición de adherencia del recubrimiento, particularmente en sistemas con
múltiples capas.
Este método está descrito en la Norma ASTM D4541, Método de Ensayo Estándar para la
Resistencia al Desprendimiento por Tensión de Recubrimientos Usando Medidores Portátiles de Adherencia, Anexo A-2.
Este método de prueba cubre los equipos y procedimientos para evaluar la resistencia al desprendimiento (adherencia) de un recubrimiento, determinando:
•
Ya sea la mayor fuerza perpendicular (en tensión) que una superficie pueda soportar antes de
que una parte del recubrimiento se desprenda, o
•
Si la superficie permanece intacta a una tensión predeterminada (aceptación/rechazo)
La falla ocurrirá a lo largo del plano más débil en el sistema, el cual comprende:
•
Testigo (dolly)
•
Sistema adhesivo-recubrimiento
•
Sustrato
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Las fallas serán expuestas mediante la superficie fracturada.
Este método minimiza el esfuerzo de tensión comparado con el esfuerzo de corte aplicado
por otros métodos como el raspado o adhesión con la cuchilla y los resultados no son comparables.
Este método usa un equipo portátil de adherencia que es capaz de aplicar una carga concéntrica y contra-carga a una sola superficie, de forma que los recubrimientos puedan evaluarse
incluso si un solo lado es accesible.
Las mediciones están limitadas por la fuerza de adherencia entre el dispositivo de carga y la
superficie del recubrimiento, o la fuerza cohesiva del sustrato.
Las pruebas pueden ser destructivas y se puede requerir la reparación de la superficie.
En general, la prueba de adhesión por “pull-off” se realiza colocando un adhesivo, un testigo
de aluminio (“dolly”) colocado perpendicularmente a la superficie del recubrimiento. Después del curado del adhesivo, el medidor portátil se acopla al testigo de prueba y se alinea
para aplicar una tensión perpendicular a la superficie evaluada.
La fuerza aplicada al testigo se incrementa periódicamente hasta que un pedazo de recubrimiento se desprende o hasta que se alcanza un valor especifico.
Cuando se obtiene un desprendimiento, la superficie expuesta representa el plano de la fuerza
limitante dentro del sistema. La naturaleza de la falla se califica en base al porcentaje de falla adhesiva y cohesiva en la interface y capas involucradas. La resistencia al desprendimiento (adherencia) de un recubrimiento se mide en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm2)
o en libras por pulgada cuadrada (psi).
19.8.1 Elcometer 106
Figura 19.14 Elcometer 106 Medidor de Adhesión por “Pull-Off”
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19.8.1.1 Descripción del Equipo
El Medidor de Adhesión por Pull-Off Elcometer 106 está diseñado para medir la fuerza de la
adhesión de los recubrimientos aplicados (Figura 19.14). Hay cinco otros modelos del Elcometer 106. Una amplia gama de recubrimientos pueden ser evaluados incluyendo pinturas,
plásticos, metales termorociados, epóxicos, barnices para madera, laminados en madera, entre otros.
También está el Medidor de Adhesión Elcometer 106 Escala 6, diseñado para determinar la
fuerza de la adhesión de los recubrimientos aplicados a superficies de concreto (hormigón).
También pondrá a prueba la resistencia a la tracción del concreto endurecido en sitio.
El medidor de adhesión emplea un método de desprendimiento por pull-off para medir la
fuerza necesaria para retirar un área del recubrimiento del material base.
19.8.1.2 Uso Adecuado
El Elcometer 106 y Elcometer 106 Escala 6 funcionan de la misma manera con mínimas diferencias. Siempre debe consultar el manual de servicio del fabricante para su modelo específico. Para esta sección nos centraremos en el modelo 106.
Las áreas seleccionadas para el ensayo deben ser superficies planas bastante grandes para
acomodar un número específico de pruebas de réplicas. Usualmente, se requiere de un mínimo de tres réplicas para caracterizar estadísticamente el área de prueba.
Las áreas de prueba seleccionadas deberán tener suficiente espacio alrededor de éstas para
colocar el aparato, suficientemente planas para permitir el alineado y ser lo suficientemente
rígida para soportar la contra fuerza.
Figura 19.15 Creando Rugosidad en el Dolly
Prepare la superficie del dolly, y del recubrimiento donde se va a aplicar la prueba, ligeramente lijando con un papel abrasivo # 400 más fino (Figura 19.15). Tenga cuidado de no
afectar la integridad del recubrimiento. Desengrase luego estas áreas utilizando un solvente
adecuado para limpiar las superficies, tal como MEK o xilol.
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Mezcle el adhesivo especificado y/o acordado en conformidad con la recomendación del fabricante. El adhesivo suministrado con el instrumento es Araldite Regular que es una pasta
epóxica de dos componentes. Otros tipos incluyen adhesivos acrílicos con tiempos de fijación mucho más rápido. La idoneidad de cualquier adhesivo debe ser determinada por el
usuario. Algunos recubrimientos pueden verse adversamente afectados por los adhesivos
utilizados. Algunos adhesivos pueden ser contaminados por el ambiente en que está operando el recubrimiento, solventes, etc.
Aplique una película uniforme sobre la superficie preparada del dolly. Colóquelo sobre la
superficie de ensayo preparada y aplique presión para exprimir el exceso de adhesivo.
Existen dos tamaños de dollies disponibles para
el Elcometer 106, 20 mm. (dolly estándar) y 40
mm. (dolly grande). Recubrimientos en concreto,
películas a base de cemento y superficies disparejas pueden ser evaluadas efectivamente con un
dolly grande. Este tiene un diámetro dos veces
mayor y, por lo tanto, 4 veces mayor que el área
de un dolly estándar. Las lecturas del Elcometer
106 deben ser dividas entre 4 para compensar.
Un anillo de base especial se utiliza para apoyar
al instrumento y permitir su funcionamiento adecuado.
El Elcometer 106 Escala 6, diseñado para
concreto utiliza un dolly de 50,8 mm (2”).
No se requiere una conversión para determinar los resultados.
Retire con cuidado el exceso de adhesivo alrededor del dolly. (Precaución: El movimiento,
especialmente el retorcerlo, puede causar pequeñas burbujas que coalescen en un gran holiday lo que constituye una discontinuidad durante la prueba).
Permitir el tiempo suficiente para que el adhesivo se fije y alcance el curado recomendado.
Una presión constante de contacto debe mantenerse en el dolly mientras que se fija el adhesivo y se alcanza una primera fase de curado. Sistemas de fijación magnética o mecánica pueden ser utilizados. Sistemas de sujeción, tales como cinta adhesiva, que dependen de su ad-
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hesión al sustrato, deben utilizarse con cuidado para asegurar de que no se relajen con el
tiempo ni permitan que el aire se introduzca entre el dolly y el área del ensayo.
El cortar alrededor del dolly viola el criterio fundamental de una prueba de un recubrimiento
inalterado (vea ASTM D 4541, Sección 6.7). Si se hace el cortado esto deberá reportarse.
Cortar alrededor de la base sólo es necesario cuando la unión lateral en el recubrimiento es mayor que la adhesión, por
ejemplo en recubrimientos elastoméricos.
Si el sustrato es delgado, normalmente menor a 6,4 mm. (0,25 in.), debe usarse un anillo de
soporte. El anillo debe colocarse concéntricamente alrededor del dolly sobre la superficie
recubierta (Figura 19.16).
Figura 19.16 Imagen Cercana del Medidor de Adhesión
Después del curado del adhesivo y de que el área esté lista para evaluarse, coloque el medidor de adhesión sobre el testigo asegurando que está haciendo contacto completo con la superficie; afloje la manivela del medidor. Alinee el dispositivo de acuerdo a las instrucciones
del fabricante y coloque el indicador de fuerza en cero (0) en la escala y acople el puerto con
el dolly cuidadosamente (Figure 19.17).
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Figure 19.17 Colocando el Puerto sobre el Testigo
Sostenga el medidor de adherencia en una mano para evitar que gire y apriete la tuerca del
indicador lenta y uniformemente para aplicar una fuerza cada vez mayor sobre el dolly y así
el recubrimiento. Incremente la carga de manera continua y sin sobre saltos, a una velocidad
no mayor de 1 MPa/seg (150 psi/seg).
Continúe hasta que el recubrimiento falle y el dolly se retire de la superficie, o hasta que se
alcance el valor especificado del ensayo, en alrededor de 100 segundos o menos. Lea la escala del indicador y determine el valor más alto en el que se obtuvo la falla o la fuerza máxima aplicada.
Inmediatamente después de terminar el ensayo y la fuerza de desprendimiento ha sido registrado, afloje la manilla del selector
o tuerca para retirar toda la fuerza de la
unidad.
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Figura 19.18 Girando la Manivela del Medidor
Si ocurre un desprendimiento de material, etiquete y almacene el dolly para la calificación de
la superficie fallada.
Figura 19.19 Acercamiento del Dolly después del Desprendimiento
Figura 19.20 Testigos con Varias Cantidades de Pintura Adherida
Para todas las pruebas que se hacen hasta alcanzar una falla, calcule el porcentaje de fallas
adhesivas y cohesivas de acuerdo a sus áreas respectivas y posiciones dentro del sistema de
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ensayo, el cual comprende las capas del recubrimiento y del adhesivo. Un método para hacer
esta determinación es el siguiente:
•
Describa el espécimen de prueba como el sustrato A, y las sucesivas capas de recubrimiento
que han sido aplicadas como B, C, D, etc., incluyendo al adhesivo, Y, el cual pega al dolly, Z,
sobre el recubrimiento externo.
•
Designe las fallas cohesivas en las capas dentro de la cual ocurrió como B, C, etc. y el porcentaje de cada una.
•
Designe las fallas adhesivas por las interfaces en las cuales ocurrieron, como A/B, B/C, C/D,
etc., y el porcentaje de cada una.
Al igual que con todos los instrumentos, es su responsabilidad de conocer el procedimiento
de operación. Consulte el manual del fabricante para obtener instrucciones más detalladas.
El Medidor de Adhesión por Pull-Off Elcometer 106 puede ser utilizado según los siguientes
Estándares Nacionales e Internacionales: ASTM D4541, AS/NZS 1580.408.5, EN 13144,
ISO 4624 reemplaza EN 24624 y NF T30-062, ISO 16276-1 y NF T30-606.
El Elcometer 106-6 puede ser utilizado según los siguientes Estándares Nacionales e Internacionales: ASTM D7234, BS 1881-207, EN1542, EN 12636.
19.8.1.3 Calibración
Todos los instrumentos de los fabricantes deben cumplir con todos los estándares del NIST
para la calidad y el uso y estar en conformidad con ANSI/NCSL Z540-6 (Estándar Nacional
de Calibración).
Para verificaciones y certificaciones contacte al fabricante o distribuidor de su equipo. Se
requieren verificaciones de la calibración periódicamente para garantizar que la carga correcta se está aplicando al dolly. Elcometer puede realizar estas verificaciones y emitir certificado trazable a las normas nacionales.
19.8.1.4 Parámetros de Operación
Hay cinco diferentes rangos del Elcometer 106 que están disponibles (Tabla 3). Con el Elcometer 106 Escala 6, cada rango se expresa en unidades imperiales y métricas y está directamente relacionado con el área del dolly estándar.
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RANGO
Escala
N/mm2 (MPa)
kg/cm2
lb/in2
Elcometer 106/1
1
0,5 a 3,5
5 a 35
100 a 500
Elcometer 106/2
2
1a7
10 a 70
200 a 1000
Elcometer 106/3
3
3 a 15
30 a 150
500 a 2000
Elcometer 106/4
4
5 a 22
50 a 220
500 a 3200
Elcometer 106/5
5
0,05 a 0,2
0,5 a 2,0
5 a 30
Tabla 3: Elcometer 106 Rangos del Medidor de Adherencia
La precisión del Elcometer 106 es de ±15% de la lectura real. La repetitividad de los resultados del ensayo es bastante alta.
Errores Comunes:
•
El uso de un adhesivo que tiene una menor fuerza de unión que el valor que quiere alcanzar
•
Girar la manivela demasiado rápido o con movimientos bruscos puede hacer que se obtengan
lecturas falsas
•
No se coloca el indicador en cero
19.8.2 Unidad Defelsko
Figure 19.21 Defelsko Positest AT Manual y Automático
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19.8.2.1 Descripción del Equipo
El DeFelsko PosiTest AT mide la fuerza necesaria para retirar un diámetro de prueba especificado del recubrimiento de su sustrato mediante presión hidráulica (Figura 19.21). Está disponible tanto en versión manual o automática. Esta sección se centrará en la versión manual.
El PosiTest AT manual tiene una bomba hidráulica manual de servicio pesado diseñada para
aplicar presión pull-off de manera suave y continua, con un indicador de la tasa de tensión
para monitorear y ajustar manualmente la velocidad del ensayo.
El PosiTest AT Automático tiene una bomba hidráulica con control electrónico que automáticamente aplica la tensión a una velocidad especificada por el usuario
19.8.2.2 Uso Adecuado
Consulte el manual de operación del fabricante de su modelo específico para obtener instrucciones detalladas sobre su operación.
Elija un dolly del tamaño adecuado para el rango de fuerza de adhesión previsto. El dolly
viene en tamaños de 10, 14, 20 ó 50 mm. con capacidad y resolución para medir mediante
una amplia gama de fuerzas de adhesión.
19.8.2.2.1 Preparación del Dolly
Para eliminar la oxidación y contaminantes, coloque la almohadilla abrasiva, incluida con el
el equipo, sobre una superficie plana y frote la base del dolly sobre esta de 4 a 5 veces.
Cuando sea necesario, elimine el residuo sobrante del proceso de lijado con un paño seco o
papel absorbente.
19.8.2.2.2 Preparación del Recubrimiento
Cree una ligera rugosidad en el recubrimiento con la almohadilla abrasiva incluida.
Debido a que el crear rugosidad sobre el
recubrimiento puede causar fallas, sólo se
debe hacer cuando sea necesario remover
contaminantes superficiales, o cuando la
fuerza de adhesión entre el adhesivo y el
recubrimiento es insuficiente para efectuar la prueba.
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Para promover la adhesión entre el dolly y el recubrimiento, desengrase la superficie a evaluar con alcohol o acetona para quitar el aceite, la humedad o el polvo.
Asegúrese que cualquier técnica alternativa de crear rugosidad, desengrasado o adhesivo no alteren las propiedades del recubrimiento. Haga una prueba mediante
la aplicación de una cantidad pequeña de
desengrasante o adhesivo a un área de
muestra y observe los efectos.
19.8.2.2.3 Selección del Adhesivo
El adhesivo incluido en el Kit del Medidor de Adhesión PosiTest ha sido seleccionado debido a su versatilidad. Este adhesivo tiene un impacto mínimo sobre una variedad de recubrimientos y tiene una resistencia a la tracción superior a la capacidad máxima de desempeño
del sistema de presión en condiciones ideales. Otros adhesivos pueden ser preferibles según
los diferentes requisitos, tales como el tiempo de curado, tipo de recubrimiento, la temperatura de trabajo y la fuerza de desprendimiento. Los cianoacrilatos de un componente de curado
rápido pueden ser suficientes para las superficies pintadas, pero los epoxi de dos componentes son los preferidos para recubrimientos porosos o rugosos.
19.8.2.2.4 Aplicación del Dolly
Mezcle el adhesivo según las instrucciones del fabricante y aplique una capa uniforme de pegamento en la base del testigo (aproximadamente 2 – 4 mils ó 50 – 100 micrones para obtener mejores resultados).
Coloque el dolly en la zona del recubrimiento de prueba preparada.
Si la superficie a ser evaluada está de forma vertical o invertida, se puede requerir
buscar una manera de sujetar el dolly en su
lugar durante el tiempo de curado, ej. con
cinta adhesiva.
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19-30
Empuje suavemente hacia abajo en el dolly para exprimir el exceso de adhesivo. No gire ni
deslice el dolly hacia atrás ni hacia adelante sobre el recubrimiento ya que esto pueda formar
burbujas de aire.
Retire con cuidado el exceso de adhesivo en los bordes del testigo con los hisopos de algodón
incluidos.
Deje que el pegamento cure según las instrucciones del fabricante.
Muchos adhesivos curan más rápido y
brindan una adhesión más fuerte cuando
curan con calor. De la misma manera, los
ambientes fríos pueden causar un tiempo
más largo del curado y una fuerza de adhesión menor.
19.8.2.2.5 Prueba de Desprendimiento (Pull-Off)
El Medidor PosiTest AT se prende y muestra líneas cuando se pulsa el botón “cero”. Para
preservar la vida de la batería, el instrumento se apaga después de 5 minutos de inactividad.
Verifique que la válvula de alivio de presión en la bomba esté completamente abierta (Gire a
la izquierda) (Figura 19.22).
Figura 19.22 Válvula de Alivio de Presión
Empuje la manilla del medidor completamente hacia abajo. Coloque el actuador (o “puller”)
alrededor del dolly y conecte el acoplamiento rápido a la cabeza del testigo a través de los
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agujeros en el conjunto del actuador y levante el acoplamiento rápido. Suelte el acoplamiento rápido cuando la cabeza del dolly esté completamente encajada.
Cierre completamente la válvula de alivio de presión en la bomba (Gire a la derecha).
Según sea necesario, verifique y ajuste el tamaño del testigo pulsando la tecla “dolly” en el
equipo. Seleccione las unidades de presión pulsando el botón “psi/mpa”. El instrumento
mantendrá estos ajustes, incluso después de pulsar el botón “cero”.
Lleve el instrumento a cero ANTES de comenzar a bombear, pulsando la tecla “cero”. Esto
prepara el instrumento para el ensayo borrando la pantalla.
Bombee despacio hasta que la lectura en la pantalla se aproxime a la presión de cebado. La
presión de cebado es el punto en que el instrumento comienza a calcular y mostrar la tasa de
extracción. También es la presión a la que se habilita la capacidad de almacenar lecturas.
Las presiones de cebado para los varios diámetros del dolly son:
10 mm
400 psi
2,8 MPa
14 mm
200 psi
1,4 MPa
20 mm
100 psi
0,7 MPa
50 mm
50 psi
0,4 MPa
Para obtener resultados óptimos, antes de exceder la presión de cebado devuelva la manilla
de la bomba a su posición vertical y luego complete un solo bombeo a la tasa de medición
deseada hasta que el actuador separe el dolly del recubrimiento.
Abra la válvula de alivio de presión y retire el testigo del actuador.
Las lecturas pueden ser almacenadas en la memoria pulsando la tecla de “MEMORY”.
Las lecturas almacenadas pueden ser introducidas en el software PosiSoft de DeFelsko (Figura 19.23) que ofrece una variedad de funciones incluyendo:
•
Muestra la presión, velocidad, duración de la prueba y el dolly hasta para 200 desprendimientos
•
Calcula el máximo, mínimo, media y desviación estándar
•
Imprime y muestra gráficos básicos e histogramas
•
Crea gráficos en tiempo real de cada desprendimiento para un análisis más detallado de la
presión aplicada en el tiempo
•
Permite la entrada de notas y anotaciones
•
Exportaciones a un documento u hoja de cálculo
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•
19-32
Ofrece apoyo multi-idioma, incluyendo Inglés, Alemán, Italiano, Español y Francés
Figura 19.23 Imagen del Posisoft Software
El Positest AT puede ser utilizado según los estándares nacionales e internacionales incluyendo ASTM D4541/D7234, ISO 4624/16276-1, AS/NZS 1580.408.5.
19.8.2.3 Calibración
El PosiTest se entrega con un Certificado de Calibración con trazabilidad a una norma nacional. El PosiTest debe ser devuelto al fabricante a intervalos regulares, normalmente de un
año, para su calibración.
19.8.2.4 Parámetros de Operación
El sistema de presión del medidor de adhesión PosiTest está calibrado y certificado a ± 1%
de precisión, usando la célula de carga con trazabilidad al NIST. El instrumento tiene una
resolución de 1 psi (0,01 MPa). Las mediciones obtenidas son altamente repetibles.
Usted debe verificar las lecturas cuando las mediciones están fuera de los parámetros conocidos. También verifique si el resultado de la lectura digital no muestra un aumento constante
al realizar la prueba o si el medidor no llega al cero antes de su uso.
Errores comunes que pueden ocurrir durante el uso de este instrumento son:
•
Bombeo de la presión demasiado rápido al principio de una prueba puede causar un pulso de
presión repentino, haciendo que el medidor funcione como si la prueba se hubiera completado, provocando así que se congele
•
Uso de adhesivo inadecuado; aplicar mucho o poco; no permitir que el adhesivo cure correctamente
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19-33
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19.8.3 Unidad Medidor Hidráulico (HATE)
Figura 19.24 Elcometer 108
19.8.3.1 Descripción del Equipo
El medidor hidráulico de adhesión Elcometer 108 se utiliza para medir la adherencia entre el
recubrimiento y el sustrato (Figura 19.24). El medidor es un indicador fiable y simple. Hay
dos versiones del Elcometer 108; una está equipada con un medidor de presión de dial y el
otro está equipado con un manómetro digital.
19.8.3.2 Uso Adecuado del Instrumento
Identifique la superficie de ensayo donde va a pegar el dolly. Limpie la superficie de ensayo
del dolly y del área de la muestra con un solvente para quitar el aceite y la grasa. Aplique
una capa fina y uniforme de adhesivo a la superficie de ensayo del dolly. Presione el dolly
durante 10 segundos. Deje que el dolly repose para que el adhesivo se endurezca durante el
tiempo requerido según las instrucciones del fabricante del producto.
Gire la manilla completamente hacia la izquierda para liberar la presión del instrumento.
Utilice el pulgar u otro dedo para empujar el pasador completamente arriba, hacia el cuerpo
del equipo. Retire la manga del acoplamiento e inserte el pasador en el centro del dolly. Libera la manga del acoplamiento. El instrumento debe sujetar al dolly con firmeza. Si el acoplamiento no se agarra firmemente al dolly, es posible que haya exceso de adhesivo en el
centro del dolly. Retire el exceso de adhesivo.
El medidor de presión se calibra a cero de la siguiente manera.
Medidor de adhesión analógico:
•
Gire la manilla del frente del medidor para calibrar el indicador rojo a “0”.
Medidor de adhesión digital:
•
Pulse el teclado de encendido (on/off) para encender el dispositivo.
•
Pulse teclado de 0 para calibrar a cero.
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
•
19-34
Pulse el teclado MAX para ajustar el medidor para almacenar la fuerza máxima registrada durante la prueba. La pantalla indica MAX y guarda el valor máximo hasta que el botón se presiona por segunda vez. La función MAX se apaga cuando el indicador se apaga
Aumente la presión girando la manilla hacia la derecha, lenta y suavemente, hasta que se llegue a cualquiera de las siguientes situaciones:
•
Para las pruebas destructivas, el dolly y el recubrimiento se desprenden del sustrato
•
Para las pruebas no destructivas, se alcanza el valor mínimo de presión determinada
Si es posible, complete la prueba dentro de los 90 segundos de su inicio. Esto va en acuerdo
con algunas normas para los ensayos de adhesión.
Registre los resultados de la prueba con la siguiente información:
•
Presión – indicado por el medidor
•
Ubicación de la prueba
•
Tipo de adhesivo
•
Detalles del sistema de recubrimientos
•
Duración de las pruebas
•
Aspecto de las fallas, por ejemplo, limpia entre el recubrimiento y el sustrato, separación de
las capas de recubrimiento, bordes rugosos
DESPUÉS DE LA PRUEBA disminuya la presión a cero girando manilla completamente
hacia la izquierda.
Los adhesivos de cianoacrilato se recomiendan normalmente para pegar dollies en el área de
prueba debido a su tiempo de secado relativamente rápido. Sin embargo, hay varios recubrimientos para los cuales los adhesivos de cianoacrilato no son adecuados. Estos son:
•
Termoplásticos, celulosas, vinílicos, caucho (hule) clorado y algunos acrílicos, debido a la
posibilidad de que el pegamento reaccione con el recubrimiento
•
Recubrimientos porosos, por ejemplo algunos metal termorociados, en cuyo caso el pegamiento, debido a su baja viscosidad, ingresará dentro del material, pegando las partículas entre sí y, posiblemente, alterando su adherencia
Un epoxy de dos componentes como el Araldite™ o un adhesivo acrílico modificado de tipo
gel se debe utilizar con los recubrimientos descritos anteriormente.
En caso de duda en cuanto al tipo de adhesivo a utilizar, póngase en contacto con el fabricante del recubrimiento para que lo aconseje.
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19-35
Ensayos e Instrumentos Destructivos
La unidad de HATE puede ser utilizada según las normas ASTM D4541, ISO 16276-1 y NF
T30-606.
19.8.3.3 Calibración
La calibración del medidor puede verificarse en el campo con el Elcometer 1970 PFCV –
Unidad Portátil de Verificación de Calibración de Campo. Esta unidad se conecta al medidor
Elcometer 108. Gire la manilla del equipo para ejercer presión y compare la lectura con la
del Elcometer 1970 PFCV.
Revisiones periódicas de calibración durante la vida útil del medidor son un requisito de los
procedimientos de control de la calidad, como ISO 9000 y otras normas. Para verificaciones
y certificaciones de calibración contacte a Elcometer o un distribuidor local de Elcometer.
19.8.3.4 Parámetros de Operación
MEDIDOR DE ADHESIÓN ANALÓGICO
•
Rango de Operación: 0 MPa – 18 MPa (0 PSI – 2600 PSI)
•
Rango de escala: 0 MPa – 25 MPa (0 PSI – 3500 PSI)
•
Resolución de escala: Métrico (negro) 1 división = 1 MPa
•
Imperial (rojo) 1 división = 100 PSI
•
Precisión: Métrico (negro) 0,5 MPa
•
Imperial (rojo) 50 PSI
MEDIDOR DE PRESIÓN DIGITAL
•
Rango de operación: 0 MPa – 18 MPa (0 PSI – 2600 PSI)
•
Rango de escala: 0 MPa – 34 MPa (0 PSI – 5000 PSI)
•
Resolución de escala: 0,05 MPa (7 PSI)
•
Precisión: ±1%
Usted debe verificar las lecturas cuando las mediciones estén fuera de los parámetros conocidos. También, si la lectura no muestra un aumento constante y coherente a la hora de realizar
la prueba.
Algunos errores comunes pueden incluir:
•
Usar el tipo de adhesivo incorrecto o no permitir que el éste cure correctamente
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19-36
19.8.4 Unidad PATTI (Instrumento de Prueba de Adhesión Neumática por
Tensión)
Figure 19.25 Medidor de Adherencia Elcometer 110 PATTI ®
19.8.4.1 Descripción del Equipo
El medidor de adherencia neumático Elcometer 110 es un instrumento fácil de utilizar para
medir la fuerza de adhesión entre un recubrimiento y el sustrato (Figura 19.25).
El medidor utiliza un pistón neumático para aplicar una fuerza de tracción en el eje de un
tornillo tirador pegado al recubrimiento. El medidor mide la presión en el pistón durante la
prueba y la registra al momento en que falla el recubrimiento o cuando la prueba se detiene.
Los valores obtenidos proporcionan una medida cuantitativa de la fuerza de adhesión entre
un recubrimiento y el sustrato o la fuerza de un pegamento.
19.8.4.2 Uso Adecuado del Instrumento
Estas instrucciones describen el uso de la resina epóxica Araldite para sujetar el tornillo tirador al recubrimiento. El uso de otros adhesivos puede requerir diferentes preparaciones de la
superficie y/o técnicas de aplicación. Refiérase a los fabricantes relevantes para los procedimientos recomendados.
Para asegurar una buena adherencia, el tornillo tirador y la superficie de ensayo deben estar
limpios y libres de sucio y contaminantes tales como aceites de la piel, etc.
Limpie el tornillo tirador; puede utilizar cualquier método reconocido para la limpieza y desengrasado de aluminio.
Mezcle la resina epoxy. Aplique al extremo preparado del tornillo tirador, así como a un área
del tamaño del dolly en la superficie de prueba; presione sobre la superficie rugosa del dolly
para llenar los vacíos.
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19-37
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Asegúrese que la resina epóxica no toque
ninguna parte enroscada del tornillo tirador.
Presione el extremo del tornillo tirador que contiene el epoxy sobre la zona de la superficie
de prueba y mantenga la presión durante aproximadamente 1 minuto. Se pueden emplear
prensas adecuadas en caso de que sea necesario.
NO gire, incline o deslice el tornillo tirador en relación con la superficie de ensayo, ya que
esto creará vacíos en el pegamento epoxy.
Mientras sujeta el dolly en su sitio, presione el aro en forma de cuña (con el lado angosto hacia abajo) alrededor del dolly y en la superficie de ensayo. Esto desplaza cualquier exceso de
epoxy lejos del dolly.
Cuando la resina esté completamente curada (se recomiendan 24 horas como mínimo), retire
la cuña apretando suavemente los lados del aro, girando y levantándola. Las prensas también
se deben quitar.
Prepare el módulo de control, presurice el sistema e introduzca el pistón adecuado en la caja
de pistones siguiendo las instrucciones del fabricante.
Asegúrese de que el aro-cuña ha sido eliminado del tornillo tirador.
Asegúrese de que la arandela de protección metálica del interior de la caja del pistón está en
su lugar.
Con el lado recubierto del fieltro hacia abajo, coloque el pistón seleccionado sobre el talón de
extracción.
Atornille la placa de reacción en el tornillo tirador hasta que se logre un ligero contacto con
el pistón. Tenga en cuenta esta orientación.
Destornille la placa de reacción a través de 90° desde el punto de contacto. Esto permitirá
sellar el empaque y alinear la placa de reacción perpendicular al eje del tornillo tirador.
El medidor de pistón de presión digital debe decir 00.0. En caso contrario, ajuste el cero presionando la tecla Reset y al mismo tiempo girando el control de reajuste a “cero” en el panel
posterior del módulo de control. Luego suelte la tecla Reset.
Mantenga presionada la tecla Run hasta que el montaje del pistón (con el tornillo tirador adjunto) se desprenda de la superficie (punto de pull-off), o hasta obtener 100 psig.
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19-38
Suelte la tecla Run.
La unidad PATTI puede utilizarse de acuerdo con las normas ASTM 4541, AS/NZS
1580.408.5 e ISO 16276-1.
19.8.4.3 Calibración
Todos los instrumentos de los fabricantes deben cumplir con todos los estándares NIST para
la calidad y uso y estar en conformidad con la norma ANSI / NCSL Z540-6 (Norma Nacional
de Calibración). Revisiones de calibración periódicas durante la vida útil del equipo son un
requisito de los procedimientos de control de la calidad. Para las verificaciones y certificación contacte con el fabricante o distribuidor de su equipo. Un Certificado de Calibración
con trazabilidad puede entregarse después de llevar a cabo las reparaciones. El medidor no
contiene componentes reparables por el usuario.
19.8.4.4 Parámetros de Operación
Una amplia gama de pistones intercambiables están disponibles, proporcionando al usuario
con un medidor con una máxima adhesión de psi 70 MPa / 10.000 psi con un enlace a un suministro de aire externo o recipiente de CO2. Se puede ajustar a una tasa de desprendimiento
de hasta 150 psi/segundo.
Este instrumento tiene una precisión de ± 1%. Debido a la fuerza controlada que se aplica, el
valor de adherencia resultante es altamente repetible.
Usted debe verificar las lecturas cuando las mediciones estén fuera de los parámetros conocidos. También, si la lectura no muestra un aumento constante y coherente a la hora de realizar
la prueba o si el medidor no fue calibrado a cero antes de su uso.
Errores comunes al realizar esta prueba pueden incluir:
•
La presión de suministro de aire puede ser demasiado baja para realizar correctamente la
prueba
•
Selección del pistón equivocado para el rango establecido como meta
•
Selección incorrecta o mala aplicación del adhesivo
19.9 Prueba de Adhesión en Concreto
El Elcometer 106 Escala 6 y el DeFelsko PosiTest AT son dos ejemplos de instrumentos que
pueden utilizarse para probar la adherencia en el concreto. Al realizar la prueba de adherencia sobre concreto, los procedimientos del ensayo pueden ser los mismos, pero muchas veces
puede requerirse un dolly con un área superficial mayor y/o puede ser necesario tomar en
cuenta los factores de conversión. Consulte el manual del usuario de su equipo en particular
para obtener información detallada de las pruebas de adherencia sobre concreto.
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19.10 Pruebas de Dureza
La dureza de un recubrimiento se puede considerar como un indicador de su curado y, por lo
tanto, su desempeño esperado. Hay varios métodos para determinar la dureza del recubrimiento, pero sólo se presentarán dos en este curso:
•
Dureza al lápiz
•
Dureza por impresión
La rápida determinación de la dureza de una película de un recubrimiento orgánico, por la
prueba de dureza al lápiz, se usa para el desarrollo del trabajo y para establecer criterios para
varios recubrimientos.
Estas pruebas de dureza se realizan mejor bajo condiciones de laboratorio; sin embargo, pueden realizarse en campo. El inspector de recubrimientos deberá familiarizarse con estos métodos de ensayo y deberá ser capaz de realizarlas en condiciones de campo.
La dureza por impresión se usa para clasificar los recubrimientos o sustratos rígidos por su
resistencia al abuso mecánico, tal como el producido por golpes, cortes y rallado.
19.11 Prueba del Lápiz
Figure 19.26 Prueba de Dureza al Lápiz Elcometer 501
19.11.1 Descripción del Equipo
La prueba del lápiz para la dureza de películas está basada en la Norma ASTM D3363, Métodos de Ensayo Para la Dureza de Películas Mediante la Prueba del Lápiz.
Este método de ensayo cubre el procedimiento para determinar la dureza de la película de un
recubrimiento orgánico sobre un sustrato en términos del trazado de un lápiz de dureza conocida (Figure 19.26).
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19-40
El propósito de la prueba es determinar la dureza del recubrimiento según lo requerido por
las especificaciones o como dato de desempeño para el recubrimiento suministrado. Los valores de dureza están a menudo correlacionados como una función del curado de un recubrimiento.
Muchos fabricantes de recubrimientos utilizan este método de ensayo en trabajo experimental, pruebas de control de producción y como un indicador del desempeño de un recubrimiento dado, a razón de que, entre más duro sea el recubrimiento, más completo será el curado y
mejor será el desempeño del mismo.
Debido a que los resultados pueden variar entre diferentes operadores y entre diferentes laboratorios. Se deberá hacer un esfuerzo para regularizar la dureza del carbón usado y la técnica
seguida.
Si se usa como base para un acuerdo de compra, este método logrará la máxima precisión si
un juego dado de lápices de referencia concuerda entre el comprador y el vendedor.
19.11.2 Procedimiento de Prueba
Realice la prueba a 25 ± 2° C (73 ± 4° F) y a 50% ± 5% de humedad relativa, a menos que se
acuerde de lo contrario.
Use el lápiz de dibujo o lápices de madera calibrados equivalentes del mismo fabricante, que
cumplan con las siguientes escalas de dureza: 6H, 5H, 4H, 3H, 2H, H, F, HB, B, 2B, 3B, 4B,
5B, 6B (los intervalos de dureza van desde 6H como el más duro, hasta el 6B como el más
blando).
Preparar el lápiz con el sacapuntas especial suministrado con el kit. Si el sacapuntas especial
no está disponible, pele la madera o papel del lápiz alejándose de la punta de 5 a 6 mm. (0,19
a 0,25 pulgadas) para exponer un cilindro liso de grafito.
Sostenga el lápiz a 90° con respecto al papel abrasivo y frote la punta hasta lograr una sección cruzada circular plana y lisa. Asegúrese de que el borde esté libre de astillas o cortes.
Cuando haga esta prueba, sujete el lápiz firmemente a un ángulo de 45 grados respecto a la
película del recubrimiento con la punta del lápiz alejada del operador. Presione el lápiz en
dirección opuesta al operador y haga un trazo de 6,5 mm. (0,25 in.).
Algunos kits, como el medidor de Dureza a
Lápiz Elcometer 501, vienen con un probador diseñado para sostener los lápices en la
posición adecuada.
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Inicie con el lápiz más duro (6H) y continúe hacia abajo en la escala de (6H a 6B) hacia
cualquiera de los puntos extremos:
•
El lápiz que no corte la película del recubrimiento (dureza al corte – a menudo se considerada como la dureza al lápiz), o
•
El lápiz que no raye la película (se denomina la dureza al rayado).
Ejerza una presión uniforme, hacia la película y hacia adelante, para cortarla hasta llegar al
sustrato o para romper el borde de la punta de grafito.
Repita el proceso nuevamente bajando en la escala de dureza de los lápices hasta que se encuentre uno que no corte la película hasta llegar al sustrato o a el recubrimiento anterior, por
una distancia de al menos de 3 mm. (0,13 in.). Ésta es la dureza al corte.
Continúe este proceso hasta que encuentre un lápiz que ni raye ni corte la superficie. Ésta es
la dureza al rayado. Cualquier defecto sobre la película que no sea una cortadura (ranura) se
considera una ralladura.
En algunos casos, los puntos extremos del
corte y de la ralladura pueden ser los mismos.
Realice un mínimo de dos pruebas para la dureza al corte o dureza al rayado para cada lápiz.
Registre la dureza final (si aplica), el medidor empleado, el grado del lápiz y cualquier desviación de las condiciones normales, incluyendo rugosidad en el acabado
Las instrucciones de operación de los fabricantes siempre deben estar disponibles como referencia al realizar este procedimiento.
La Prueba de dureza del lápiz puede ser utilizada según las siguientes normas: ASTM
D3363, BS 3900 E19 e ISO 15184.
19.11.3 Calibración
La prueba de dureza del lápiz no puede ser calibrada.
19.11.4 Parámetros de Operación
Como se mencionó anteriormente, se utiliza el lápiz de dibujo o lápices de madera calibrados
equivalentes del mismo fabricante, que cumplan con las siguientes escalas de dureza: 6H,
5H, 4H, 3H, 2H, H, F, HB, B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B (los intervalos de dureza van desde 6H
como el más duro, hasta el 6B como el más blando).
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Las condiciones ambientales, la técnica del operador, tal como las diferencias en el ángulo de
incidencia de los lápices y la presión ejercida sobre el lápiz, pueden afectar la precisión y reproducibilidad de la prueba.
Errores comunes incluyen:
•
No utilizar el procedimiento adecuado para el grafito del lápiz
•
Sostener el lápiz en el ángulo incorrecto
•
Mala interpretación de los resultados
19.12 Durómetros
Figura 19.27 Elcometer 3120 Durómetro Shore
Estos instrumentos son ampliamente utilizados para evaluar los materiales suaves: Caucho,
varias resinas, madera, cuero, fórmica, etc. (Figura 19.27).
Una punta o una bola penetran en el material bajo la presión de un resorte, con una fuerza
variable dependiendo del modelo. Una lectura directa aparece en el monitor graduado de 0
hasta 100 Unidades de Dureza Shore.
19.12.1 Uso Adecuado
El instrumento se coloca en la muestra verticalmente, de modo que toda la superficie del
equipo esté en contacto con la muestra.
El valor de contacto debe ser tomado de las normas correspondientes y debe mantenerse de
acuerdo al mismo.
La lectura del valor medido se lleva a cabo después de 3 segundos. En ese momento, la
prueba de dureza termina. Para muestras de materiales muy fluidos, el valor medido puede
ser leído después de 15 segundos.
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Si la superficie del medidor de dureza no se mantiene paralela a la muestra, puede haber incertidumbre en la medición.
El durómetro Shore puede ser utilizado según: ASTM D2240 e ISO 7619.
19.12.2 Calibración
La precisión del medidor de dureza debe ser verificada por el operador con regularidad para
asegurarse de obtener resultados fiables. Esto se hace utilizando una placa de control especial. El medidor de dureza se presiona contra la placa. La distancia de medición es aceptable
si el medidor indica “100” (esto es para el medidor Shore A).
Compruebe con el fabricante para saber cómo comprobar la precisión de su modelo.
La calibración debe ser verificada y documentada por un certificado de prueba del fabricante
o un certificado de calibración oficial.
19.12.3 Parámetros de Operación
El medidor dispone de un selector graduado que mide de 0 a 100 Unidades de Dureza Shore.
Está disponible en una amplia gama de versiones diseñadas para distintos tipos de dureza
(Shore A, B, C, D, DO, O, OO).
Existe una precisión de ±1 Shore.
Usted debe verificar la medición si se encuentra fuera de los valores conocidos. Compruebe
la precisión del instrumento con la placa de control y después vuelva a realizar la prueba.
Errores comunes incluyen:
•
No utilizar un medidor con el rango de dureza adecuado que aplica a la muestra a ser evaluada
19.13 Impresor Barcol
Existen varios medidores de dureza portátiles y manuales para usarse en campo. La mayoría
de estos instrumentos se basan en la hendidura (o impresión) de un émbolo o punta en metales suaves, materiales laminados como la goma (hule) y plásticos rígidos reforzados o no reforzados. Uno de tales instrumentos es el impresor Barcol.
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Figura 19.28 Barcol 934
El uso del impresor Barcol se basa en la Norma ASTM D2583, Método de Ensayo Estándar
para la Dureza por Impresión de Plásticos Rígidos Mediante el Impresor Barcol. Este método de ensayo cubre la dureza por impresión de los plásticos rígidos reforzados o no reforzados.
Este método de prueba puede especificarse para muchos materiales pero con algunas modificaciones en el procedimiento, que sentarían un precedente cuando se desee apegarse a la especificación.
Por consiguiente, se recomienda al usuario referirse a la especificación antes de usar este método. El Sistema de Clasificación ASTM D4000 lista los estándares de materiales ASTM
que son pertinentes.
El inspector deberá estar totalmente consciente de los requisitos del cliente al especificar una
prueba de dureza por impresión y debe revisar la norma completamente o la adaptación a ser
considerada.
Algunos usuarios consideran la dureza como una función del curado del recubrimiento y de
su desempeño, esto es, dentro de ciertos límites, entre más duro el recubrimiento de polimerización químicamente inducida o inducida por calor, y entre más completo sea el curado,
mejor será el desempeño del material.
Muchos usuarios especifican este tipo de método de ensayo para aquellos recubrimientos
como los poliésteres reforzados con fibra de vidrio, vinil ésteres, epóxicos, etc., como un indicador del curado. Sin embargo, algunos instrumentos como el impresor Barcol, son mejor
indicados para usarse en materiales homogéneos.
Cuando se aplica a materiales de plásticos reforzados (no homogéneos), el impresor Barcol
producirá una mayor variación en las lecturas de dureza con respecto a aquellos materiales no
reforzados (homogéneos).
Estas variaciones se pueden originar principalmente por las diferencias en dureza entre la resina y los materiales de relleno en contacto con un impresor de diámetro pequeño, de 0,157
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mm. (0,0062 in.). Hay una menor variación en las lecturas de dureza en materiales más duros, en el rango de 50 Barcol y superior, y son considerablemente más variadas las lecturas
en materiales más suaves.
En general, las lecturas de dureza por un método de ensayo dado se verán afectados por:
•
Tipo de recubrimiento, lámina o material de relleno
•
Curado
•
Temperatura ambiente
•
Espesor del material a ser evaluado
•
Tamaño de muestra la prueba
Las lecturas de dureza por impresión son numéricas. Estas lecturas corresponden a los estándares de referencia establecidos por el fabricante del equipo o por acuerdo de la industria.
Hay varios fabricantes de medidores de dureza, como:
•
Rockwell
•
Vickers
•
Brinell
•
Barcol
No hay ninguna relación directa entre las escalas de dureza; sin embargo, una escala puede
correlacionarse con la otra usando una tabla de conversión apropiada.
Estas tablas ayudan al inspector a correlacionar la escala de dureza de un fabricante con otro.
Por ejemplo, una revisión de la tabla de conversión Barcol muestra que una lectura de 73 en
la escala de Brinell deberá compararse con los valores de otros fabricantes, como se muestra
a continuación:
Cuadro 4: Lecturas de Muestra
Brinell
Vickers
Rockwell B
Rockwell E
Rockwell H
73
81
39
81
101
19.13.1 El Impresor
El principio activo del impresor consiste de un cono truncado de acero templado con un ángulo de 26°, con una punta plana de 0,157 mm. (0,0062 in.) de diámetro. El impresor se
ajusta en una aguja hueca y se mantiene presionado por un émbolo de resorte.
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19-46
La escala indicadora tiene 100 divisiones, cada una representa una profundidad de 0,0076
mm. (0,0003 in.) de penetración. A mayor la lectura, mayor dureza del material.
19.13.1.1 Calibración
Discos duros y suaves de aleaciones de aluminio se suministran por el fabricante del instrumento y son los estándares usados para calibrar el equipo.
Con la guía del émbolo superior retraída hasta que se conecta al resorte, el impresor se coloca
en la superficie de vidrio y se presiona hasta que llegue a la guía del émbolo inferior.
El indicador deberá ahora leer 100. Si no lo hace, el tornillo de seguridad deberá aflojarse y
la guía del émbolo inferior deberá moverse para obtener una lectura de 100. A continuación,
el disco de calibración duro se lee y, si es necesario, el dispositivo se ajusta a la lectura que
está marcada en el disco. Entonces, el disco suave se lee y se hacen los ajustes necesarios.
Si estas lecturas no se pueden hacer, entonces cualquier lectura subsecuente no será válida.
Figura 19.29 Sección Transversal del Barcol 934
19.13.1.2 Procedimiento de Prueba
De acuerdo al fabricante, para lecturas precisas, el espécimen de prueba deberá tener un espesor de al menos 0,79 mm. [32 mils (0,03 in.)] y ser lo suficientemente grande para asegurar
una distancia de 3 mm. (0,13 in.) en cualquier dirección desde el punto de impresión al borde
del espécimen.
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Figura 19.30 Medición de Dureza con el Impresor Barcol
•
Coloque el impresor, los discos de calibración y el material de prueba en una superficie lisa y
dura.
•
Ubique el cuerpo del impresor en la superficie de prueba.
•
Coloque las piernas del equipo en la misma superficie, o sobre un material sólido del mismo
espesor de forma que el equipo esté perpendicular a la superficie de prueba.
•
Agarre el instrumento firmemente entre las piernas del equipo y la cubierta del impresor.
•
Rápidamente con una mano, aplique una fuerza en incremento hasta que la aguja indicadora
alcance un máximo (Nota: Algunas lecturas pueden desviarse del máximo en algunos materiales).
•
Registre la máxima lectura.
Cuando se usa un medidor de dureza, se puede observar un fenómeno conocido como flujo
frío o arrastre. Esto sucede cuando el medidor de dureza entra en contacto con el material de
prueba durante un periodo de tiempo. El impresor continúa penetrando en el material y la
aguja indicadora marca cantidades menores.
Esto ocurre debido a que algunos materiales son más plásticos que otros. Si se deformara un
material plástico, éste permanecerá más o menos deformado cuando se deje de aplicar la
fuerza. Un ejemplo sería la masilla, la cual tiene un alto grado de plasticidad.
Un material elástico regresará más o menos a su estado original cuando se reduce la fuerza.
Un ejemplo podrían ser las pelotas del tenis o las pelotas de goma (hule).
Sin tomar en cuenta la elasticidad o plasticidad de los materiales de prueba, de acuerdo con
este método de ensayo, la lectura máxima se registrará como la dureza del material que se
está evaluando.
La prueba de dureza del impresor Barcol usado en materiales reforzados con vidrio, como el
poliéster, deberán realizarse antes de que se aplique el gel coat, para evitar un daño a esta ca-
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Ensayos e Instrumentos Destructivos
19-48
pa de sellado. El gel coat debe repararse si se realizan pruebas de impresión u otras pruebas
de dureza, después de su aplicación si no, podría crearse un punto de falla potencial.
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20-1
Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de Práctica
Capítulo 20: Ensayos e Instrumentos
Destructivos – Laboratorio de Práctica
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer los ejercicios
Ensayos e Instrumentos Destructivos Ejercicios de Práctica
En este capítulo, vamos a aprovechar la información obtenida en el Capítulo 19, demostrando
algunos de los instrumentos que se han descrito. El instructor mostrará cada instrumento junto con el material necesario para realizar cada prueba. Entonces vamos a dejar que usted
tenga la oportunidad de practicar directamente con los instrumentos.
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Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de Práctica
20-2
Estación 1: Medidor de Inspección de Pintura (Medidor Tooke)
Equipo:
•
Medidor Tooke
•
Medidor de EPS (Tipo 1 o Tipo 2)
•
Instrucciones de Operación
•
Panel de Prueba
Tarea:
Utilice el Medidor de Inspección de Pintura (Tooke Gauge) para determinar el espesor de las
capas individuales del sistema de recubrimientos aplicado al panel de prueba. Documente los
resultados en la tabla de abajo.
Demuestre los procedimientos correctos para:
•
Prender y apagar los instrumentos
•
Revisar/cambiar las baterías
•
Ajustar el enfoque
•
Seleccionar la cuchilla adecuada/cambiar la cuchilla
•
Realizar el corte con los instrumentos
•
Ver y evaluar el corte con los instrumentos
¿Cuál es el espesor aproximado del recubrimiento? ________
¿Cuál es la cuchilla adecuada para realizar el corte del ensayo? ________
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20-3
Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de Práctica
Mils/Micrones
Panel #1
1
Espesor del primario
2
Espesor de la capa
intermedia
3
Espesor del acabado
4
Espesor Total de Pe‐
lícula Seca
Panel #2
Mils/Micrones
Panel #1
1
Espesor del primario
2
Espesor de la capa
intermedia
3
Espesor de la capa de
acabado
4
Espesor Total de la
Película Seca
Panel #2
Tabla adicional para practicar:
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Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de Práctica
20-4
Estación 2: Medición de Adhesión con Pruebas de Cinta Adhesiva
Equipo:
•
Cuchillo filoso
•
Regla de Metal
•
Cortadores de Trama Cruzada con dientes de 6 y 11 mm.
•
Cinta Especial
•
Clasificación de los Resultados de Adhesión (Cortes en X y en Rejilla)
•
Instrucciones de Operación
•
Panel de prueba recubierto
Tarea:
Realizar la prueba de adhesión del recubrimiento en el panel de prueba utilizando los métodos de la cinta adhesiva mediante los cortes en X y en rejilla (cortador y cuchillo). Documente los resultados en la gráfica de abajo.
Ensayo
Panel:
Panel:
Corte ‐X
Corte en Rejilla
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20-5
Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de Práctica
Estación 3: Prueba de Adherencia por Pull-Off
Equipo:
•
Medidor de Adhesión Elcometer 106
– Testigos (dollies) de prueba
– Instrucciones de Operación
•
Medidor Defelsko PosiTest AT con dollies de prueba
– Testigos (dollies) de prueba
– Instrucciones de Operación
•
Papel de Lija delgada
•
Adhesivo
•
Fotos de los dollies desprendidos de la superficie recubierta (4) numeradas del 1 al 4
•
Panel de Prueba
Tarea:
Realizar la prueba de adherencia con los dos instrumentos portátiles incluidos. Realice estas
pruebas en los paneles de muestra y documente sus observaciones en la tabla de abajo. La
ubicación de la falla puede ser descrita utilizando la clave a continuación:
A = Sustrato
B = Primera Capa
C = Segunda Capa
D = Tercera Capa (etc.)
Y = Adhesivo
Z = Dolly
Los Dollies de Prueba (1 para el Elcometer 106 y 1 para el Defelsko AT) deben ser aplicados
al panel de prueba mediante el adhesivo incluido y permitir su curado antes de realizar el ensayo. Utilice el procedimiento adecuado para aplicar los dollies de prueba.
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Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de Práctica
20-6
Resultados de la Prueba de Adherencia Pull-Off
Ubicación del
Ensayo
Tipo de
Ensayo
Panel de Prueba #1
Elcometer
106
Panel de Prueba #2
Defelsko
PosiTest
AT
Ubicación del
Ensayo
Tipo de
Ensayo
Panel de Prueba #1
Elcometer
106
Panel de Prueba #2
Defelsko
PosiTest
AT
Valor
(psi)
Falla de
Adherencia
%
Falla de
Cohesión
%
Falla de
Pegamento
%
Ubicación
de la Falla
Valor
(psi)
Falla de
Adherencia
%
Falla de
Cohesión
%
Falla de
Pegamento
%
Ubicación
de la Falla
Tabla Adicional para Practicar:
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20-7
Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de Práctica
Estación 4: Prueba de Dureza
Equipo:
•
Medidor de Dureza Barcol Modelo No. 934
•
2 Discos de Aluminio (1 No. 87 y 1 No. 89)
•
Lápices
Tarea:
1. Demuestre los procedimientos correctos para:
•
Prueba de Dureza al Lápiz – Modelando la punta del lápiz en un cilindro liso
– Empujando el lápiz a través de la superficie
– Interpretando los resultados
•
Prueba de Dureza al Impresor – Punta Cambiable
– Utilizando el instrumento
– Interpretando los resultados
2. Evaluar los paneles de prueba recubiertos incluidos por medio de la prueba de dureza al
lápiz y las pruebas de dureza con el impresor y registre sus resultados en el espacio de
abajo.
3. Evaluar los paneles de prueba desconocidos por medio de la prueba de dureza con el Impresor y registrar sus observaciones en el espacio de abajo.
Panel:
Panel:
Dureza al Lápiz
Dureza con el Impresor
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Ensayos e Instrumentos Destructivos – Laboratorio de Práctica
Número de
Panel
Dureza
Arrastre Observado:
Sí
20-8
Arrastre Observado:
No
1
2
3
4
5
6
7
8
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21-1
Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos Especiales
Capítulo 21: Preparación de la
Superficie, Pintado e Inspección de
Sustratos Especiales
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Sustratos Especiales Metálicos
•
Película Protectora de Óxido
•
Protección Para Metales No Ferrosos
•
Materiales Poliméricos
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
21.1 Introducción
En el Nivel 1, hablamos de dos tipos generales de sustratos:
•
Acero de Carbón
•
Concreto y otras superficies de cemento
De vez en cuando, también se pueden recubrir otros sustratos, los cuales incluyen:
•
•
Sustratos de metales especiales
–
Cobre
–
Aluminio
–
Galvanizado y Metalizado
Otros sustratos
–
Madera
–
Materiales poliméricos (plásticos)
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos Especiales
21-2
Estos sustratos pueden recubrirse debido a una gran variedad de razones, que incluyen:
•
Reforzar la resistencia a la corrosión basada en la definición de NACE sobre la corrosión en
el sentido más amplio: El deterioro de una sustancia o sus propiedades debido a una reacción
con el medio ambiente.
•
Decoración
•
Señalización o identificación
Poco se ha escrito específicamente sobre estos sustratos comparado con la información publicada sobre el acero y el concreto. Por consiguiente, el inspector deberá tener cuidado para
entender totalmente la especificación de recubrimientos y de las hojas técnicas del fabricante
para el trabajo en especifico.
21.2 Sustratos Especiales Metálicos
El inspector de recubrimientos ocasionalmente puede encontrarse con recubrimientos para
metales no ferrosos como el cobre, aleaciones no ferrosas como el latón y aleaciones de hierro y metales no ferrosos como el acero inoxidable (o resistente a la corrosión). Estos metales incluyen:
•
Acero inoxidable
•
Níquel
•
Aleaciones de cobre/níquel
•
Aluminio
•
Bronces de aluminio
•
Cobre
•
Bronce
•
Latón
•
Estaño
•
Cadmio
•
Plomo
•
Magnesio
•
Zinc (que incluye el galvanizado en caliente)
Aunque un número de sustratos metálicos no ferrosos se pueden recubrir, no es probable que
un inspector se encuentre con la mayoría de estos metales y aleaciones, excepto en algunas
circunstancias excepcionales o donde las áreas superficiales a ser recubiertas son pequeñas.
Sin embargo, un inspector de recubrimientos deberá estar pendiente de los problemas que se
puedan originar al recubrir estos tipos de sustratos.
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21-3
Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos Especiales
21.3 Película Protectora de Óxido
Muchos de los metales y aleaciones anteriores reaccionan con la atmósfera produciendo una
película de óxido. Esta película es una parte esencial en la protección contra la corrosión,
como en el caso del acero inoxidable. Si se forma una película substancial de óxido, hay un
riesgo de que un recubrimiento orgánico aplicado posteriormente se pueda adherir bien a esta
película de óxido, pero ésta puede ser demasiado gruesa para permitir que el recubrimiento
penetre hasta la superficie del metal. Adicionalmente, la película de óxido podría tener muy
poca adherencia, causando que la pintura y una parte de dicha película se puedan desprender
fácilmente. Generalmente, las películas de óxido protector del acero inoxidable, níquel, estaño, cadmio son duras y adherentes; después de desengrasar y lavar con agua la superficie,
están listas para se recubiertas con el primario. Algunos tipos de acero inoxidable tienden a
mancharse de óxido cuando se exponen a un ambiente inapropiado. Si esto ocurre, puede ser
necesario remover, total o parcialmente, todo el óxido mediante limpieza abrasiva seca o
húmeda usando un abrasivo no metálico o frotando vigorosamente con agua y un cepillo o
escoba de cerdas duras.
Un tipo de primario que podría ser usado en estas películas es el wash primer vinílico. El
proveedor del recubrimiento puede ofrecer un primario específico para metales o aleaciones
especiales.
21.3.1 Aluminio
El aluminio puede desarrollar una película protectora de óxido que exhibe poca adherencia al
sustrato. Si se recubre con un material orgánico, esta película de óxido se puede desprender
de la superficie.
Sin embargo, con el aluminio anodizado, la película de óxido exhibe una fuerte adhesión al
sustrato y puede ser recubierto con un material orgánico con poca preparación de la superficie, como un lijado ligero.
La preparación de la superficie de aluminio puede variar con las circunstancias. En algunos
casos, sólo se requiere un desengrasado y enjuagado con agua.
En otras circunstancias, será necesario después del desengrasado, preparar la superficie a ser
recubierta con limpieza abrasiva seca o húmeda, con partículas finas de arena o abrasivo
plástico. Deberá evitarse un alto perfil de anclaje.
Un wash primer vinílico u otros primarios especiales, como el epoxy de dos componentes,
pueden utilizarse antes de aplicar un acabado orgánico.
21.3.2 Cobre
El cobre y varias de sus aleaciones, usualmente se presentan sólo en áreas de superficies pequeñas que serán pintadas. Generalmente estas áreas pueden prepararse desengrasando y lavando con agua después de lijar, en seco o en húmedo, con un papel de lija adecuado.
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Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos Especiales
21-4
El cobre frecuentemente se usa en un ambiente arquitectónico donde la protección (como un
tejado) y la apariencia son importantes. En algunos casos, el diseñador puede usar cobre
suave el cual desarrolla una película de óxido verdoso llamada pátina.
Ciertos tipos de aleaciones de cobre que se usan con propósitos arquitectónicos pueden desengrasarse, enjuagarse, decaparse con ácido y entonces tratarse con una solución especial que
ayuda en la formación de la pátina. Estas superficies que presentan la pátina no reciben otro
acabado.
21.3.3 Plomo
El plomo generalmente no requiere de un acabado. Esto se debe a que es probable encontrar
sólo pequeñas áreas superficiales; tratamientos como el desengrasado y enjuague con agua,
seguido de una ligera abrasión usando un papel de lija en seco o húmedo, deberían ser suficientes para el pintado.
21.3.4 Galvanizando
Las superficies galvanizadas con zinc reaccionan con la humedad y el dióxido de carbono de
la atmósfera para formar una película pasiva de carbonato de zinc e hidróxido de zinc. Esta
película pasiva que se desarrolla incluso en un ambiente corrosivo puede inhibir una futura
corrosión del zinc que está debajo.
El zinc también puede ser atacado por los ácidos y álcalis. En un ambiente ácido, como en
ácido clorhídrico, el zinc reacciona para formar una sal ácida, cloruro de zinc. En un ambiente alcalino, como en el hidróxido de sodio, el zinc reacciona para formar una sal alcalina,
el hidróxido de zinc. Algunas de estas sales son solubles en agua y deben removerse antes de
pintar.
Aplicando un acabado orgánico sobre superficies galvanizadas puede presentar muchos problemas. Generalmente, se permite que las superficies galvanizadas nuevas se expongan al
medio ambiente, es decir, que permanezcan sin protección a la intemperie durante un mes
antes del acabado. Este proceso de ambientación permite a la superficie lisa del zinc desarrollar una película pasiva fuertemente adherida a la superficie antes de ser recubierta. Algunos
usuarios simplemente lavan esta película pasiva exhaustivamente y entonces aplican el wash
primer o algún recubrimiento especial antes de aplicar el acabado.
En algunos casos, la superficie galvanizada con zinc a recubrirse es tratada con una solución
mordente, la cual normalmente es un ácido débil que contiene otros químicos como sales de
cobre.
En secuencia, la superficie de zinc se desengrasa, se enjuaga y entonces se frota con la solución mordente. Si la superficie de zinc se ha limpiado correctamente, la solución mordente
reaccionará con el zinc creando un color café oscuro. Si no se obtiene este color, puede significar que la superficie no se ha limpiado adecuadamente. La solución mordente puede enjuagarse con agua limpia; después de que la superficie se seque, se podrá aplicar el acabado.
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21-5
Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos Especiales
Cuando se trabaja con una solución mordente, se requiere que el personal use ropa de protección apropiada, incluyendo respirador y lentes de seguridad.
21.4 Protección Para Metales No Ferrosos
Es necesaria la protección para ciertos metales no ferrosos que pueden estar en constante
contacto con materiales de construcción como los siguientes:
•
Concreto
•
Cemento y mortero de cemento
•
Mortero de cal
•
Ladrillos
Se puede obtener fácilmente una protección, recubriendo el metal no ferroso con recubrimientos apropiados y resistentes a los álcalis. El plomo y el aluminio se deben proteger del
contacto directo con metales alcalinos tales como:
•
Magnesio
•
Zinc
•
Cadmio
•
Cobre
Con estos materiales, se deben especificar espacios de aislamiento para prevenir la formación
de un par galvánico.
Maderas duras como el roble, la caoba y el tung liberan compuestos ácidos. El plomo y el
estaño se deben proteger para no estar en contacto con estos materiales.
Limpieza de Uniones
Donde las uniones han sido soldadas, remachadas o fundidas, se deberá tener cuidado de remover el fundente antes de la aplicación.
21.4.0.1 Estándares
Varias normas referentes a la preparación de las superficies no ferrosas incluyen:
ASTM
•
D 1730 Preparación de las Superficies de Aluminio y sus Aleaciones para el Pintado
•
D 1731 Preparación de las Superficies de Aluminio por Inmersión en Caliente para el Pintado
•
D 1732 Preparación de las Superficies de Magnesio para el Pintado
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Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos Especiales
21-6
21.4.1 Madera
Se puede recubrir la madera para las siguientes situaciones:
•
Decoración
•
Protección
•
Sellado
•
Estabilización
•
Conservación
•
Retardar el fuego
21.4.1.1 Decoración
El recubrimiento y acabado de la madera se utilizan para propósitos decorativos y de protección. La madera es uno de los pocos sustratos que puede necesitar un acabado transparente,
lo cual permite ver su superficie. Muchos acabados resaltan la apariencia de la superficie de
la madera porque éstos son absorbidos por varias formas por el sustrato, haciendo más visibles las vetas de la madera.
21.4.1.2 Protección
También se puede recubrir la madera para protegerla y esto incluye:
•
Sellado – Las superficies de madera no tratadas pueden absorber líquidos, mancharse rápidamente y pueden ser difíciles de limpiar.
•
Estabilización – La madera cambia sus dimensiones con el contenido de humedad a una magnitud diferente en las tres direcciones de la veta, de tal manera que ésta cambia su forma y
tamaño.
•
Se puede aplicar un recubrimiento para ayudar a prevenir el acceso del agua y mitigar el paso
del vapor del agua. Los recubrimientos ayudan a estabilizar la madera contra los cambios en
sus dimensiones cuando se aplican a todas las superficies. Debe prestarse atención particular
para proteger las vetas de los extremos.
•
Conservación – Aunque se han desarrollado recubrimientos especiales como conservadores
de madera, muchos recubrimientos no son conservadores de madera en el sentido más estricto; es decir, no son tóxicos a los organismos que destruyen la madera y no previenen el deterioro del material humedecido.
•
El pintado de madera húmeda puede atrapar humedad e incrementar su deterioro. La humedad que entra en los puntos de unión o en las vetas de los extremos no protegidos, se mantendrán en la madera por el recubrimiento, resultando en la formación de ampollas en la película
y/o deterioro de la madera. Por otro lado, un recubrimiento intacto en todas las superficies de
la madera seca puede ayudar a prevenir que ésta se humedezca lo suficientemente y se hinche
o se pandee, evitando además el crecimiento de hongos. Un recubrimiento intacto también
puede prevenir la erosión de la superficie de madera, la cual podría llevar al desarrollo de una
ligera putrefacción, algas y/o moho.
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21-7
Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos Especiales
•
Retardar el Fuego – Los recubrimientos pueden aplicarse a la madera o a otras superficies
combustibles para incrementar el desempeño de acuerdo a las pruebas de dispersión de fuego.
•
Ambientación – La madera que será recubierta debe ambientarse al contenido de humedad
apropiado si se usará en la construcción. El contenido de humedad en el momento del pintado no debe exceder lo que indica la especificación. Si la madera no se ambienta adecuadamente, el recubrimiento podría no adherirse apropiadamente, por lo tanto, le pueden salir ampollas. El sustrato también puede pandearse y/o encogerse.
Las maderas se clasifican en dos categorías básicas:
•
Maderas duras
•
Maderas blandas
Algunas de las maderas duras son difíciles de recubrir debido a su contenido inherente de
aceite.
21.5 Materiales Poliméricos
El término materiales poliméricos (plásticos) cubre una gran variedad de materiales y no
siempre es posible identificar el tipo preciso con una simple evaluación. Varios materiales
plásticos se usan ampliamente en edificios, tanques, insumos pluviales, cubiertas de paredes
y pisos, tuberías (ductos), paneles decorativos y, de forma extendida, como recubrimientos
aislantes, como baldosas de paredes y techos, etc.
Algunos artículos de cloruro de polivinilo (PVC) usados en construcción presentan ciertas
dificultades, particularmente cuando son nuevos y no han sido expuestos a la intemperie.
Estos materiales pueden sufrir la degradación de su superficie por exposición, particularmente a la luz del sol. Otras formas de materiales plásticos aceptan un recubrimiento más fácilmente después de un periodo de exposición.
Inspección de Sustratos Especiales
Los mismos principios generales de la inspección para el acero y el concreto también aplican
a los sustratos especiales. El inspector debe:
•
Leer y entender la especificación
•
Entender los estándares referenciados
•
Leer y entender las hojas técnicas de los fabricantes
•
Asegurar una apropiada preparación de la superficie
•
Asegurar los procedimientos correctos de aplicación
•
Inspeccionar cada capa conforme se va aplicando e inspeccionar el trabajo concluido
•
Conservar archivos y someter informes como lo requiere la especificación o el representante
del dueño
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Preparación de la Superficie, Pintado e Inspección de Sustratos Especiales
21-8
Guía de Estudio
1. Describa las razones comunes para pintar la madera.
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. Los sustratos no ferrosos incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________
3. Los sustratos especiales que tienen películas muy adherentes incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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22-1
Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
Capítulo 22: Operaciones de
Recubrimientos Para Mantenimiento
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
La economía básica de recubrimientos
•
Los elementos de una Operación de Recubrimiento de Mantenimiento
Términos Claves
•
Biselado
•
Enrizamiento
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Leer los capítulos correspondientes al día
•
Leer el capítulo completo
22.1 Introducción
En este capítulo, se discutirán algunas de las condiciones especiales y elementos importantes
que pueden encontrarse durante la inspección de una operación de mantenimiento.
Para los propósitos de esta discusión, las operaciones de recubrimientos para mantenimiento
están definidas como “La aplicación de un recubrimiento sobre un sustrato que ha sido instalado en su ambiente final y ha sido puesto en servicio”. Las operaciones de mantenimiento
pueden estar destinadas para un sustrato con un recubrimiento existente, o pueden ser el reemplazo de una sección del equipo o estructura. A menudo la estructura o equipo que se recubrirá o reparará ha sido instalada en un ambiente agresivo y está sujeta a todos los tipos de
contaminantes, tales como (pero no limitados a) aceite, grasa, químicos, agua, etc. Esta discusión es parte del temario que ya se ha estudiado, así que no dedicaremos mucho tiempo
hablando de prácticas ya mencionadas.
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
22-2
Figura 22.1 Equipo de Procesamiento Típico
22.2 La Economía de los Recubrimientos
Si bien es cierto que el reemplazo es una solución a largo plazo, también es una solución costosa, con costos directos e indirectos. Los costos directos, o costos de reposición, incluyen
los materiales, horas-hombre y la instalación, los cuales consumen la mayoría del presupuesto. Este presupuesto sólo mostrará parte de los costos de sustitución.
22.2.1 Mantenimiento
Por lo general, pintar tiene menores costos de mano de obra; sin embargo, si una superficie
necesita un tratamiento o preparación especial, los costos de mano de obra para la pintura
pueden ser comparables a los costos de substitución. Los costos de los materiales de pintura
son generalmente mucho más bajos que los costos de substitución. Los costos indirectos
también son más bajos. El pintado por mantenimiento es a menudo capaz de acomodar los
horarios de trabajo a los horarios de producción, minimizando así el tiempo de inactividad y
así, ahorrando a la empresa una pequeña fortuna por los costos indirectos. Esto puede ser
una parte muy rentable para una compañía que está desarrollando una estrategia de renovación.
Ya sea que se están completando reparaciones de emergencia en un proyecto de gran escala,
las operaciones industriales requieren la participación de propietarios, contratistas e inspectores que puedan hacer el trabajo rápido, utilizando métodos innovadores para resolver los problemas y obstáculos imprevistos a un precio competitivo, mientras causan una mínima interrupción a la instalación de la operación en curso.
22.2.2 Proyectos de Inspección de Recubrimientos
Al igual que con otros proyectos para la inspección de recubrimientos, los recubrimientos de
mantenimiento requieren la misma diligencia del inspector. Usted sigue siendo una parte
muy importante del equipo para hacer el trabajo. Todos los procesos de la inspección sobre
seguridad, ambiente y el trabajo en equipo son iguales. Usted debe asegurarse de que entiende los requisitos de las especificaciones y las hojas técnicas de los fabricantes de los produc-
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
22-3
Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
tos y estar familiarizado con sus obligaciones y responsabilidades. Como se discutirá con
más detalle más adelante en este capítulo, la reunión previa al trabajo es muy importante para
que usted determine el alcance del trabajo del proyecto y cómo asegurarse de que esté listo
para realizar su trabajo de una manera aceptable para su cliente.
22.2.3 Costos del Ciclo de Vida Útil
Hay muchas opciones disponibles cuando se selecciona un sistema de recubrimientos protectores para el acero, que se deben utilizar para determinar el proceso de mantenimiento del
recubrimiento que seguirá posteriormente. Se deben considerar varios factores durante el
proceso de selección. Recuerde que el sistema más barato basado en el costo inicial puede
terminar siendo el más caro durante la vida útil del proyecto. Se deben hacer algunas suposiciones, incluyendo:
•
El tipo de acero en cuestión
•
Costos
•
El ambiente de servicio
•
Producto
•
Mantenimiento
Cuando se determina el ciclo de vida útil del sistema de recubrimiento, debe considerar lo
siguiente:
•
El sistema de recubrimiento a utilizar
•
El costo inicial
•
El tiempo hasta aplicar la primera capa de mantenimiento
•
El costo de mantenimiento durante la vida útil del sistema de recubrimiento
•
El periodo de tiempo que dura el producto
•
El costo de mantenimiento por año
•
El costo a lo largo de la vida útil del sistema
•
Evaluación del sistema de recubrimiento
22.3 Elementos de la Operación de Mantenimiento del Recubrimiento
Una operación típica para un recubrimiento de mantenimiento puede variar desde un sistema
cuidadosamente diseñado para el mantenimiento industrial, a actividades de ensayo y error.
Elements of a maintenance coating operation include: Una buena práctica durante las
operaciones de mantenimiento sigue los mismos pasos generales que para el pintado de construcciones nuevas, principalmente:
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Programa de Inspectores de Recubrimientos Nivel 2
Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
•
Selección del recubrimiento
•
Reunión previa al trabajo
•
Inspección previa de la estructura a ser recubierta
•
Preparación de la superficie
•
Aplicación
•
Inspección y reportes
22-4
• Coating selection
• Pre-job conference
• Pre-inspection of the structure to be coated
• Surface preparation
• Application
• Inspection and reporting
22.3.1 Selección del Recubrimiento
Debido a las muchas dificultades potenciales que pueden presentarse durante los proyectos
de recubrimientos de mantenimiento, se han impuesto algunas restricciones adicionales para
la selección del sistema de recubrimientos. El proceso de selección del recubrimiento de
mantenimiento debe considerar lo siguiente:
•
El recubrimiento elegido debe ser compatible con el sistema de recubrimientos pre-existente.
Por ejemplo, si el recubrimiento existente es alquídico, entonces recubrirlo con un recubrimiento que contiene solventes fuertes puede degradar el material, al menos que se use una
capa de enlace. Podría no haber suficiente tiempo para aplicar una capa de enlace o los costos adicionales de su aplicación podrían ser prohibitivos. A menudo es necesario evaluar el
recubrimiento existente para determinar su composición básica y su compatibilidad con el
acabado final. Esto podría ser hecho usando un equipo de prueba en campo o con algún análisis instrumental más sofisticado (ASTM D5064).
•
Si el recubrimiento existente presenta una superficie dura e impermeable, puede ser necesario
pasar un trapo con solventes para ablandar la superficie o una lija para crear rugosidad. Puede incluso ser necesario, cuando sea permitido, realizar una ligera limpieza abrasiva para
crear un patrón de anclaje al cual el recubrimiento de mantenimiento se pueda adherir. De lo
contrario podría necesitarse una capa de enlace.
•
El inspector deberá ser diligente durante la inspección de la limpieza abrasiva ligera (a menudo referida como “brush-off”), ya que si se emplea a una presión muy alta o con la boquilla
demasiado cerca de la superficie, podría causar fracturas en lugar de sólo crear rugosidad en
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22-5
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el recubrimiento existente. La limpieza abrasiva puede estar prohibida en ciertas áreas de una
planta o no ser factible económicamente.
•
La preparación de la superficie puede estar limitada o restringida a herramientas manuales o
de poder. En este caso, el dueño podrá elegir un recubrimiento que tenga buenas propiedades
de humectación o que haya sido formulado para ser aplicado sobre una superficie que ha sido
preparada manualmente o con herramientas de poder.
•
El propietario deberá verificar con el fabricante del recubrimiento si el producto seleccionado
es apropiado para uso como una pintura de mantenimiento. Además, los recubrimientos deberán ser evaluados con la técnica de parchado para determinar si son adecuados para las
condiciones específicas de servicio.
22.3.2 Reunión Previa al Trabajo
Un proyecto de recubrimientos exitoso empieza con la reunión previa al trabajo. El revisar
las especificaciones es crítico para asegurar que exista un entendimiento común entre los
miembros del proyecto. Las especificaciones para las operaciones de recubrimientos para
mantenimiento pueden variar entre trabajo y trabajo dependiendo de lo siguiente:
•
Las condiciones de la superficie a ser reparada
•
Parada de planta
•
Efectos sobre el personal de planta en sitio
•
Restricciones en el presupuesto
•
Uso de personal interno o contratado
•
Accesibilidad del área
•
Resultados deseados por el propietario
Una especificación para un recubrimiento de mantenimiento puede exigir desde la limpieza
manual puntual de áreas con fallas, hasta preparar la superficie entera a metal blanco y aplicar un sistema de recubrimientos totalmente nuevo. Como siempre, es importante que to‐
das las partes involucradas hayan leído y comprendido la especificación de recubri‐
mientos y que también tengan un entendimiento unificado de la intención de las mis‐
mas y de los resultados esperados.
También puede ser útil para todas las partes visitar el sitio de trabajo para revisar los puntos
en la especificación que podrían requerir interpretaciones y común acuerdo, tales como:
•
Requerimientos de reparación puntual
•
Biselado de los bordes de las fallas
•
Apariencia de las áreas reparadas
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22-6
22.3.3 Preinspección
Antes de que se realice otro trabajo, la superficie deberá inspeccionarse para localizar y marcar áreas con fallas que incluyan:
•
Ampollas
•
Pérdida de adherencia
•
Corrosión bajo la película
•
Áreas caleadas que han sido contaminadas con grasas, sales químicas, polvo u otras sustancias
Si la especificación de recubrimientos exige una reparación puntual, es muy importante para
el dueño, contratista y el inspector tener un entendimiento común del grado de la falla que se
requiere reparar. Por ejemplo, si la especificación exige una reparación puntual de áreas
con ampollas, esto significa que: ¿Se reparará cada ampolla, sin importar qué tan pequeña
sea ni su ubicación? O que se reparará cualquier ampolla de un cierto tamaño o más grande o
un grupo de una cantidad de ampollas en una cierta área.
Se podría presentar una discusión bastante acalorada si el propietario mantiene el primer punto de vista y el contratista mantiene un punto de vista como el segundo. Por lo tanto, es muy
importante que se alcance un buen entendimiento común por parte del representante del dueño, del contratista y del inspector de recubrimientos.
22.3.4 Preparación de la Superficie
Una vez que el área a ser reparada se ha localizado y marcado, se pueden iniciar las operaciones de preparación de la superficie. Se podrán encontrar muchas dificultades al obtener el
grado de limpieza deseado en la superficie, tales como:
•
Una gran acumulación de contaminantes (grasa, aceite, sucio, sales químicas, productos de
corrosión, etc.). Estos contaminantes se deben remover antes de que la preparación final de la
superficie mediante limpieza abrasiva o con herramientas de poder pueda empezar.
•
Necesidad de limpiar y recubrir mientras el equipo está en servicio.
•
Incapacidad de mover la pieza de trabajo a un área limpia y seca.
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Figura 22.2 Densa Acumulación de Contaminantes
•
Protective covers over dial faces and gauges. LiveSe deben proteger los medidores, carátulas
y equipos sensibles durante la operación de limpieza y aplicación
Figura 22.3 Cubiertas Protectoras Sobre Medidores
Generalmente, el mismo equipo, herramientas y técnicas empleados en la preparación de la
superficie de una construcción nueva se pueden usar durante las operaciones de mantenimiento.
Se puede limpiar con solventes/emulsiones y/o lavado de agua o chorro de agua para remover
las porciones caleadas y quebradizas del sistema de recubrimientos anterior, así como la grasa, sucio, sales químicas y otros contaminantes gruesos.
Se pueden usar herramientas manuales o de poder y/o limpieza abrasiva para abrir ampollas,
desprender pintura cuarteada, remover calamina fuertemente adherida y proporcionar un patrón de anclaje. Una técnica requerida en las operaciones de recubrimientos para mantenimiento que generalmente no se encuentra en los trabajos nuevos es el biselar los bordes.
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22-8
Figura 22.4 Sin Biselado
Frecuentemente, la especificación de recubrimientos para mantenimiento exige una limpieza
abrasiva “puntual” para áreas con corrosión visible y una ligera abrasión (bisel) en las áreas
recubiertas adyacentes.
Figura 22.5 Biselado
Este proceso de limpieza abrasiva puntual y/o el biselado puede dañar al recubrimiento adyacente causando fracturas invisibles en la película, resultando en una pérdida de adherencia.
Generalmente, si el aplicador usa la técnica de limpieza abrasiva puntual, deberá usar una
boquilla de orificio recto, en lugar de la boquilla tipo venturi para reducir la velocidad del
abrasivo y mantener un mejor control del patrón de anclaje. Inclusive, usará menores presiones de limpieza abrasiva para minimizar los efectos dañinos al recubrimiento adyacente.
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Figura 22.6 Limpieza Abrasiva Sobre una Soldadura (Borde Biselado)
El biselado se realiza en las áreas reparadas trabajando los bordes desde adentro hacia afuera,
de forma que hay una casi imperceptible transición entre el área reparada y el recubrimiento
sano. Se puede usar lija para realizar esta operación para no fracturar el recubrimiento adyacente. Nuevamente, será muy útil si, durante la reunión previa al trabajo, el representante del
dueño, el contratista y el inspector van al área de trabajo donde el contratista demuestra su
interpretación de cómo se realizará el biselado.
Figura 22.7 Reparación Puntual con Bordes Biselados
Si esto no cumple con la aprobación del representante del dueño, se deberán hacer trabajos
adicionales hasta que se obtenga un ejemplo que sea representativo del acuerdo entre el representante del dueño y el contratista. El inspector de recubrimientos se referirá a esta muestra cuando evalúe las áreas reparadas.
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Figura 22.8 Esquina Preparada, Biselada, Lista Para el Recubrimiento de Mantenimiento
El recubrimiento a ser aplicado puede ser de alguna forma incompatible con una parte o con
todo el sistema de recubrimientos existente. Si es así, puede ocurrir el enrizamiento del material. El enrizamiento es la expansión, levantamiento, ablandamiento u otro tipo de deformación del recubrimiento existente al reaccionar con el nuevo material aplicado. La especificación debe describir precisamente qué se deberá hacer para prevenir o tratar el enrizamiento. Si no, será necesario para el representante del dueño y el contratista desarrollar un procedimiento que cuente con la aprobación del dueño.
Figura 22.9 Reparación Localizada con Muestras de Enrizamiento
Otra área de preparación de la superficie para recubrimientos de mantenimiento que requiere
un juicio sólido y un entendimiento común y claro entre el dueño, el contratista y el inspector
involucra los estándares de limpieza después de la preparación de la superficie. Por ejemplo,
las definiciones de los estándares para la limpieza abrasiva son las mismas, sin importar si se
realiza un trabajo nuevo o de mantenimiento.
La apariencia de la superficie de trabajo que fue preparada abrasivamente varía de acuerdo al
grado de oxidación de la superficie. El inspector deberá familiarizarse con los estándares
visuales SSPC-VIS 1 y VIS 3, los cuales son representativos de los diferentes grados de preparación de la superficie realizada sobre diferentes condiciones de superficies de acero. Estos estándares se discutieron ampliamente en el Nivel 1.
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Puede ser extremadamente difícil eliminar todos los vestigios de corrosión, etc., de las superficies severamente picadas. Aquí nuevamente será muy útil para el dueño, el contratista y el
inspector reunirse en el sitio de trabajo, donde el contratista preparará la superficie para demostrar su interpretación del grado especificado de preparación de la superficie requerido
para el proyecto.
Si estas muestras no cumplen con la aprobación del representante del dueño, se deberá hacer
un trabajo adicional hasta que se obtenga una muestra que sea representativa del grado aceptable de la preparación de la superficie. Se deberá tener en mente que ciertos factores, como
las condiciones ambientales, pueden influenciar el tiempo en que la superficie retendrá la
apariencia requerida por la norma. Estos factores incluyen, pero no están limitados a, los
mismos factores que se podrían encontrarse durante las operaciones para recubrimientos
nuevos, tales como:
•
Humedad relativa
•
Contaminantes aéreos
•
Contaminantes debido al servicio
Un factor adicional, el cual se puede encontrar en los trabajos de mantenimiento, es la
permeación del acero por los contaminantes, causada por las condiciones de servicio. Algunas situaciones de servicio en las cuales esto puede ocurrir incluyen, pero no necesariamente
están limitadas a:
•
Tanques de almacenamiento de crudo agrio
•
Torres de enfriamiento
•
Plantas de fertilizantes
La evaluación de la superficie en este punto es esencial. Sales químicas solubles, sulfatos y
cloruros de diferentes descripciones pueden permear en el acero y no se pueden remover con
limpieza abrasiva a metal blanco. La superficie entonces, tiende a perderse mucho más rápido que lo que lo haría de otra forma.
Con esta condición, puede ser requerido que el inspector realice pruebas para determinar la
presencia de sales químicas solubles. Esto sería particularmente útil para determinar si se
usará chorro de agua a alta presión para remover los contaminantes antes de realizar la limpieza abrasiva.
Una vez que la superficie haya sido preparada, debe ser recubierta dentro del periodo de
tiempo especificado. Si la superficie pierde la condición especificada, ésta puede ya no ser
adecuada para la aplicación del recubrimiento protector. En este caso, puede ser deseable
realizar una reunión entre el contratista y el dueño para determinar los pasos adecuados a seguir en el proyecto.
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22.3.5 Aplicación
Los requisitos generales para la mano de obra y seguridad durante la aplicación, así como la
inspección y los reportes, generalmente son los mismos para los recubrimientos de mantenimiento que para las obras nuevas.
22.3.6 Lista de Verificación de Inspección
Las mismas herramientas generales, técnicas y requisitos para la inspección aplican en el trabajo de mantenimiento, de la misma forma que para trabajos nuevos. Sin embargo, algunas
variaciones en la técnica pueden ser útiles. Para determinar adecuadamente el espesor de un
recubrimiento aplicado recientemente, usando un medidor de espesor magnético no destructivo, es necesario:
•
Tomar las lecturas iniciales sobre el recubrimiento anterior después de que la preparación de
la superficie ha sido completada.
•
Tomar las lecturas sobre la superficie después de que se ha aplicado el recubrimiento, cuidando que estas lecturas se tomen en la misma ubicación en la que fueron tomadas las primeras
lecturas.
•
Restar las lecturas iniciales de las lecturas finales para obtener un estimado del espesor del recubrimiento aplicado recientemente.
Otro método para estimar el espesor del recubrimiento aplicado recientemente, es usar un
medidor de película húmeda y realizar los cálculos de EPH / EPS como se describió previamente.
Figura 2.10 Lectura del EPH
Las pruebas de adhesión (adhesión por pull-off ASTM D4541 y/o de método de corte en rejilla ASTM D3359), si están permitidas, pueden realizarse para determinar la adherencia de:
•
Los recubrimientos a reparar al sustrato
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22-13
•
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La unión entre los recubrimientos viejos y nuevos
Figura 22.11 Prueba de Adhesión por Pull-Off
Como hay muchas similitudes entre los trabajos de mantenimiento y los trabajos nuevos, se
deben tomar en cuenta algunas consideraciones adicionales importantes, las cuales incluyen:
•
Selección del recubrimiento
•
Compatibilidad con el recubrimiento existente (estándar ASTM D5064, Práctica Estándar
Para la Realización de una Prueba Tipo Parche Para Evaluar la Compatibilidad Entre Recubrimientos)
•
Las pruebas de parche pueden ser deseables
•
Preparación de la superficie y aplicación
•
Restricciones de tiempo
•
Contaminación severa por las condiciones de servicio
•
Puede ser deseable biselar los bordes de las reparaciones puntuales
•
El trabajo puede realizarse al mismo tiempo en que las instalaciones están en operación
Los reportes del comité técnico de NACE que pueden ser útiles tanto al dueño, al inspector,
como a los contratistas y a los distribuidores de recubrimientos, incluyen:
•
6H194, Combatiendo los Problemas de Adhesión Cuando se Está Aplicando Pintura Nueva
Sobre Acabados Pre-Existentes
•
6H188, Recubrimiento Sobre Acero Preparado sin Abrasivos
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Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
•
22-14
SSPC: La Sociedad de Recubrimientos Protectores, tiene una publicación dedicada a las pinturas de mantenimiento – SSPC-PA 1, Parte 10
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Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
22.4 Estudio de Caso
Usted llega a la obra (Patio de Tanques No Trees, Texas) y le entregan las siguientes especificaciones. Usted las lee y se da cuenta que hay muchos problemas con la especificación. Se
ha aplicado un sistema de tres capas de zinc, epoxy y poliuretano en el exterior. Lea las siguientes especificaciones de nuevo con cuidado y:
•
Discuta algunos aspectos referentes a los requerimientos
•
Identifique los problemas
•
Explique como corregiría los problemas
•
Cuándo se deben tratar estos problemas
22.4.1 Especificación de Pintura
22.4.2 Patio de Tanques No Trees, Texas
22.4.2 Pintando
•
No se aplicará el recubrimiento bajo condiciones de humedad sobre el 85%, a menos que se
ajuste y se baje mediante deshumidificación. La temperatura y la humedad se medirán en lugar(es) designado(s).
22.4.3 Preparación de la Superficie
•
La preparación de la superficie será realizada con herramientas de poder (lijadora de disco,
cepillo de alambres o carda).
•
La calidad de cada preparación estará de acuerdo al “Estándar –SIS” (como se muestra abajo):
o
o
o
o
o
Paredes exteriores - ST2.5 (SIS)
Techo - ST2.5 (SIS)
Escalera - ST2.0 (SIS)
Tubería - ST2.0 (SIS)
Boquillas - ST2.0 (SIS)
•
El tratamiento mediante herramientas de poder no será realizado donde el primario de taller
(“shop primer”) esté intacto.
•
No se aplicarán herramientas de poder en el cordón de soldadura donde el recubrimiento aún
esté intacto.
•
La eliminación del recubrimiento existente se limitará en la medida que pueda ser removido
por una lijadora de disco o el cepillo de alambres (grata, carda) al momento de la preparación
de la superficie. No se realizarán trabajos específicos de renovación utilizando otras herramientas.
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22-16
•
La limpieza de la superficie se realizará con herramientas de poder de vacío solamente.
•
Se deberán eliminar el agua, aceite y las sales visibles. El aceite se removerá frotando con
solvente, sin embargo, cualquier resto remanente, después de secarse, no será sometido a
cualquier otro tratamiento.
•
Aquellas áreas expuestas al agua serán lavadas con agua dulce, pero no se realizará ninguna
prueba de cloruro.
22.4.4 General
•
Todas las preparaciones de la superficie, en los bordes de las esquinas y los cordones de soldadura mediante herramientas de poder, deberán completarse durante el proceso de preparación de la superficie. Ningún tratamiento adicional se llevará a cabo al momento de la preparación de la superficie para el pintado.
•
En general, el recubrimiento se aplicará en las uniones y algunas zonas difíciles de pintar, de
acuerdo al programa de trabajo, etc.
•
Los metales ligeros deberán ser recubiertos según la especificación de la pintura.
•
Los tubos y accesorios en el tanque será recubiertos con la misma pintura del tanque
22.4.5 Pintando
•
Los trabajos de pintura se realizarán principalmente con brocha o rodillo.
•
Una capa de avanzada (capa franja) será aplicada en el interior y los bordes de cualquier orificio pequeño en los tanques.
22.4.6 Espesor de la Película
Se realizarán mediciones del espesor total de la película (EPS) después de la culminación y
curado de la pintura. No se realizarán mediciones entre cada capa. Cada punto de medición
será seleccionado de la siguiente manera:
•
Exterior del tanque – un punto/20 m2
•
Techo del tanque – un punto/10 m2
•
Escalera – un punto/20 m2
•
Tubería – un punto/20 m2
•
Aperturas
•
Los puntos dentro de 15 mm. de los bordes y los puntos difíciles de medir, como los cordones
de soldadura y accesorios, quedarán excluidos de las mediciones.
•
Abajo el resultado de las mediciones será aceptado como satisfactorio:
o Cualquier EPS medido no será menor del 90% del espesor especificado.
o El número de puntos “por debajo de las especificaciones” será menor del 10% del to-
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22-17
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o
tal de puntos medidos.
Todos los datos de las mediciones serán proporcionados al Propietario antes de entregar.
22.4.7 Inspecciones
Las inspecciones del propietario serán de la siguiente manera:
•
Áreas de abajo serán inspeccionadas por personal del propietario:
o
o
o
o
o
o
•
Exterior del Tanque
Techo del Tanque
Escalera
Tubería
Aperturas
Otras áreas excepto lo arriba especificado
Cualquier defecto menor que haya sido pasado por alto y que se encuentre en la inspección
previa al pintado se tratará de la siguiente manera:
o
o
Pequeños puntos de alfiler serán rellenados con masilla
Otros defectos excepto los arriba mencionados serán tratados de la siguiente manera:
§
§
§
§
Marcar el punto
Pintar sobre todo menos el punto marcado
Tratar el punto con una herramienta de poder, etc.
Retocar con una brocha
La Lista de su Equipo
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Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
22-18
Definiciones de Términos Claves
Enrizamiento: El enrizamiento es la expansión, levantamiento, ablandamiento u otro tipo de
deformación del recubrimiento existente al reaccionar con el nuevo material aplicado.
Biselado: El biselado se realiza en el área de reparación trabajando los bordes para lograr
una transición más suave del área de reparación al recubrimiento sano.
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22-19
Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
Guía de Estudio
1. Las operaciones de mantenimiento de recubrimientos se define como:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2. El ciclo de vida útil de un sistema de recubrimientos puede ser afectado por:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3. Cuando se determina el ciclo de la vida útil de un sistema de recubrimientos, se debe
considerar lo siguiente:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4. El proceso de la selección del recubrimiento de mantenimiento debe considerar lo siguiente:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5. Referente a los recubrimientos de mantenimiento, todas las partes involucradas deben de
estar de acuerdo en:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6. ______________________________ se realiza en el área de reparación trabajando los
bordes para logra una transición más suave de dicha área de reparación al recubrimiento.
7. Si se aplica un recubrimiento sobre un sistema de recubrimientos no compatible, puede
ocurrir ____________________.
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Operaciones de Recubrimientos Para Mantenimiento
22-20
8. Algunas situaciones de servicio en las cuales puede ocurrir la permeación incluyen:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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23-1
Recubrimientos No Líquidos
Capítulo 23: Recubrimientos No
Líquidos
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Galvanizado por Inmersión Caliente
Términos Claves
•
Galvanizado por Inmersión Caliente
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Leer los capítulos correspondientes al día
•
Leer el capítulo completo
23.1 Galvanizado por Inmersión en Caliente
23.1.1 Introducción
El Galvanizado por Inmersión en Caliente es el proceso de recubrir el hierro o el acero con
una fina capa de zinc fundido, sumergiendo el acero en un baño de zinc a una temperatura de
alrededor de 438 - 460° C (820 - 860° F). El proceso de galvanizado por inmersión en caliente produce una unión metalúrgica entre el zinc y el acero mediante una serie de aleaciones distintas de zinc-hierro.
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Recubrimientos No Líquidos
23-2
Figura 23.1 Tanques de Galvanizado por Inmersión en Caliente
El recubrimiento galvanizado más común está compuesto por tres capas distintas de aleaciones hierro-zinc definidos abajo. La capa exterior, Eta, la cual contiene 100% de zinc no es
considerada como una capa separada. Abajo se muestran las varias capas y su contenido
zinc/hierro:
•
ZETA – (94% Zn 6% Fe)
•
Delta – (90% Zn 10% Fe)
•
Gamma – (75% Zn 25% Fe)
Figura 23.2 Varias Capas de un Recubrimiento Galvanizado en Caliente
Al igual que muchos otros recubrimientos protectores, el acero galvanizado se utiliza ampliamente en aplicaciones donde se requiere resistencia a la corrosión extendida, y se puede
identificar por los patrones de cristalización en la superficie (a menudo llamado “patrón estrellado”). El error común es que el acero galvanizado dura para toda la vida, lo que es totalmente incorrecto, ya que el ciclo de vida para cualquier sistema de recubrimientos de protección instalado dependerá de una serie de variables, el ambiente de servicio siendo uno de
los más importantes. El proceso de inmersión en caliente involucra el uso de metal fundido
y, por lo tanto, el inspector de recubrimientos deberá tomar precauciones de seguridad especiales cuando esté trabajando alrededor de las tinas (tanques) de inmersión en caliente.
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23-3
Recubrimientos No Líquidos
Hemos discutido la referencia de seguridad en este proceso en una sección anterior.
embargo, el inspector deberá estar consciente de lo siguiente:
Sin
•
Los artículos galvanizados permanecerán calientes por un tiempo. Antes de realizar cualquier
prueba o tocarlos se debe asegurar que el objeto está suficientemente frio.
•
El metal fundido puede salpicar bastante más allá del tanque. Algunas veces cuando se están
galvanizado tuberías y se sumergen demasiado rápido, el vapor de agua en éstas se expande
rápidamente causando que el zinc fundido se dispare fuera de la tubería y viaje alguna distancia.
•
El hidrógeno naciente (generado), adquirido por el acero durante el decapado (si la superficie a
galvanizar es suficientemente grande, tal como ocurre con los emparrillados o “grating”),
puede ser liberado lo suficientemente rápido y en una cantidad suficientemente grande para
quemarse en el aire sobre el tanque de inmersión. La inmersión en el zinc fundido cambia esta
humedad en vapor, el cual causa mini explosiones en el baño de zinc, produciendo áreas sin
recubrir adyacentes a las áreas sin sellar, así como creando una condición potencialmente peligrosa.
23.1.2 Estándares
Una serie de especificaciones se han desarrollado para el galvanizado por inmersión en caliente para garantizar un producto de calidad. Mientras que no se espera que el inspector de
recubrimientos las recuerde todas, palabra por palabra, debe familiarizarse con cualquiera
que se esté utilizando como referencia en algún proyecto en particular. A continuación se
enumeran algunas de las normas más comunes utilizadas en la industria de hoy:
•
CAN/CSA G 164, Galvanizado por Inmersión en Caliente de Artículos de Formas Irregulares
•
ISO 1461, Galvanizado por Inmersión en Caliente para Montajes Fabricados de Hierro y
Acero, Especificaciones y Métodos de Ensayo
•
ASTM A 123/A 123M, Especificación Estándar para Zinc (Galvanizado por Inmersión en
Caliente) Recubrimientos para Hierro y Productos de Acero
•
AS/NZS 4680:1999, Recubrimientos de Galvanizado por Inmersión en Caliente (Zinc) en Artículos Ferrosos Fabricados
•
ASTM A 153/A 153M, Especificación Estándar para Recubrimientos de Zinc (Inmersión en
Caliente) en Hierro y Herramientas, Pinzas y Productos Pequeños que son Centrifugados
Después de Galvanizar para Remover el Exceso de Zinc
•
AS/NZS 1397-2001, Láminas y Tiras de Acero – Recubiertas por Galvanizado por Inmersión
en Caliente de Zinc o Recubiertas con Aluminio/Zinc
•
ASTM A 767/A 767M, Especificación Estándar para Varillas de Acero Estructural Recubiertos con Zinc (Galvanizado) para Refuerzo del Concreto
•
ASTM A 780, Práctica Estándar para Reparar Áreas Dañadas o sin Galvanizar en Caliente y
Procedimientos para Cubrir Puntos Desnudos en un Producto Galvanizado en Caliente
•
ASTM B 6, Especificación Estándar para el Zinc
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Recubrimientos No Líquidos
23-4
•
ASTM D 6386, Práctica Estándar para la Preparación de un Producto de Hierro o Acero
Recubierto con Zinc (Galvanizado por Inmersión en Caliente) y Superficies de Herramientas
para Pintarse
•
ASTM E 376, Práctica Estándar para Métodos de Evaluación para Medir el Espesor de Películas Mediantes un Campo Magnético o Corriente Eddy (Electromagnético)
En base a la información arriba mencionada, se puede apreciar que existen tantas normas
como negocios de galvanizado, así como diversas organizaciones que participan en escribir
estas normas. ISO, ASTM y la Asociación Australiana de Galvanizadores se consideran los
que lideran la producción de las normas para el galvanizado en caliente.
Como inspector, dos de los términos que más escuchará cuando se describe el galvanizado
son:
•
Galvanizado pesado, que también se conoce como proceso por lotes, de servicio pesado o el
galvanizado después de la fabricación. El galvanizado pesado puede dar un recubrimiento
completo de zinc pesado tanto externo como interno, si así lo requiere la especificación.
•
Galvanizado ligero es también conocido como continuo, ILG (Galvanizado en Línea) o zinc
electrodepositado. Este proceso de aplicación es diferente del proceso de inmersión en caliente. Este recubrimiento galvanizado ligero tiene un nivel significativamente menor de
protección en ambientes corrosivos, y a menudo requiere recubrimientos adicionales para la
exposición al aire libre.
23.1.3 Proceso y Equipo
Los tres pasos principales en el proceso de galvanizado por inmersión en caliente son la preparación de la superficie, el galvanizado y el tratamiento posterior, cada uno de los cuales
serán discutidos en este capítulo. El primer paso en el proceso de galvanizado en caliente
pretende obtener la superficie de acero más limpia posible, eliminando todos los óxidos y
otros contaminantes. Esto puede lograrse de diversas maneras en base a la especificación
del proyecto. A continuación veremos la preparación de la superficie en lo que se refiere al
galvanizado por inmersión en caliente.
23.1.4 Preparación de la Superficie
Mientras que otros pasos de preparación de la superficie/normas pueden ser especificados, no
es raro ver especificados la limpieza con solventes (SSPC-SP 1) y la limpieza abrasiva. En
este caso, no sólo se refieren a la limpieza deseada, sino también a un perfil de anclaje medible. Por lo tanto, ya sea la limpieza abrasivo o la limpieza cáustica puede ser el primer paso
en el proceso, en base a la especificación y/o al montaje de los equipos en la planta:
•
La limpieza cáustica es el proceso inicial en la que se sumerge el acero en un baño alcalino para
eliminar sucio, aceite y grasa de la superficie del acero. Después de desengrasar, el acero se
enjuaga con agua antes de pasar al proceso de decapado descrito a continuación.
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•
El decapado o “pickling” es el proceso en el que el artículo que se está preparando se sumerge
en un tanque lleno de ácido con ácido clorhídrico o sulfúrico, que elimina los óxidos y la calamina. Una vez que toda la oxidación se ha removido del acero, se vuelve a enjuagar con
agua y se envía a la etapa final del proceso de preparación de la superficie que se llama “fluxing”.
Figura 23.3 Tanque de Decapado
•
El propósito del fluxing es limpiar el acero de toda la oxidación desarrollada desde el decapado
del acero, creando una capa protectora para evitar que el acero se oxide antes de entrar en el
baño de galvanizado. En general, el proceso de fluxing es de dos tipos:
–
Un tipo de flux está contenido en un tanque separado, es ligeramente ácido y contiene
una combinación de cloruro de zinc y cloruro de amonio.
–
El otro tipo de flux, flux superior, flota por encima del zinc líquido en el baño de galvanizado, pero tiene el mismo propósito.
Después de estar inmerso en los tanques de desengrasado, decapado y flux, la superficie del
acero se considera libre de óxidos u otros contaminantes, los cuales pudieran inhibir la reacción entre el hierro y el zinc líquido en el baño de galvanizado y queda listo para sumergirse
en dicho baño, lo que constituye la inmersión en caliente.
23.1.5 Baño de Zinc (Inmersión Caliente Mediano).
Una vez que el acero está totalmente limpio, está listo para la inmersión en el baño que contiene el zinc líquido. La tina de galvanizado contiene zinc fundido, especificado en la norma ASTM B 6 o similar, que especifica uno de tres grados diferentes de zinc, cada uno de los
cuales son al menos 98% puros. A veces otros metales pueden añadirse al zinc fundido con
el fin de brindar ciertas características deseables en el recubrimiento galvanizado. Sin embargo, el inspector debe abstenerse de formular sus recomendaciones personales sobre la
composición del baño.
La mayoría de los galvanizadores prefieren mantener las temperaturas de la tina un poco más
frío, para prolongar la vida útil de la tina. Esto puede afectar la calidad del recubrimiento.
El baño de galvanizado es esencialmente una cámara de combustión de placas de acero de
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alto grado, de 30 a 35 mm. (1 a 1,5 pulgadas) de espesor que usualmente dura de dos a cinco
años.
El baño de galvanizado suele funcionar a una temperatura de entre 438 - 460° C (820 – 860°
F), en este punto el zinc está en estado líquido. Las piezas de acero se sumergen en el baño
de galvanizado y permanecen en este hasta que la temperatura del acero ha alcanzado la
temperatura necesaria para formar un recubrimiento galvanizado por inmersión en caliente.
Figura 23.4 Pieza Fabricada Siendo Sumergida en un Baño de Zinc
Una vez que la reacción de difusión entre el hierro y el zinc se ha completado, la pieza de
acero se retira del baño de zinc. En la mayoría de los casos la inmersión completa dura
menos de diez minutos, sin embargo, dependerá de una serie de factores, uno de ellos es el
espesor del acero. Cuando el proceso de aleación se completa, el acero se retira del baño y
se enfría por rociado con agua o enfriamiento con aire.
Figura 23.5 Viga de Acero Saliendo del Baño de Zinc
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23.1.6 Tratamientos posteriores
Cuando se retira el acero del baño galvanizado, pude recibir un tratamiento posterior para
mejorar el recubrimiento galvanizado. Los tratamientos posteriores se realizan para producir uno o más de los siguientes resultados:
•
Reducción del espesor del recubrimiento, el cual se realiza quitando una parte de metal fundido
adherido al metal del objeto conforme sale del baño. Esto se hace usualmente mediante rodillos, frotado, con un proceso de centrifugado o sopladores de aire. Esta operación debe
realizarse mientras el recubrimiento aún permanece fundido. El mejoramiento de las propiedades o la apariencia del recubrimiento se puede lograr con tratamientos como el cromado,
el fosfatizado o la nivelación con rodillos.
Figura 23.6 Pieza Fabricada en Acero Saliendo del Baño de Galvanizado
•
Cambio en las características del recubrimiento. Los recubrimientos de zinc galvanizados en
caliente son algunas veces sometidos a un tratamiento térmico conocido como recocido (annealing) para convertir todo el recubrimiento en una aleación. Los recubrimientos de aluminio destinados para resistir al calor pueden ser convertidos en una aleación de esta misma
forma. El aluminio puede ser anodizado y teñido en colores atractivos.
23.1.7 Inspección
Las inspecciones del galvanizado por inmersión caliente puede variar desde una simple inspección visual hasta algo más sofisticado como la adherencia. Estas técnicas o métodos de
ensayo especificados en normas como ASTM A 123/A 123M, A 153/A 153M ó A 767/A
767M, dependiendo del tipo de producto que está siendo inspeccionado. Sólo vamos a cubrir los métodos más sencillos que usted se puede encontrar en el campo como un inspector
de recubrimientos.
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23.1.8 Inspecciones Visuales
Los requerimientos básicos para el acabado de un recubrimiento galvanizado es que éste debe estar relativamente liso, continuo, brillante y libre de imperfecciones rugosas en la superficie, tales como agrietamientos, desprendimientos, zonas sin recubrir, grumos, ampollas, e
inclusiones de flux, ceniza o escoria. Sin embargo, la lisura es un término relativo y la especificación del trabajo debe ser el factor determinante en la definición de las tolerancias para esto.
Figura 23.7 Superficie Galvanizada Típica
El recubrimiento galvanizado debe ser continuo para ofrecer una óptima protección a la corrosión. Las técnicas de manejo para el galvanizado pueden requerir el uso de bandas con
cadenas, cables u otros dispositivos de izamiento para sumergir los materiales en el tanque de
galvanizado, si el objeto ya no cuenta con dispositivos adecuados para esto. Las diferencias
en el color y lustre de los recubrimientos galvanizados generalmente no afectan significativamente su resistencia a la corrosión y la presencia o ausencia del efecto estrellado (cristales
de zinc) no tiene incidencia sobre el desempeño del recubrimiento. Sin embargo, una empresa altamente preocupada por la estética puede incluir esto como criterio de aprobación en
su especificación.
En este caso, el inspector debe estar consciente que la tasa de enfriado tiene un efecto directo
sobre el brillo de la superficie y sobre el tamaño de dicho efecto. Un enfriamiento más rápido usualmente resulta en un recubrimiento más brillante con estrellados más pequeños.
La composición de la aleación del metal base también afecta su apariencia.
A continuación se presentan algunos de los problemas comunes que pueden ser observados
durante las inspecciones visuales. Mientras que algunos pueden no ser motivo de rechazo,
tenga en cuenta que el propietario puede estipular causas de rechazo que no necesariamente
forman parte de norma alguna:
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•
Los artículos de contacto entre sí – El zinc en el baño de galvanizado debe tener acceso libre
a todas las partes de la superficie. Los artículos que entran y que pasa por el baño de galvanizado no deben estar en estrecho contacto entre ellos mismos.
•
Recubrimientos rugosos – Un recubrimiento muy rugoso y grueso se refiere a los componentes galvanizados con una superficie rugosa muy marcada. Esto puede incluir recubrimientos que sólo tienen una superficie rugosa y, en algunos casos, pueden involucrar a algunas
configuraciones de superficie tipo ranura. Un recubrimiento rugoso usualmente es causado
por un crecimiento excesivo o heterogéneo de la capa de aleación. Esta condición es atribuible a la composición química del acero o a la condición original de la superficie. La irregularidad de la capa de la aleación tiende a incrementarse con su espesor; por lo que los recubrimientos más gruesos son usualmente más rugosos que los delgados. Cuando se aplican
protecciones gruesas, es posible no poder evitar cierto grado de rugosidad.
Figura 23.8 Rugosidad General
•
Exceso de aluminio – Una condición a veces denominada como manchas negras puede ocurrir
si el contenido de aluminio de un baño en el que se utiliza una manta de flux es demasiado alto.
Esto se puede evitar manteniendo el contenido de aluminio inferior al 0,01%.
•
Protuberancias de escoria – Las protuberancias de escoria aparecen como grumos pequeños y
duros sobre una superficie galvanizada que de cualquier otra forma sería normal. Estas protuberancias son el resultado de la agitación de la capa de escoria que se encuentra en el fondo de
la tina o del dragado del material a través de dicha capa. Es mucho menos probable que un
tanque limpio produzca estos defectos. La escoria incorporada en el recubrimiento impide el
drenado del zinc en el baño en el área inmediata y ocurre la acumulación. Algunos creen que
como la escoria consiste de la misma aleación hierro-zinc que el recubrimiento, puede proveer
la misma protección a la corrosión que el recubrimiento galvanizado normal, sin embargo, éste
puede no ser el caso. Usted puede estar interesado en saber que esta escoria se remueve del
tanque de galvanizado y puede ser revendida a galvanizadores u otros usuarios de zinc, o
procesada en polvo de zinc para recubrimientos ricos en zinc.
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Figura 23.9 Protuberancias de Escoria
•
Grumos y escurrimientos – Un recubrimiento grumoso y desigual resulta cuando la velocidad
de retirada del baño de zinc es demasiado rápida o la temperatura de éste es demasiado baja
para permitir que el exceso de zinc se escurra dentro de la tina. El escurrimiento también
puede ser causado por un drenaje lento de los orificios de los pernos; dobleces, empalmes y
otros pequeños orificios donde se acumula el zinc y son consecuencia directa del diseño del
elemento.
•
Drenaje desigual – En caso de ser requerido, se pueden evitar las gotas mediante el limado u
otros métodos. El inspector deberá buscar discontinuidades donde se han removido o rebajado las gotas sin cuidado alguno.
Figura 23.10
•
Drenaje Desigual
Inclusiones de flux – Las inclusiones de flux se pueden originar de diferentes formas. El flux
viejo o gastado, por ejemplo, tiende a adherirse sobre el acero en lugar de separarse limpiamente de la superficie conforme es sumergida la pieza. Esto tiende a ocurrir incluso con el
flux activo, si existen residuos de grasa, laminaciones u otros contaminantes superficiales que
resisten la acción de limpieza del manto de flux. En ambos casos, las inclusiones están asociadas con zonas desnudas del recubrimiento. Las manchas negras formadas por las partículas
de flux incluidas son distinguibles de las manchas de sucio, marcas de salpicaduras y otros
tipos de contaminación menos dañinos por su tendencia a atraer la humedad.
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Figura 23.11 Inclusiones de Flux
•
Inclusiones de ceniza – Estas inclusiones son cenizas de zinc, la película de óxido que algunas
veces se desarrolla en la superficie del baño de galvanizado. De igual manera que el flux, la
ceniza se puede quemar sobre el acero durante el sumergido o se puede recoger de la superficie
del baño durante el retirado. Las inclusiones de ceniza pueden ocurrir en piezas de trabajo que
son muy engorrosas y requieren un lento retirado del baño.
Figura 23.12 Inclusiones de Ceniza
•
Recubrimientos galvanizados color gris mate – Una apariencia gris o manchada se desarrolla durante el enfriamiento y es causada por la difusión de la fase de aleación hierro-zinc hacia
la superficie del recubrimiento. Esto usualmente aparece como una mancha opaca localizada
sobre una superficie normal, aunque en casos extremos se puede extender sobre la superficie
completa del acero. Los recubrimientos opacos, usualmente más frágiles, pueden ocurrir sobre el acero con silicio, fósforo, alto contenido de carbono. Un recubrimiento gris es más
frecuentemente encontrado en las secciones gruesas que se enfrían lentamente y con ciertos
tipos de acero, tales como aquellos que tienen un relativamente alto contenido de silicio y
fósforo o un acero severamente trabajado en frío, todos los cuales pueden exhibir un crecimiento de la aleación anormalmente rápido.
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Figura 23.13
•
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Recubrimientos Galvanizados Color Gris Mate
Manchas de óxido – Las manchas de óxido pueden ser causadas por filtraciones de las uniones
y empalmes del material después de galvanizado, como se muestra en esta imagen o por el
material que ha sido almacenado bajo de o en contacto con acero oxidado. Con ciertos aceros
con un alto contenido de silicio, se puede formar una apariencia ligeramente oxidada sobre la
superficie después de un cierto periodo de exposición. Esto no es una falla del galvanizado,
pero es un fenómeno con este tipo de acero.
Figura 23.14
Manchas de Óxido
Una copia de la Guía del Usuario al Galvanizado en Caliente Para la Protección Contra la
Corrosión en Servicio Atmosférico, TPC-9, se anexa como referencia.
23.1.8.1 Reparaciones
Al igual que con la aplicación de los recubrimientos convencionales, ninguna especificación
es completa si no se ocupa de la reparación de las áreas deficientes. La especificación del
proyecto debe dar directrices sobre las reparaciones. Sin embargo, una especificación puede también hacer referencia a un estándar, como la norma ASTM A-780 (Práctica Estándar
para la Reparación de Recubrimientos Galvanizados por Inmersión en Caliente Dañados).
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23.1.8.2 Almacenamiento
Hay algunos problemas asociados con el almacenamiento de artículos galvanizados por inmersión en caliente. El inspector tiene que estar consciente de que estos casos generalmente no son causa de rechazo:
•
Manchas de óxido – Las manchas de óxido pueden ser causadas por filtraciones de las uniones
y empalmes del material después del galvanizado, como se muestra en esta imagen o por el
material que ha sido almacenado bajo de o en contacto con acero oxidado. Las manchas de
óxido de este tipo son superficiales y no deben confundirse con una falla de la capa subyacente.
Las manchas de óxido causadas por la filtración de un ensamblado pueden indicar la necesidad
de una modificación del diseño. Las manchas de óxido superficial no son causa de rechazo de
los productos galvanizados.
•
Óxido blanco (manchas de humedad por almacenamiento) – Las manchas de humedad por
almacenamiento es la acumulación de óxido de zinc e hidróxidos de zinc sobre la superficie
galvanizada. Como su nombre lo indica, las manchas de humedad por almacenamiento se
producen cuando el acero está expuesto a un ambiente húmedo o sin acceso a la circulación de
aire libre. Artículos galvanizados guardados ajustadamente son particularmente vulnerables a
las manchas húmedas de almacenamiento, especialmente si se almacenan como empaquetados
sin abrir por más de unas pocas semanas. Aunque en casos extremos, el valor de protección
del recubrimiento puede verse afectado, el ataque es a menudo superficial, a pesar del volumen
relativo del hidróxido de zinc. La acumulación media a pesada de productos blancos de corrosión debe ser eliminada, de lo contrario, la película esencial de protección de los carbonatos
de zinc no podrá formarse en el área afectada. Los depósitos ligeros pueden ser removidos
mediante cepillado con un cepillo de cerdas duras (no de alambre). Una verificación del espesor del recubrimiento se debe realizar en las zonas afectadas para garantizar que queda suficiente recubrimiento de zinc después de la eliminación de las manchas de humedad por almacenamiento.
Figura 23.15
Manchas de Humedad por Almacenamiento (Óxido Blanco)
En las fases avanzadas de las manchas de humedad por almacenamiento, el producto típico
de la corrosión de color blanco o gris puede ennegrecerse. Cuando esto ocurre, una cantidad significativa de la capa se ha perdido por la corrosión y la vida útil disminuye.
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En casos extremos cuando los grandes depósitos de color blanco o de óxido rojo se han formado como resultado de un almacenamiento prolongado en condiciones pobres, los elementos oxidados deben ser retirados y el área dañada reparada según se detalla en la norma
ASTM A 780 y otras normas de referencia. Si el área afectada es extensa, o si la mancha
puede afectar el uso del artículo para su servicio previsto, puede ser necesario volver a galvanizarlo.
A menos que se presente antes del envío, el desarrollo de las manchas de humedad por el almacenamiento generalmente no son causa de rechazo. Si usted es responsable del almacenamiento y transporte, debe tomar las precauciones para evitar que esto suceda.
23.1.8.3 Consideraciones Especiales
23.1.8.3.1
Superficies Empalmadas
Las superficies que dependen de la fricción para mantener sus elementos estructurales en su
lugar no deberán ser galvanizadas en caliente, debido a que este tratamiento reduce ampliamente el posible coeficiente de fricción entre estas superficies.
Figura 23.16
23.1.8.3.2
Superficies Empalmadas
Alteración de las Propiedades del Sustrato
El enfriamiento detiene todas las reacciones entre el acero y el zinc y puede alterar las propiedades del acero base. El inspector debe seguir las especificaciones para el proceso de
enfriamiento. La alteración de las propiedades de ciertos tipos de acero puede verse afectada por algunos procesos relacionados al galvanizado, tales como el baño de agua después de
la inmersión en caliente.
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23.1.8.3.3
Diseño y Fabricación de la Pieza de Trabajo
El diseño y la fabricación de la pieza de trabajo pueden afectar la calidad en una diversidad
de formas. El inspector debe prestar mucha atención a:
•
Soldaduras discontinuas, cavidades y/u otras áreas donde el ácido utilizado para el decapado
pueda quedar atrapado.
•
Áreas que puedan favorecer la formación de burbujas o bolsas de aire, las cuales impiden que el
zinc fundido entre en contacto con el sustrato.
•
El tamaño del artículo es comparable con el de la tina.
•
El espesor de los artículos sumergidos debe ser consistente con las especificaciones.
23.1.8.3.4
Metales Disímiles
Idealmente, una pieza de trabajo a ser galvanizada por inmersión en caliente deberá ser de la
misma aleación de acero; diferentes aleaciones de acero tienen diferentes características de
galvanizado.
23.1.9 Espesor del Recubrimiento y Vida Útil en Servicio
La vida útil en servicio usualmente está relacionada directamente con el espesor del recubrimiento. En el caso del galvanizado por inmersión en caliente, el espesor depende del espesor del metal de base. Las normas ISO 1461 (2) y ASTM A 123 son dos estándares que
proveen tablas con valores apropiados para un elemento en particular a ser galvanizado.
Antes de realizar cualquier lectura de espesor, el inspector debe obtener una copia del estándar referenciado para que le sirva de guía.
El espesor del recubrimiento de los artículos galvanizados por inmersión en caliente puede
ser determinado mediante cuatro técnicas separadas, siendo estas:
•
Medidor magnético de espesor de película seca
•
Remoción
•
Pesado (antes y después del proceso de galvanizado)
•
Microscopía óptica
El método más común y sencillo para la determinación del EPS en el campo es mediante el
uso del medidor de EPS magnético. Estos medidores han demostrado ser muy eficaces en
comparación con otros métodos de lecturas de EPS. Este método y el método de pesado no
son destructivos, la remoción del recubrimiento y la microscopía óptica son consideradas
pruebas destructivas. El inspector de recubrimientos debe obtener la norma referenciada en
la especificación y familiarizarse con esta antes de realizar cualquiera de las pruebas especificadas.
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23.1.10 Metalizado / Termorociado
23.1.10.1 Introducción
La metalización es el término general utilizado para la técnica de aplicar un metal sobre la
superficie de objetos no metálicos. Sin embargo, el uso de este término ha crecido hasta
incluir el pintado del acero mediante la atomización de metal fundido como una forma de
protección contra la corrosión.
El metalizado es uno de los métodos más antiguos para aplicar recubrimientos termorociados. Su larga historia ha permitido una gran cantidad de mejoras y perfeccionamientos, y
aunque las pistolas que se utiliza a la fecha básicamente realizan la misma función, su funcionamiento, e incluso los materiales que rocían, siguen reflejando las últimas innovaciones
en la tecnología de termorociado.
El método de metalizado cubre una amplia gama de sistemas capaces de atomizar un rango
igualmente amplio de materiales. Sin embargo, todas las pistolas de atomización, realizan
la misma función esencial de calentar y proyectar el material de recubrimiento a través del
uso de una llama oxicombustible y un chorro de gas a presión que servirá de propulsor del
material. Los materiales rociados con este proceso vienen en formas tanto de alambre
(proceso de termorociado con alambre) y polvo (proceso de termorociado con polvo), dependiendo de la pistola utilizada. En cualquier caso, la pistola sirve para fundir y atomizar o
ablandar el material que se alimenta a la llama, expulsando las partículas ablandadas o derretidas en una corriente dirigida a través de la boquilla de la pistola.
23.1.10.2 Proceso y Equipo
El termorociado, como el cladding por soldadura o el enchapado de cromo, es un proceso de
aplicación de un recubrimiento. En el termorociado, se derrite un alambre o polvo mediante
una llama o electricidad y se atomiza sobre la pieza de trabajo. Durante el proceso, la pistola de llama hace pases sucesivos a través de la pieza de trabajo para producir un recubrimiento. Al igual que todos los procesos industriales, el termorociado tiene sus ventajas y
sus limitaciones.
23.1.10.3 Preparación de la Superficie
En el metalizado, como en la pintura, la preparación del sustrato es crítica. En la preparación de una superficie para el metalizado, generalmente se requiere un perfil de anclaje angular con un grado de preparación de la superficie de al menos NACE No. 2 / SSPC-SP 10 ó
ISO Sa 2 ½. Adicionalmente, la limpieza abrasiva a metal casi blanco debe estar seca antes
del proceso de aplicaci limente la pistola de in¡s sorro de aplicaciatro t iones miento la base
de aceroe of denial is forever the Truth of pain¡s sorrón. El proceso de secado puede llevarse a cabo empleando la pistola del metalizado, simplemente soltando el gatillo de alimentación de metal y secando la sección deseada con la llama de gas.
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Algunas personas con mayor experiencia en metalización prefieren calentar la superficies de
79 a 93° C (175 a 200° F) antes de iniciar el proceso. Esto resulta en una mejor adhesión.
Ya que cuenta con una mayor comprensión de este concepto, veremos los tres procesos involucrados para mejorar el conocimiento del inspector.
23.1.10.4 Termorociado por Llama
El termorociado forma parte del grupo más amplio de procesos de recubrimiento conocido
como sistemas de rociado térmico, los cuales pueden atomizar un una gama igualmente amplia de materiales. Una gran variedad de materiales pueden ser depositados como recubrimientos con este proceso y la gran mayoría de los componentes se aplican manualmente.
En el proceso de rociado térmico, el oxígeno y un gas combustible, como el acetileno, propano o propileno, se introducen en una antorcha y se enciende para crear una llama. Se inyecta polvo o un alambre en la llama, fundiéndose y atomizándose sobre la pieza de trabajo,
creando así la capa protectora del recubrimiento.
Las pistolas de termorociado normalmente requieren muy pocos equipos adicionales. La
mayoría de pistolas alimentadas con polvo un depósito cuentan con una tolva o embudo integrado en el cuerpo de la misma. Otras usan una pequeña unidad externa de alimentación de
polvo. Las pistolas de alambre por lo general tienen un mecanismo incorporado en el cuerpo para orientar la alimentación y regular la velocidad del alambre. Normalmente, sólo se
requieren líneas de alimentación de oxígeno, combustible, y, en ocasiones, aire comprimido.
Los tipos de consumibles dan lugar a las dos variantes del proceso:
•
•
Termorociado de polvo
Termorociado de alambre
Para el proceso de termorociado de polvo, el material se alimenta directamente a la llama por
una corriente de aire comprimido o gas inerte (argón o nitrógeno). Por otra parte, en algunos sistemas básicos, el polvo se introduce en la llama por un efecto venturi, que es sostenido
por el flujo de gas combustible. Es importante que el polvo se caliente lo suficiente a medida que pasa por la llama. El gas portador alimenta el polvo al centro de una llama de
combustión anular, donde se calienta. Una segunda boquilla exterior anular de gas alimenta
una corriente de aire comprimido alrededor de la llama de combustión, lo que acelera las partículas del aerosol hacia el sustrato y se centra la llama.
En el proceso de termorociado, la tasa de alimentación del alambre y la configuración de la
llama deben ser equilibrados para producir una fusión continua del alambre, proporcionando
un aerosol de partículas finas. El flujo de aire comprimido anular atomiza y acelera las partículas hacia el sustrato.
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El termorociado requiere poco equipo y puede ser fácilmente realizado en una planta o en
sitio. El proceso es relativamente económico y se utiliza generalmente para la aplicación de
aleaciones de metales. La velocidad de partícula relativamente baja del proceso de termorociado deja un recubrimiento con una densidad moderada. Como resultado, los recubrimientos termorociados de aleaciones que no requieren una substancia para fluir en la superficie son a menudo los candidatos para los procesos de rociado y fusión, donde la etapa adicional de fusión puede permitir que el recubrimiento fluya más libremente para llenar muchos de los vacíos que el proceso de atomización pudiera haber dejado.
Todas las pistolas de atomización por llama, realizan la misma función esencial de calentar y
proyectar el material de recubrimiento a través del uso de una llama oxicombustible y un
chorro de gas a presión que servirá de propulsor del material. Los materiales rociados con
este proceso vienen en formas tanto de alambre (proceso de termorociado con alambre) y
polvo (proceso de termorociado con polvo), dependiendo de la pistola utilizada. En cualquier caso, la pistola sirve para fundir y atomizar o ablandar el material que se alimenta a la
llama, expulsando las partículas ablandadas o derretidas en una corriente dirigida a través de
la boquilla de la pistola.
23.1.10.5 Termorociado por Arco
En el proceso de termorociado con arco, dos alambres se insertan en la antorcha y se conectan en la boquilla. La carga eléctrica de los cables hace que sus puntas se derritan al tocarse. Un gas portador como el aire comprimido o el nitrógeno se utiliza para retirar el material fundido de los cables y transportarlo a la pieza de trabajo. La atomización con arco es
relativamente económica, fácil de aprender, portátil y relativamente fácil de mantener. La
baja velocidad de las partículas permite un alto espesor de película para un determinado material. Los avances recientes en la configuración de las boquillas y las antorchas proporcionan un mayor control en la calidad del recubrimiento y del patrón de rociado. Con el equipo adecuado, es posible producir un patrón de rociado elongado o aplicar componentes a
diámetros internos muy pequeños. En cuanto a sus limitaciones, el rociado con arco está
limitado a cables conductores de electricidad sólidos y a alambre encapsulado (“cored wire”).
23.1.10.6 Termorociado por Plasma
El proceso de termorociado por plasma es considerado como el más versátil de todos los
procesos de termorociado. Durante la operación, gases como el argón, nitrógeno, helio o
hidrógeno pasan a través de una antorcha. Un arco eléctrico disocia e ioniza los gases.
Más allá de la boquilla, los componentes atómicos se recombinan, emitiendo una enorme
cantidad de calor. De hecho, la temperatura central del plasma es generalmente superior a
los 10.000° C, muy por encima de la temperatura de fusión de cualquier material. Se inyecta polvo en esta llama, se derrite y es acelerado hacia la pieza de trabajo.
El termorociado por plasma se desarrolló inicialmente para aplicar la cerámica y sigue siendo
el principal proceso para su aplicación. Los metales y plásticos también pueden ser rocia©NACE International 2011
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dos mediante esta técnica. Las velocidades de las partículas de plasma son superiores a las
producidas durante el termorociado por llama y arco, y resulta en recubrimientos que son típicamente más densos y dejan una superficie de rugosidad fina rugosa después del rociado.
Sin embargo, la compensación por la mayor densidad es que se reduce el espesor máximo del
recubrimiento de un determinado material. Como los metales y la cerámica pueden ser
atomizados efectivamente con esta técnica, el termorociado por plasma se presta a la automatización y para reducir los pasos del proceso. Por ejemplo, los recubrimientos de cerámica
típicamente requieren de una capa metálica de enlace para mejorar la resistencia de la unión.
Con el sistema de plasma, es posible aplicar la capa adherente inicialmente e inmediatamente
después seguir con el material cerámico.
23.1.10.7 Oxicombustible de Alta Velocidad
El proceso de oxicombustible de alta velocidad (HVOF) fue inventado hace 20 años; sin
embargo, se han expandido las posibilidades de aplicación para el termorociado en zonas que
antes eran inalcanzables. Con la atomización por HVOF, una combinación de gases de
proceso, tales como el hidrógeno, oxígeno, propileno, aire o querosén se inyectan en la cámara de combustión de la antorcha a alta presión y se encienden. El resultado es que los
gases alcanzan velocidades supersónicas. El polvo se inyecta en la llama y también es acelerado a velocidades supersónicas. Como resultado, se obtienen los recubrimientos termorociados más densos disponibles.
El proceso de HVOF es la técnica preferida para la atomización de carburos resistentes al
desgaste y también es adecuado para la aplicación de aleaciones resistentes al desgaste y/o a
la corrosión, como Hastelloy, Triballoy e Inconel®. Debido a la alta energía cinética y a la
baja energía térmica que el proceso de HVOF imparte a los materiales termorociados, los recubrimientos resultantes son muy densos, con una porosidad inferior al 1%, tienen una fuerza
de adherencia muy alta, con acabados superficiales finos recién rociados y bajos niveles de
óxido.
23.1.10.8 Selladores
En servicio, los productos de la corrosión del zinc o aluminio se desarrollan conforme comienza a corroerse el recubrimiento poroso. Con el tiempo, la porosidad básicamente se
sella por los propios productos de corrosión. Sin embargo, en muchos casos la especificación pedirá la aplicación de una película de sellador o de sellador más acabado después de la
aplicación del metalizado. Los selladores para recubrimientos termorociados (TSC) son
pinturas de baja viscosidad, transparentes o pigmentados, formuladas para fluir sobre y ser
absorbidas en los poros naturales del TSC. Por otro lado, “una capa de acabado es esencialmente una capa completa de pintura y puede ser aplicada encima de la capa de sellador”.
Los selladores que se han utilizado con éxito son capas vinílicas delgadas, primarios mordentes de PVBA (generalmente seguidos por al menos una capa más) y selladores de silicón
pigmentados de aluminio. Mantenga en mente que el agregar una o más capas de “acabado” no es necesario para el control de la corrosión; por lo general es un tema de estética o de
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la necesidad de una resistencia adicional a la abrasión. El sistema con la capa de acabado
también presenta intervalos de mantenimiento más cortos, ya que la pintura requerirá una
mayor frecuencia de mantenimiento que la capa metálica subyacente. Es la responsabilidad
de inspector asegurar que se cumplan tales requerimientos antes de la aprobación final.
23.1.11 Inspección del Termorociado
El inspector de recubrimientos en un proyecto de termorociado tendrá que realizar inspecciones y documentar igual como en proyectos de recubrimientos convencionales. Las áreas
de mayor consideración son:
•
Preparación de la superficie (limpieza y perfil de anclaje)
•
Precalentamiento del sustrato
•
Verificación que el sustrato esté libre de humedad
•
Procedimientos y técnica de aplicación
•
Aplicación de selladores y acabados cuando sea especificado
•
EPS (usando medidores comunes de EPS)
•
Manejo y almacenamiento
23.1.12 Sherardizado
El sherardizado es un método de galvanizado también conocido como el galvanizado por
vapor. En este proceso, una capa de zinc se aplica al objeto de metal calentándolos en un
recipiente hermético con polvo de zinc, a unos 300 – 400° C, temperatura a la cual se produce la unión por difusión del zinc con el metal.
El sherardizado es ideal para pequeñas partes y piezas que requieren recubrir sus superficies
internas, tales como lotes de artículos pequeños. En este proceso, la temperatura que alcanza el contenedor no excede el punto de fusión del zinc, lo que lo convierte en un proceso
en seco.
23.1.13 Aluminizado
El aluminizado o aleación por difusión de aluminio, es un proceso químico de alta temperatura donde los vapores de aluminio se difunden en la superficie del metal base formando
nuevas aleaciones metalúrgicas de aluminuro. Es un proceso económico para inhibir la corrosión mediante la protección de la superficie de los aceros, aceros inoxidables y aleaciones
de níquel que operan en ambientes de extremadamente altas temperaturas. Las aleaciones
de aluminuro formadas durante el proceso en la superficie contienen 20% del mínimo de
aluminio.
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Otro método de aluminizado es por inmersión en caliente. La composición varía entre los
fabricantes y la mayoría estas son fórmulas privadas. Es parecido al proceso de galvanizado
con la excepción del contenido del baño de inmersión en caliente, el cual es de aluminio.
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Definiciones de Términos Claves
Galvanizado por Inmersión en Caliente: El proceso de recubrir el hierro o acero con una
fina capa de zinc fundido, haciendo pasar el acero a través de un baño de zinc a una temperatura de alrededor de 438 - 460° C (820 - 860° F).
Termorociado: El termorociado, como el cladding por soldadura o el enchapado de cromo,
es un proceso de aplicación de un recubrimiento. En el termorociado, se derrite un alambre
o polvo mediante una llama o electricidad y se atomiza sobre la pieza de trabajo.
Termorociado por Arco: El termorociado por arco es relativamente económico, fácil de
aprender, portátil y muy fácil de mantener. La baja velocidad de las partículas permite un
alto espesor de película para un determinado material.
Termorociado por Llama: Todas las pistolas de atomización realizan la misma función
esencial de calentar y proyectar el recubrimiento a través del uso de una llama de oxicombustible y un portador de chorro de gas a presión.
Termorociado por Plasma: El proceso de termorociado por plasma es considerado como el
más versátil de todos los procesos de termorociado. Durante la operación, gases como el
argón, nitrógeno, helio o hidrógeno pasan a través de una antorcha. Un arco eléctrico disocia e ioniza los gases. Más allá de la boquilla, los componentes atómicos se recombinan,
emitiendo una enorme cantidad de calor.
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Guía de Estudio
1. ¿Qué es el galvanizado por inmersión en caliente?
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2. Las capas usuales de un recubrimiento galvanizado consisten de:
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• __________________________________________________
• __________________________________________________
• __________________________________________________
3. Algunos aspectos de seguridad que el inspector debe saber cuando trabaja cerca de galvanizado por inmersión en caliente son:
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• ____________________________________________________________________________
4. Enumere las varias etapas del proceso de inmersión en caliente:
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• ________________________________
5. Explique el propósito tanto de la limpieza cáustica como del decapado de ácido.
• Limpieza cáustica
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• Decapado ácido
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6. ¿Cuál es el rango de temperatura de la operación típica de un baño de galvanizado?
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7. Enumere algunos de los tratamientos posteriores que pueden realizarse al galvanizado y
por qué.
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8. Enumere algunos de los problemas comunes que pueden ser notados durante las inspecciones visuales de los artículos galvanizados por inmersión en caliente.
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• ____________________________
9. ¿Qué son las superficies empalmadas y por qué no hay que galvanizarlas?
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10. ¿Cuáles son los diferentes métodos de termorociado?
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24-1
Evaluaciones de Recubrimientos
Capítulo 24: Evaluaciones de
Recubrimientos
Objetivos
Cuando haya terminado este módulo, usted tendrá el conocimiento y la comprensión de:
•
Qué son las evaluaciones de recubrimientos
•
Por qué se realizan las evaluaciones
•
Quién realiza las evaluaciones
•
Los pasos en el proceso de evaluación
•
Evaluador del Estado de los Recubrimientos
•
OCAT
•
S-CAT
•
Recopilación y Almacenamiento de Data Avanzado
Pre-requisitos
Antes de clase, asegúrese de:
•
Completar los capítulos anteriores
•
Leer el capítulo completo
24.1 Objetivo
Al término de este capítulo el inspector de recubrimientos tendrá una mejor comprensión de
lo que es una evaluación de recubrimientos (inspección en servicio), y el proceso de realizar
una evaluación del estado de recubrimientos mediante inspecciones.
24.1.1 ¿Qué es una Evaluación?
Una evaluación de recubrimientos es una tarea que se realiza de forma organizada y racional
en estructuras (puentes, plataformas petroleras, plantas químicas, refinerías, fábricas de papel, etc.) que han sido pintadas o recubiertas previamente, para reunir información acerca de
las condiciones del sistema de recubrimientos protectores instalado. Las evaluaciones de re-
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Evaluaciones de Recubrimientos
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cubrimientos no deben ser confundidas con las evaluaciones de corrosión más profundas, ya
que esta evaluación en particular va más allá del alcance del desempeño del sistema de recubrimientos.
Figura 24.1
El pintado es uno de los principales recursos de mantenimiento y puede significar un gran
gasto anual para la compañía. Por lo tanto, una evaluación de recubrimientos es una parte
vital de las inspecciones en servicio realizadas anualmente/regularmente. Estas evaluaciones
se llevan a cabo por parte de la administración por varias razones, las cuales varían desde lo
más sencillo a lo más complejo. Es importante señalar que las evaluaciones pueden ser realizadas por un individuo o por un equipo de personas calificadas, en función del alcance acordado.
Figura 24.2
Las evaluaciones de los recubrimientos a menudo se contratan para proveer información base
que permite el desarrollo de un programa de mantenimiento. Para que sea útil, debe de realizarse por individuos con conocimientos y deberá proveer información que pueda ser usada
por la compañía para los propósitos por los cuales fue realizada. Mientras algunas empresas
han acometido los procesos de pintado de una manera no muy exhaustiva, hay un creciente
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Evaluaciones de Recubrimientos
reconocimiento de que la planificación y el monitoreo del desempeño pueden ser beneficiosos para la compañía.
Otro cambio que ha causado que las compañías observen más detenidamente sus instalaciones es el incremento en las medidas de protección ambiental y de seguridad (los trabajadores
y el público). Los accidentes causados por la corrosión, los cuales no son raros, significan
grandes pérdidas de ganancia, desmotivación en la fuerza de trabajo y una mala publicidad.
24.1.2 ¿Por Qué se Realizan las Evaluaciones?
Algunas de las razones principales para realizar las evaluaciones incluyen:
•
Apoyar en la planificación de las tareas de mantenimiento futuras
•
Priorizar el trabajo
•
Fines presupuestarios
•
Apoyar en determinar el valor de las estructuras
•
Cumplimiento con las leyes
24.1.3 ¿Quién Realiza la Evaluación de Recubrimientos?
En general, las evaluaciones de recubrimientos son realizadas por individuos capacitados.
Sin embargo, una evaluación de recubrimientos se realiza mediante un esfuerzo de equipo.
Si el líder del equipo está calificado adecuadamente, entonces algunos de los miembros del
mismo pueden ser requeridos sólo para realizar trabajos específicos en tareas definidas claramente, pudiendo no requerir amplias habilidades individuales. Es importante que aquellos
que realizan la evaluación tengan las habilidades para seguir el plan de inspección, para así
obtener información significativa. Los individuos pueden ser:
•
Especialista certificado por Nace en Corrosión Costa Afuera/Capacitación de Evaluación de
Recubrimientos (OCAT) o Corrosión en Buques/Técnico de Evaluación en Recubrimientos
(S-CAT) (más calificado)
•
Especialistas de Recubrimientos Certificados por NACE
•
Inspectores de Recubrimientos Certificados por NACE – Nivel 3
•
Inspectores de recubrimientos, no Nivel 3, pero calificados por experiencia en campo
•
Representantes técnicos del fabricante de recubrimientos con una adecuada experiencia en
campo
•
Ingenieros de mantenimiento con un conocimiento amplio en cuanto a la planta o las instalaciones
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Evaluaciones de Recubrimientos
24-4
24.1.4 Los Pasos en el Proceso de una Evaluación
El inspector de recubrimientos primero debe comprender el alcance de la evaluación solicitada y apegarse a las directrices. Esto es extremadamente importante, sobre todo cuando estas
evaluaciones son motivadas por requerimientos legales. Cualquier inspector que emprenda
dicha tarea también debe entender las ramificaciones legales relacionadas con la falsificación
de informes con la intención de complacer a una persona o empresa. En otras palabras, actuando como un sello de goma en el apoyo de alguien o de la opinión de la empresa puede
ser visto como causa por sanciones legales cuando se aplica la ley. A continuación se muestra un proceso paso-a-paso para la realización de una evaluación sencilla de recubrimientos:
•
Tener una comprensión clara del alcance (objetivos y metas)
•
Reunir un equipo de trabajo si es necesario
•
Desarrollar un plan de evaluación
•
Revisar las normas que se pueden utilizar al realizar las pruebas requeridas
•
Acordar sobre el formato para la presentación de la data recopilada
•
Delegar tareas distintas a los miembros del equipo si es necesario
•
Evaluar el recubrimiento existente (en general y por “elementos a pintar”)
•
Reunir más información según el plan de evaluación
•
Resumir los datos y asegurarse que son precisos, veraces y que correspondan a los estándares
de referenciados/apropiados
•
Preparar los planes para desarrollar el trabajo de mantenimiento requerido, basados en los resultados de la evaluación (si se requiere)
•
Preparar reportes / ingresar data a la base de datos
•
Entregar informes finales de las evaluaciones
Aunque la necesidad de una evaluación de condiciones se ha explicado anteriormente, la gran
pregunta se enfoca en las calificaciones de la(s) persona(s) a realizar las mismas. Todos estamos de acuerdo en que un inspector de recubrimientos capacitado representa un valioso
elemento de un equipo de evaluación de un sistema de recubrimientos, pero puede ser incapaz de realizar una evaluación detallada él solo. Esto se debe al hecho de que realizar una
evaluación del estado del recubrimiento puede ser muy complejo y, por lo tanto, la experiencia, el conocimiento y una comprensión clara del alcance de la evaluación prevista es esencial. Antes de continuar, veamos la definición del inspector de condiciones de recubrimientos.
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Evaluaciones de Recubrimientos
24.1.5 Inspector de Condiciones de Recubrimientos
Este es un individuo que por medio de su conocimiento, experiencia y calificaciones se considera capaz de realizar una evaluación del estado de los recubrimientos según lo requerido
por alguien de la gerencia o el propietario de la empresa.
Hasta hace poco, no había ninguna capacitación formal de los técnicos de evaluación del estado de los recubrimientos. Sin embargo, NACE International, trabajando estrechamente en
colaboración con diversas industrias, reconoció la necesidad de formalizar las evaluaciones
del estado de los sistemas de recubrimientos y, desde entonces, han creado dos programas de
certificación como respuesta a esto, siendo estos:
•
OCAT
•
S-CAT
24.1.6 OCAT
Este programa intensivo de cinco días abarca los elementos de inspección en servicio y la
planificación del mantenimiento de estructuras fijas costa afuera. El curso también se enfoca
en los Servicios de Gerencia de Minerales (MMS) A-B-C – requerimientos del sistema de
calificación de la evaluación de estructuras para los reportes de inspección Nivel 1 (Superestructuras). El curso es muy valioso para cualquier persona involucrada en el área de control
de la corrosión en la gestión de integridad de estructuras costa afuera. También es de valiosa
ayuda para el personal con responsabilidades gerenciales / planificación incluyendo los inspectores de campo que efectúan las evaluaciones en servicio de las instalaciones, así como el
personal de operaciones plataformas marinas, proporcionándoles una mejor comprensión de
los sistemas de prevención de la corrosión utilizados para estructuras marinas y su implementación exitosa.
24.1.7 S-CAT
Este curso está destinado a proporcionar una base sobre recubrimientos, corrosión y el conocimiento del control de la corrosión para evaluar el estado de tanques y otras estructuras, y
para determinar las acciones necesarias para mantener efectivamente el estado operacional
completo. El curso prepara al asesor con la orientación práctica para la medición y evaluación del estado del sistema de recubrimientos protectores en áreas específicas de una embarcación marina. El resultado final deseado es que los evaluadores utilizan un proceso coherente, ordenado y repetible para la evaluación, que cuenta con la confianza de todos los involucrados en el ciclo de mantenimiento.
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24.1.8 Recopilación y Almacenamiento Avanzado de Data
Fuera de los pasos generales arriba enumerados, el paso más importante en una evaluación
del estado de recubrimientos es la recopilación de datos. Al terminar la evaluación, estos datos deben proporcionar a la gerencia una imagen clara en base al alcance del servicio realizado. Es difícil para muchos inspectores evaluar el estado de l