Corrosion 0411
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8/17/2019 Corrosion 0411
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CORROSIÓN
TANIA ACEBO CAMPOSALAN BURGOS SANSUSTEKIMBERLY LEONRODRIGUEZ
TAMARA SERRATE ARAUZ
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INTRODUCC
IÓN
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orrosión
Puede entenderse como la tendencia
general que tienen los materiales a buscar
su forma más estable o de menor energía
interna.
CORROSIÓN
La corrosión es una reacción química (oxido
reducción) en la que intervienen tres
factores:
La pieza manufacturada l ambientel agua! o por medio de una reacción
electroquímica.
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orrosión
DEFINICIÓNLo que provoca la corrosión es un flu"o el#ctrico masivo
generado por las diferencias químicas entre las piezas
implicadas.
ste par de metales constitu$e la llamada pila
galvánica ! en donde la especie que se oxida (ánodo)
cede sus electrones $ la especie que se reduce (cátodo)
acepta electrones.
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orrosión
DEFINICIÓNLa corrosión! de %ec%o! es el regreso del metal a su
estado natural! el óxido.
& menudo se %abla del acero inoxidable:
ste tipo de acero contiene elementos dealeación en '' como mínimo lo cual le permite
ser inoxidable al estar expuesto al oxígeno.
l cromo %ace que se contraiga la región de la
austenita $ en su lugar la región de la ferrita
disminu$e su tamao.
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OBJETIVOS
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7/86orrosión
Denir !"e es #orrosión
E$%oner &'s #'r'#(eris(i#'s ) *"n#ion'+ien(os
Es(",i'r e& -r',o ,e #orrosion en #on,i#iones
'+.ien('&es
OBJETIVOS
An'&i/'r &os *enó+enos !"i+i#os ,e ,e(erioroen &os +'r(eri'&es0
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8/86orrosión
FUNDAMENTOS DECORROSIÓNLa velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna
medida de la temperatura $ de la concentración de losreactivos $ de los productos.
*ombatir la corrosión:
+ Prolongar el tiempo de servicio de un
ingenio.
+ ,isminuir su mantenimiento
+ ,isear con menor costo para un tiempo
definido de servicio
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9/86orrosión
TIPOS DE CORROSIÓN
Podemos establecer la siguiente clasificación:
*orrosión por deterioro uniforme o general
*orrosión galvánica o entre dos metales
*orrosión erosiva
*orrosión por picadura
*orrosión por grieta
*orrosión intergranular
*orrosión ba"o tensión
*orrosión por desgaste
,isolución selectiva o desaleante
*orrosión seca
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10/86orrosión
CORROSIÓN POR DETERIOROUNIFORME O GENERAL
-e caracteriza por una reacción química o
electroquímica que acta uniformemente sobre
toda la superficie del metal expuesto a la
corrosión.
s relativamente fácil su control mediante:
*oberturas protectoras
/n%ibidores
Protección catódica
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11/86orrosión
CORROSIÓN GALV1NICA
,ebe tenerse cuidado al unir metales distintos porque
la diferencia en sus potenciales electroquímicos puede
conducir a su corrosión.
*omportamiento anódico0 catódico del acero con capas de
cinc $ estao expuestas a la atmósfera
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12/86orrosión
CORROSIÓN PORPICADURA
s mu$ destructivo para las estructuras de ingeniería si
provoca perforación del metal.l nmero $ la profundidad de los agu"eros puede variar
enormemente $ por eso la extensión del dao producido por
la picadura puede ser difícil de evaluar.
Picadura en un tubo de cobre electrolitico.
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13/86orrosión
CORROSIÓN PORGRIETAS
s una forma de corrosión electroquímicamente
localizada que puede presentarse en %endiduras.
-u presencia es frecuente bajo juntas, remaches, pernos y
tornillos, entre válvulas y sus asientos, bajo depósitos
porosos.
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14/86orrosión
CORROSIÓNINTERGRANULARAceros inoxidables austeníticos (18% Cr-8% Ni) cuando
son calentados o enfriados lentamente a través del rangode temeraturas de !"" a 8""#C.
$os carburos de cromo (Cr&C') ueden reciitar en
las interfases del limite de grano
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orrosión
CORROSIÓN BAJOTENSIÓN-e refiere a la rotura originada por la combinación de efectos de tensiones
intensas $ corrosión especifica que acta en el entorno del metal.
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orrosión
CORROSIÓN EROSIVA
La aceleración en la velocidad de ataque corrosivoal metal debida al movimiento relativo de un fluido
corrosivo y una superficie del metal.
Está caracterizada por la aparición en la superficie
del metal de surcos, valles, hoyos, agujeros
redondeados y otras configuraciones dañinas de la
superficie del metal
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orrosión
DA2O POR CAVITACIÓN
ausado por la formación e implosión
de burbujas de aire o cavidades
llenas de vapor, en un l!quido que seencuentra cerca de la superficie
metálica.
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orrosión
CORROSIÓN PORDESGASTE
iene lugar en las interfases entremateriales bao carga* es decir en servicio*sometidos a vibraci+n , desliamiento.
Aarece como surcos u o,osrodeados de roductos decorrosi+n.
$os fragmentos de metal entre las suer/ciesroadas est0n oxidados , algunas caas de+xido se encuentran disgregadas or la acci+ndel desgaste.
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orrosión
CORROSIÓN SELECTIVA
s la eliminaci+n referencial de un
elemento de una aleaci+n s+lida orrocesos corrosivos.
L' ,es#in#i#'#ion ,e& &'(ón
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orrosión
CORROSIÓN SECA
l grado en 2ue un +xido rotege a un metal , or lo
tanto no se corroe deende de varios factores* los m0simortantes son3
l orcentae en volumen del +xido resecto al metal
$a elícula formada debe tener buena aderencia.
l unto de fusi+n del +xido debe ser alto.
$a elícula de +xido debe tener baa resi+n de vaor.
$a elícula formada debe tener un coe/ciente de
exansi+n casi igual al del metal. $a elícula formada debe tener lasticidad a alta
temeratura ara evitar 2ue se roma o cuartee.
$a elícula formada deber0 tener baa conductividad
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orrosión
CORROSIÓN POR EFECTODE GASES
CONTAMINANTESCORROSIÓN AGRIA
s el tio de corrosi+n 2ue se roduceor la resencia de sulfuro deidr+geno (56)* 2ue es un gas
venenoso* mu, reactivo , corrosivo
$os roblemas m0s comunes37Corrosi+n uniforme
7icado7Crac9ing
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orrosión
CORROSIÓN POR EFECTODE GASES
CONTAMINANTESCORROSIÓN DULCE
$a resencia de di+xido de carbono(C:) , ocurre cuando se resenta
un moamiento del acero or el aguade formaci+n
sta forma de corrosi+n es muco m0sagresiva 2ue la agria.
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CONTROL DE LACORROSIÓN
$a corrosi+n uede ser controlada o revenida or
métodos mu, diferentes.;esde el unto de vista de corrosi+n los métodosgenéricos ara su revenci+n est0n en las líneas de3
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FACTORES 3UE INCIDEN ENLA CORROSIÓN
C'r'#(er4s(i#'s ,e& G's Cr",o0 Comrendeel alto contenido de C:
Con,i#iones O%er'(i5's l cumlimiento de loscomromisos de venta en funci+n de la ma,or
rentabilidad
Con,i#iones ,e Dise6o7 $as característicasde los e2uios de roceso en una oeraci+nde m0xima carga* , las condicionesclim0ticas.
S'&es Es('.&es '& C'&or7 An0lisis an determinado 2ue*exceto los iones cloruros* la concentraci+n de lasrestantes sales estables al calor en los circuitos de aminaan sido baas.
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PROTECCIONES
ANTICORROSIV
AS
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orrosión
PROTECCIONES ANTICORROSIVAS
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NATURALEZADE LA
CORROSIÓN
Ó
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orrosión
NATURALEZA DE LA CORROSIÓN3U8MICA
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orrosión
NATURALEZA DE LA CORROSIÓNELECTRO 3U8MICA
$a corrosi+n uede ser mediante una reacci+n 2uímica (redox)
en la 2ue intervienen dos factores3
$a iea manufacturada (la conceci+n de la iea3 forma*
tratamiento* montae)
l ambiente (un ambiente
cerrado es menos roenso a
la corrosi+n 2ue un ambiente
Abierto).
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MECANISMOS B1SICOSDE LA CORROSIÓNELECTRO3U8MICA
1
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orrosión
MECANISMOS B1SICOS DE LACORROSIÓN ELECTRO3U8MICA
s un roceso esont0neo 2ue denotasiemre la existencia de una ona an+dica
(la 2ue sufre la corrosi+n)* una onacat+dica , un electrolito.
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orrosión
TIPOS DE CORROSIÓNELECTRO 3U8MICA
Ce&,'s ,e #o+%osi#ión7 6e resentancuando dos metales o aleaciones* un
eemlo como el caso del cobre , ierroforma una celda electrolítica
Ce&,'s ,e es*"er/o7 se resenta or
acci+n galv0nica ero uede suceder or la/ltraci+n de imureas en el extremo de una
grieta existente
TIPOS DE CORROSIÓN
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orrosión
TIPOS DE CORROSIÓNELECTRO 3U8MICA
Corrosión %or o$4-eno7 ocurregeneralmente en suer/cies exuestas al
oxigeno diatonico disuelto en agua o al aire
Corrosión %or :e(ero-enei,', ,e&
+'(eri'&6e roduce en aleaciones met0licas* or
imerfecciones en la aleaci+n.
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CORROSIÓNGALV1NICA B1SICA
Ó 1 1
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orrosión
CORROSIÓN GALV1NICA B1SICA
Serie -'&5;ni#' ,e &os +e('&es7s una lista de metales ,aleaciones ordenadas de
acuerdo a su otencial de
su corrosi+n relativo en un
medio ambiente dado
CORROSIÓN GALV1NICA B1SICA
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CORROSIÓN GALV1NICA B1SICA
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CONTROL DE LACORROSIÓN
RECUBRIMIENTO DE
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orrosión
RECUBRIMIENTO DETUBERIAS
$os recubrimientos de resina e+xicalí2uida* roorcionan rotecci+n contrala corrosi+n ara interiores de tuberíasde conducci+n de acero* accesorios ,otros e2uios
UBRIMIENTO DE TUBER8A INTERNA
RECUBRIMIENTO DE
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orrosión
RECUBRIMIENTO DETUBERIAS
$os recubrimientos de resina e+xicade uni+n or fusi+n* roorcionanrotecci+n m0xima externa ara lastuberías.
+ Controla el agua salada
+ l agua residual
UBRIMIENTO DE TUBER8A E
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RECUBRIMIENTO DE
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RECUBRIMIENTO DETUBERIAS
UBRIMIENTO DE UNIÓN DE CAMPO
$os recubrimientos de uni+n de camo*roorcionan rotecci+n a la conexi+n m0sdébil de la tubería de roducto.
PROTECCIÓN CATÓDICA
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PROTECCIÓN CATÓDICA
s una técnica ara controlar lacorrosi+n galv0nica de una suer/cie demetal convirtiéndola en el c0todo deuna celda electro2uímica
PROTECCIÓN CATÓDICA
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PROTECCIÓN CATÓDICAPOR CORRIENTE IMPRESA
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MECANISMO DECORROSIÓN
MECANISMO DE CORROSIÓN POR CO= EN
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orrosión
MECANISMO DE CORROSIÓN POR CO= ENFUNCIÓN
DE LA TEMPERATURA
Ti%o I0 Te+%er'("r's +enores ,e >?@C
Ti%o II0 Te+%er'("r's en(re >?@C ) ??@
Ti%o III0 Te+%er'("r's en(re ??@C ) ?@C
MECANISMO DE CORROSIÓN POR CO= EN
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orrosión
MECANISMO DE CORROSIÓN POR CO= ENFUNCIÓN
DE LA TEMPERATURA
CORROSIÓN POR CO= EN FUNCIÓN
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orrosión
CORROSIÓN POR CO= EN FUNCIÓNDE LA PRESIÓN
Presión parcial de CO2 Velocidad de Corrosión
1enor que 23 4Pa (5 psi) ,espreciable
ntre 23 4Pa $ 65 4Pa (5 7 '5 psi) ,espreciable a leve
ntre 65 4Pa $ '68 4Pa ('2 7 89 psi) 1oderada
1a$or de '68 4Pa (89 psi) -evera
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PREFACIO A LA NORMA
NACE STANDARDRP?=>=??? ITEM NO0=?
PREFACIO A LA NORMA NACE STANDARD
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orrosión
RP?=>=??? ITEM NO0 =?
NC! "nternational #as$ %roup #&'&() on
Crac$ing in *et ;- nvironments! fue formado
en '633 para organizar $ conducir estudios sobre la
incidencia de los mecanismos de agrietamiento en
recipientes presurizados de refinería con presencia
de ambiente de sulfuro de %idrógeno (;-) $ agua.
+a intención primaria de esta norma es dar a
conocer a los ingenieros! inspectores! personal demantenimiento $ operadores.
PREFACIO A LA NORMA NACE
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orrosión
PREFACIO A LA NORMA NACESTANDARD
RP?=>=??? ITEM NO0 =?
"ncluye euipos como- columnas
o torres! intercambiadores de calor!
drums! re%ervidores! $
separadores.
!cluye- tuberías! inspección $
requerimientos para recipientes
nuevos
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3UE ABARCA A LA
NORMA NACESTANDARD RP?=>=??? ITEM NO0 =?H
3UE ABARCA A LA NORMA NACE
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orrosión
3UE ABARCA A LA NORMA NACESTANDARD
RP?=>=??? ITEM NO0 =?HCon(eni,o
+ @eneralidades
+ ?ecanismos de Agrietamiento
+ Naturalea , xtensi+n del roblema
+ nseccion de grietas
+ >earaci+n de grietas o amollas en
reciientes
+ ?itigaci+n , Consideraciones de :eraci+n
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MECANISMOS DE
AGRIETAMIENTO
MECANISMOS DE
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orrosión
grietamiento por #ensión en presencia de /20
10ulide 0tress Crac$ing & 00C3-
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orrosión
/ydrogen&"nduced Crac$ing 1/"C3- s la corrosión interna del
metal que conecta los %$drogen blisters ad$acentes en diferentesplanos del metal! o en la superficie del metal. n aceros! el
desarrollo de rotura interna tiende a enlazarse con otros tipos de
rotura por un mecanismo de presión plástica transgranular como
resultado de presión interna resultante de la acumulación de
%idrógeno.
/* is comnmente encontrado en aceros con: altos niveles de
impurezas! que tienen una alta densidad de inclusiones planares! o
regiones de anormalidades microestructural producida por
segregación de impureza $ elementos aleados en el acero.
MECANISMOS DEAGRIETAMIENTO
MECANISMOS DE
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orrosión
MECANISMOS DEAGRIETAMIENTO
grietamiento por tensión orientada en
presencia de hidrógeno inducido 10tress&
Oriented /ydrogen&"nduced Crac$ing & 0O/"C3-
nfilado de roturas! alineadas cercanamente entre
sí $ perpendicular al esfuerzo! esta formado por el
enlace de pequeas grietas de /* en aceros.
sfuerzos de tensión (residual o aplicado) esrequerido para producir -=/*.
MECANISMOS DE
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orrosión
MECANISMOS DEAGRIETAMIENTO
grietamiento por #ensión en mbiente lcalino
1l$aline 0tress Corrosion Crac$ing & 0CC3- s la
rotura del metal producida por la acción combinada de la
corrosión en un ambiente acuoso alcalino contentivo de
;-! *=;! $ esfuerzo de tensión (residual o aplicado).
La rotura o agrietamiento es localizado
intergranularmente! $ típicamente ocurre en aceros al
carbono no aliviados a la tensión.
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NATURALEZA Y
E
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orrosión
DEL PROBLEMABarias técnicas de insecci+n* como la insecci+n
visual ara amollamiento or idr+geno ,artículas magnéticas* tintas enetrantes aradetecci+n de grietas* son utiliadas.
,e 5,6'7 recipientes analizados el
2)8 presentaban fallas por
corrosión
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
n diferentes reortesecos a varios tiosde industria* referentea la corrosi+n en los
reciientes a resi+n*se tiene 2ue el índicede daos va desde un1"% asta un D&%. ltotal de reciientesestudiados fue deE*F8D.
NATURALEZA Y E
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DEL PROBLEMALas incidencias
de agrietamiento
(*rac4ing) varíandesde '30'6 en
unidades con
fraccionamiento
de crudo o deco4e %asta
niveles más altos
como 2> en
fluidos craqueo
catalítico (?**)en unidades
livianas.
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
l rango de temperatura de operación que incide en la
corrosión solo varia entre ;8 $ 85. La alta incidencia de
craqueo ocurre entre los @>A0 68B* ('>9 a ;99B?) de
temperatura de operación.
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
L' o.ser5'#ión +;s no(ori' es e& ,ein#i,en#i' en re#i%ien(es ' %resión #orro4,os enser5i#io &os #"'&es #on(en4'n +enos ,e ? %%+
=S ,is"e&(o en '-"'0
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
Aarentemente no
existía correlaci+nentre el índice decorrosi+n , laseseci/caci+n del
material de acerocon 2ue construíanlos latos usados entorres 2ue estabanen servicio 56 enfase acuosa.
NATURALEZA Y E
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DEL PROBLEMA
$a incidencia de corrosi+n ara los dos aceros m0s
comunes encontrados en los latos son F% ara A8! grade C* , D% ara A !1' grade D".
NATURALEZA Y E
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DEL PROBLEMA
La incidencia de corrosión para recipientes a presión
con PCD (;>) fue marginalmente menor que pararecipientes a presión sin PCD (89).
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
Los recipientes a presión con un %istorial de
ampollamiento tenía cerca del doble de la incidencia(>2) con respecto a los recipientes a presión sin
%istorial de ampollamiento (;>).
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
Los recipientes a presión con reparaciones en la soldadurasuperan marginalmente "#$%& la incidencia de corrosión de losrecipientes que no tienen reparaciones en las juntas soldadas"'(%&.
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
-olo un 83 de lasgrietas por
corrosión
experimentadas en
recipientes apresión tienen una
profundidad
máxima menor a
8.'3 mm (9.';> in.)
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
Cercano al E"% de las grietasexerimentadasen reciientes a
resi+n tienenuna enetraci+nor debao al G del esesor de
ared.
NATURALEZA Y E
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orrosión
DEL PROBLEMA
Cerca al &8% re2uiri+ rearaci+n con
soldadura , un 1F% fuereemlaado or no estar dentro delos ar0metros ara oerar.
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INSPECCIÓN DE
AGRIETAMIENTO
INSPECCIÓN DE AGRIETAMIENT
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orrosión
l ob"etivo de esta sección es proveer lineamientos
sobre inspección de grietas por corrosión existentesen recipientes a presión de aceros al carbono
ubicadas en refinerías petroleras con ambiente
acuoso contentivo de ;-.
-e enfatiza en esta sección en la
inspección de soldaduras! inclu$e:
• sfuerzos de costilla o circunferencial
• sfuerzos longitudinales
• sfuerzos en boquillas soldadas
INSPECCIÓN DE AGRIETAMIENT
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orrosión
Los recipientes a presión en los siguientes ambientes deben ser
considerados mas susceptibles a /* /*! -=/*! o blistering.
En proceso con temperatura entre la ambiental $ los '>9B* (899A?)!
con:
A&(' #on#en(r'#ión ,e =S
-ener'&+en(e =??? %%+ ) %%or en#i+' 0
=S -ener'&+en(e ? %%+ )
% %or ,e.'9o ' 0?
Presen#i' ,e Ci'n"ro ,e i,ro-enoCN o o(ro #i'n"ro
O(ros '+.ien(es #on '&(o %o(en#i'&
-
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REPARACIÓN DE
GRIETAS OAMPOLLAS EN
RECIPIENTES
REPARACIÓN DE GRIETAS O AMPOLLAS
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orrosión
REPARACIÓN DE GRIETAS O AMPOLLASEN RECIPIENTES
l ob"etivo de esta sección es
proveer guías para la
reparación de recipientes apresión de aceros al carbono
que %an experimentado
crac4ing $Fo blistering cuandose expone ambientes de ;- $
;=.
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MITIGACIÓN Y
CONSIDERACIONESDE OPERACIÓN
MITIGACIÓN Y CONSIDERACIONESDE OPERACIÓN
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orrosión
DE OPERACIÓN
$imita la cantidad de métodos 2ueueden ser emleados ara disminuirla severidad de la corrosi+n or efecto
del 56 en ambiente acuoso.
$os inibidores de corrosi+n in,ectadosen una corriente de roceso uede reducir
los efectos corrosivos en el sistema* el cualtiende a baar la evoluci+n catodica de los
0tomos de idr+geno
MITIGACIÓN Y CONSIDERACIONESDE OPERACIÓN
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DE OPERACIÓN
SULFIDE STRESS CRACKING SSC7
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YDROGEN
BLISTERING
YDROGENINDUCED
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CRACKING IC
STRESSORIENTED YDROGEN
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STRESS ORIENTED YDROGENINDUCED CRACKING SOIC7
ALKALINE STRESS CORROSION
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CRACKING ASCC7
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CONCLUSIÓN
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DE OPERACIÓN
l estudio de la corrosi+n , de los métodos ara su
revenci+n re2uiere de esfuerosmultidiscilinares.
l Hfactor corrosi+nI es fundamental en el roceso
de selecci+n de materiales , diseo de lasestructuras.
No obstante es este roceso el 2ue rovoca lainvestigaci+n , el lanteamiento de f+rmulas 2ueermitan alargar la vida Jtil de los materialessometidos a este roceso.
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GRACIASPOR SU
ATENCIÓNQ