Gestión de la corrosión bajo el aislamiento mediante inspecciones basadas en el riesgo

Las industrias que dependen de equipos e infraestructuras metálicas, como las refinerías y las plantas de procesamiento, se enfrentan a un problema importante: la corrosión. Aunque la corrosión en sí está ampliamente reconocida, hay un tipo específico que a menudo pasa desapercibido: la corrosión bajo aislamiento (CUI). Esta insidiosa forma de corrosión tiene lugar silenciosamente bajo los materiales aislantes, lo que la convierte en un adversario difícil de detectar y mitigar. De hecho, ¿sabía que, según un estudio realizado por ExxonMobil en 2003, la CUI es responsable de un asombroso 40-60% de los costes de mantenimiento de tuberías?  

En este blog, exploraremos los mecanismos subyacentes de la CUI y consideraremos cómo deben realizarse los análisis de Inspección Basada en el Riesgo (RBI) para estimar el riesgo asociado de CUI con el fin de gestionar eficazmente este mecanismo de degradación. 

Empecemos por definir exactamente qué es la corrosión bajo aislamiento (CUI). 

La corrosión bajo aislamiento (CUI) es un tipo grave de corrosión externa localizada que afecta a los equipos de acero al carbono y de baja aleación. Se produce cuando el agua penetra en el aislamiento externo a través de agujeros o huecos en el revestimiento aislante, o cuando la humedad del aire se condensa en la superficie metálica bajo el aislamiento (lo que se conoce como sudoración). Por esta razón, la CUI se observa con frecuencia en refinerías y plantas de proceso donde las altas temperaturas provocan ciclos térmicos. 

Si no existe un revestimiento protector de buena calidad, puede producirse una pérdida significativa de pared (corrosión).  

^{Figura 1: En la imagen puede verse el equipo, el revestimiento y el aislamiento. Las flechas indican cómo el agua y el vapor entran por las grietas del aislamiento y provocan la CUI.}  

La naturaleza a menudo aleatoria y localizada del ataque, y el hecho de que se oculte bajo el aislamiento, hace que la CUI sea difícil de detectar. 

Pero, ¿por qué necesitamos aislamiento en primer lugar, si provoca CUI? 

A pesar del riesgo de CUI, el aislamiento cumple una función crucial que compensa sus posibles inconvenientes. El aislamiento es necesario para proteger los materiales subyacentes, normalmente acero, de los efectos perjudiciales de las condiciones ambientales. Los beneficios del aislamiento en términos de eficiencia térmica, conservación de la energía y protección del personal lo convierten en un componente esencial en muchas aplicaciones industriales. Un diseño adecuado del aislamiento, la selección de materiales y las prácticas de mantenimiento pueden ayudar a minimizar la aparición de CUI y garantizar la eficacia general de los sistemas de aislamiento. 

Así pues, ya sabemos que el aislamiento influye en la aparición de CUI, pero hay más mecanismos que desempeñan un papel... 

Javaherdashti identificó cinco factores clave que influyen significativamente en la CUI:  

Las inspecciones desempeñan un papel fundamental en la detección precoz y la gestión de las CUI. Para garantizar el éxito de la gestión de las inspecciones, es importante conocer a fondo los mecanismos que influyen en las CUI, ya que este conocimiento orienta el calendario y el enfoque de las inspecciones.  

Centrémonos un poco más en la estrategia de inspección y veamos cómo cada uno de estos factores clave puede influir en las prioridades de inspección en función del riesgo de fallo. Para ello, primero tenemos que sumergirnos en las inspecciones basadas en el riesgo (RBI). 

Las metodologías de Inspección Basada en el Riesgo (RBI ) pueden utilizarse para mitigar eficazmente el riesgo de CUI. Básicamente, los componentes de los equipos tienen barreras protectoras, como el aislamiento y el revestimiento, que queremos inspeccionar. La RBI es un enfoque proactivo que prioriza las inspecciones en función del riesgo de fallo de la barrera. Estos análisis se realizan a nivel de componente, centrándose en mecanismos de degradación específicos como la CUI. En términos sencillos, el proceso RBI implica: 

Las clasificaciones de susceptibilidad al fallo y de consecuencias del fallo se utilizan para evaluar la criticidad o el riesgo global. Esta criticidad, junto con la vida útil restante, se utiliza para determinar la próxima fecha de inspección y, en algunos casos, una estrategia de inspección adecuada. 

Consideremos ahora los cinco factores clave que influyen en la CUI y exploremos su impacto en los análisis de Inspección Basada en el Riesgo (RBI). 

El aislamiento suele ser la barrera secundaria contra la corrosión. Factores como su antigüedad, estado y tipo de material son cruciales, ya que afectan a su capacidad para retener o drenar el agua.  

En términos de RBI, debe tenerse en cuenta el impacto del material aislante en la susceptibilidad al fallo. 

Para garantizar una mayor protección, es muy recomendable aplicar revestimientos debajo del aislamiento. Además de un revestimiento resistente a la CUI, especialmente a altas temperaturas, se aconseja la protección catódica (PC). El revestimiento es la principal barrera contra la corrosión. 

Es importante señalar aquí que el RBI debe tener en cuenta la vida útil restante del revestimiento, ya que esto puede permitir una ampliación de la próxima fecha de inspección del equipo. 

La corrosión bajo aislamiento (CUI) puede afectar a los aceros al carbono y de baja aleación dentro del intervalo de temperaturas de -12°C a 175°C (10°F a 350°F). También afecta a los aceros inoxidables austeníticos y a los aceros inoxidables dúplex a temperaturas comprendidas entre 60°C y 205°C (140°F y 400°F).  

La vida útil restante puede determinarse normalmente para los aceros al carbono y de baja aleación. Sin embargo, cuando se trata de aceros inoxidables austeníticos y dúplex, la CUI aparece como agrietamiento externo por corrosión bajo tensión por cloruros (Cl-SCC) a temperaturas más elevadas (más allá del umbral de temperatura de la pared metálica). En estos casos, no es posible determinar la vida útil restante de los componentes.  

En consecuencia, el enfoque de la Inspección Basada en el Riesgo (RBI) en relación con la CUI varía en función del material del equipo y de la temperatura de funcionamiento. 

La atmósfera desempeña un papel vital en la CUI al proporcionar el agua necesaria para la corrosión. Ésta puede proceder de fuentes naturales como la lluvia, las salpicaduras de agua de mar y las aguas subterráneas, así como de factores industriales como la deriva de las torres de refrigeración y los vertidos de líquidos de proceso. Además, las sustancias corrosivas como los cloruros y los sulfatos que se encuentran en la atmósfera contribuyen a la CUI, especialmente en entornos marinos o costeros y en entornos industriales como refinerías y plantas químicas.  

Por lo tanto, el tipo de atmósfera debe tenerse en cuenta durante el RBI cuando se determina la susceptibilidad al fallo. 

El diseño incluye tanto el diseño de los equipos como la disposición de la planta y tiene el potencial de eliminar por completo la necesidad de aislamiento al proporcionar protección contra entornos adversos y mantener las temperaturas por debajo de un umbral crítico. Sin embargo, si el aislamiento sigue siendo necesario, las complejidades del diseño, como la forma y las fijaciones, pueden dificultar la aplicación eficaz del aislamiento. 

Así pues, el diseño desempeña un papel fundamental a la hora de evitar por completo la CUI o de reducir sus efectos derivados de los cuatro factores antes mencionados. En consecuencia, el diseño influye realmente en la RBI de forma indirecta a través de estos otros cuatro factores. 

Dada la complejidad que entraña evaluar con precisión el riesgo asociado a la CUI, disponer de orientación puede ser de gran ayuda. El IMS PEI es un valioso recurso que proporciona orientación paso a paso para llevar a cabo el análisis de inspección basado en el riesgo (RBI). Tiene en cuenta factores como los mecanismos de degradación, el tipo de equipo/componente y el material para determinar el enfoque RBI más adecuado. 

IMS PEI ofrece una gama de herramientas adoptadas para la Corrosión Bajo Aislamiento (CUI), incluyendo un cuestionario de susceptibilidad al fallo, calculadora de la tasa de corrosión CUI, estimación de la vida útil del revestimiento, búsqueda de criticidad basada en la susceptibilidad al fallo y las consecuencias del fallo, búsqueda del intervalo máximo de inspección basado en la criticidad y búsqueda de la estrategia de inspección basada en la criticidad. La estrategia de inspección define el alcance de la cobertura de la inspección. La selección del enfoque CUI RBI adecuado depende del material del componente y de la temperatura de funcionamiento. 

Del mismo modo, IMS PEI será su compañero de confianza, guiándole a través de los análisis RBI para todas sus combinaciones de mecanismos de degradación de otros componentes. Con su ayuda, podrá evaluar con confianza y precisión los riesgos asociados sin sentirse abrumado por las complejidades.