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CP 2–Cathodic Protection Technician Manual del Curso Julio 2009 © NACE International, 2006 Agradecimientos El tiempo y la experiencia de muchos miembros de NACE Internacional se han volcado en el desarrollo de este curso. Los autores del curso y los que han colaborado para hacer posible este trabajo...

Description

CP 2 –Ca t hodic Prot e c t ion T e c hnic ia n M a nua l de l Curso

Julio 2009 © NACE International, 2006

Agradecimientos El tiempo y la experiencia de muchos miembros de NACE Internacional se han volcado en el desarrollo de este curso. Los autores del curso y los que han colaborado para hacer posible este trabajo agradecen su dedicación y esfuerzos. La meta, objetivos pedagógicos y criterios de rendimiento de este Curso fueron desarrollados por el Grupo de Trabajo Cathodic Protection Training and Certification Program, bajo el auspicio del NACE Certification and Education Committee. Un agradecimiento especial para los que se nombran a continuación. En nombre de NACE queremos agradecer a los siguientes miembros, que han sido vitales para el desarrollo y revisión de este programa: Buddy Hutson Steve Bean Joe C. Bowles, Jr. Raul Castillo David Edwards Gerry Garleiser Kevin Garrity Robert Gummow Brad J. Lewis Thomas H. Lewis Ed Ondak Larry Rankin John Schmidt David A. Schramm William H. Thomason

Southern Cathodic Protection, Apopka, Florida Southern California Gas Company, Los Angeles, California Tellepsen Gas Pipeline Services, Houston, Texas Dow Chemical, Freeport, Texas Santa Fe Pipelines, Rocklin, California Exxon Co. USA, Houston, Texas CC Technologies, Dublin, Ohio CorrEng Consulting Service Inc., Downsview, Ontario Kinder Morgan Energy Partners L.P., Tucson, Arizona LORESCO, Inc., Hattiesburg, MS EJ Ondak Associates, Inc, Littleton, Colorado Corrpro Companies Inc., Houston, Texas Duke Energy, Houston, Texas ENEngineering, Woodridge, Illinois Conoco, Inc. Ponca City, Oklahoma

Este grupo de miembros de NACE trabajó en estrecho contacto con las personas contratadas para desarrollar el curso, que fueron John Fitzgerald, John Wagner, and Walter Young of Corrpro Cos. Inc. Gran parte del material de los cursos fue extraído y depurado a través del tiempo por miembros entre los que se incluyen: Robert A. Gummow, (CorrEng, Downsview, Ontario), James R. Myers (JRM Associates, Franklin, Ohio), Frank Rizzo (FERA Corporation, Houston, Texas), Marilyn Lewis, P.E. (Lewis Engineering, Hattiesburg, MS), Larry Brandon (CorPre Tek, Inc., Hubbardston, MI) and James F. Jenkins, P.E. (Cambria, California).

IMPORTANTE: Ni NACE Internacional, ni sus autoridades, directores o miembros aceptan responsabilidad alguna por el uso de los métodos y materiales aquí discutidos. El uso de materiales patentados y copyright no conlleva autorización alguna. La información tiene el fin de asesorar solamente. El uso de métodos y materiales queda bajo la exclusiva responsabilidad del usuario.

La traducción de este Curso al idioma español ha sido autorizada por NACE Internacional.

Traducción: María José Albaya. Supervisión: Ing.Héctor C.Albaya, NACE Argentina Buenos Aires, Revisado Julio 2008

Todos los derechos reservados. Queda prohibida la reproducción total o parcial de este documento, por cualquier medio, sin la expresa autorización del propietario del copyright.

CP 2 – CATHODIC PROTECTION TECHNICIAN MANUAL DEL CURSO TABLA DE CONTENIDOS Información General Plan del Curso Introducción Solicitud de Inscripción para el Curso CP1 – Cathodic Protection Tester

Sección 1 

Capítulo 1 – Teoría de la Corrosión  La Celda de Corrosión ...................................................................................... 1  Fuerza Impulsora de la Corrosión ................................................................ 3  Voltaje ........................................................................................................ 3  Metal .......................................................................................................... 3  Electrolito .................................................................................................... 10  Velocidad de Corrosión .................................................................................. 14  Ley de Faraday ........................................................................................... 14  Diferencia de Potencial ............................................................................... 15  Electrodos de Referencia (Hemi-celdas) .................................................... 16  Polarización ................................................................................................. 23  Caída Óhmica.......................................................................................... 27  Factores que Afectan la Polarización...................................................... 28  Pasivación ................................................................................................... 32  Pasivante vs. No-pasivante ..................................................................... 32  Formas de Corrosión ...................................................................................... 34  Experimento 1.1 .............................................................................................. 37  Investigar los Cambios en el Funcionamiento de una Celda de Corrosión con Respecto a los Cambios en el Electrolito ....................................................... 37  Ejercicio 1.1 Resistencias e Instrumentos...................................................... 39 

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Sección 2 

Capítulo 2 - Fundamentos de Protección Catódica  El Concepto de Protección Catódica ................................................................ 1  Polarización de una Estructura......................................................................... 2  Requerimientos de Corriente............................................................................ 6  Superficie ...................................................................................................... 6  Polarización ................................................................................................... 7  Efecto del pH del Medio en el Requerimiento de Corriente ......................... 7  Efecto de la Temperatura en el Requerimiento de Corriente ....................... 9  Efecto de los Oxidantes en el Requerimiento de Corriente ....................... 10  Efecto del Movimiento Relativo entre Estructura y Electrolito en los Requerimientos de Corriente ...................................................................... 11  Corriente Aplicada vs. Velocidad de Corrosión .......................................... 12  Criterios de Protección Catódica .................................................................... 15  Criterios en la SP0169 ................................................................................ 16  Fundamento de los Criterios SP0169 ......................................................... 16  Potencial Polarizado ................................................................................... 19  Aplicación de los Criterios ........................................................................... 22  Otros Criterios ............................................................................................. 23  International Standard ISO 15589-1 ............................................................... 26  American Water Works Association (AWWA) ................................................ 26  Criterios Internacionales de Otras Asociaciones............................................ 27  E log i .............................................................................................................. 29 

Sección 3 

Capítulo 3 - Sistemas de Protección Catódica  Componentes de un sistema de Protección Catódica Galvánica .................... 1  Ánodos .......................................................................................................... 1  Relleno Anódico ............................................................................................ 6  Cableado y Conexiones ................................................................................ 7  Componentes de Protección Catódica por Corriente Impresa ........................ 7  Aplicaciones de la Protección Catódica por Corriente Impresa ................... 8  Ánodos .......................................................................................................... 9  Relleno Anódico .......................................................................................... 11  Fuentes de Energía..................................................................................... 12  Cableado y Conexiones .............................................................................. 12  Aspectos Ambientales .................................................................................... 14  Disposición de los Ánodos ............................................................................. 15  Galvánicos .................................................................................................. 19  Corriente Impresa ....................................................................................... 19 

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Experimento 3-1 Demostrar el Uso de un Ánodo de Sacrificio para Mitigar la Corrosión en una Celda de Acción Localizada .............................................. 21  Experimento 3-2 (Opcional al Experimento 3.1.) ........................................... 26  Demostrar el Uso de un Sistema de Corriente Impresa para Mitigar la Corrosión de una Celda de Acción Localizada .............................................. 26 

Sección 4 

Capítulo 4 - Fuentes de Corriente Continua para Protección Catódica  Transformador-Rectificador .............................................................................. 1  Interruptores del Circuito (Circuit Breakers) ................................................. 2  Circuitos de Rectificación.............................................................................. 6  Circuitos tipo Puente ................................................................................. 6  Circuitos de Conexión Central (Center Tap) ........................................... 11  Rectificadores Controlados por Diodos de Silicio (SCR) ........................ 12  Rectificadores Modo Switching (Switching-Mode Rectifiers) .................. 16  Rectificadores de Pulsos ......................................................................... 17  Modos de Operación ............................................................................... 18  Otros Componentes del Rectificador ...................................................... 21  Otras Fuentes de Energía .............................................................................. 22  Motogeneradores ........................................................................................ 22  Generadores Termoeléctricos (TEG) ......................................................... 23  Fuente de Energía Solar ............................................................................. 24  Generadores Eólicos................................................................................... 26  Baterías ....................................................................................................... 27  Celdas de Combustible (Fuel Cells) ........................................................... 29  Prueba de Rectificadores ............................................................................... 30  Diagramas de Circuito ................................................................................ 36  Daño Eléctrico ............................................................................................. 36  Medición de la Eficiencia ............................................................................ 36  Filtros........................................................................................................... 37  Detección de Roturas de Cables ................................................................ 38  Medición de Transformadores y Diodos ..................................................... 38 

Sección 5 

Capítulo 5 - Seguridad  Introducción ...................................................................................................... 1  Electricidad ....................................................................................................... 3  Equipos Eléctricos (Rectificadores) .................................................................. 3  Gabinete del Equipo Eléctrico (Rectificador) ................................................ 3  Rectificadores de Protección Catódica (PC) ................................................ 4  Cancelar/Rotular (Lock Out/Tag Out) ............................................................... 5 

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Zonas de Riesgo Eléctrico ................................................................................ 6  Explosiones o Igniciones .................................................................................. 6  Relevamientos de Protección Catódica ........................................................... 7  Tensión Inducida .............................................................................................. 8  Excavaciones .................................................................................................... 9  Materiales Peligrosos ..................................................................................... 10  Planillas de Datos de Seguridad para el manipuleo de Materiales (Material Safety Data Sheets - MSDS) .......................................................................... 10  Productos de Reacción .................................................................................. 11  Otras Precauciones ........................................................................................ 11 

Sección 6 

Capítulo 6 - Mediciones de Campo  General ............................................................................................................. 1  Medición de la Efectividad de la Protección Catódica ..................................... 1  Potenciales Estructura a Electrolito .................................................................. 2  El Circuito de Medición del Potencial y el Error en la Medición ................... 3  Errores de Caídas de Potencial en la Medición del Potencial Debido al Flujo de Corriente en la Tubería ................................................................. 10  Determinación y Corrección del error por caída IR (Caída Ohmica).......... 10  Interrupción de la Corriente ..................................................................... 11  Electrodo de Referencia Cercano a la Estructura................................... 16  Cupones Externos de Protección Catódica ............................................ 17  Electrodo de Referencia en Terreno Remoto ......................................... 20  Reducción de la Corriente Por Etapas (Stepwise).................................. 21  Relevamiento de Potenciales a Intervalos Cortos ...................................... 25  Análisis de Relevamientos de Potenciales Sobre la Superficie ................. 27  Relevamientos sobre Estructuras con Protección Catódica ................... 27  Relevamientos Laterales sobre la Superficie .......................................... 30  Medición de Corriente..................................................................................... 31  Uso de un Amperímetro para la Medición de Corriente ............................. 31  Utilización de un Shunt para Determinar la Magnitud de la Corriente ....... 33  Amperímetro de Resistencia Cero .............................................................. 34  Pinza Amperométrica (Amperímetro de Gancho) ...................................... 35  Medición de Corriente en Tuberías ............................................................ 37  Aplicaciones ............................................................................................ 37  Uso de una Pinza Amperométrica .......................................................... 37  Ensayo de 2 Conductores para Medir la Corriente en la Línea .............. 37  Ensayo de 4 Conductores para Medir la Corriente en la Línea .............. 40  Mediciones de corriente en el terreno (Ver también Capítulo 7) ................ 42  Estructuras Sin Protección Catódica .......................................................... 43  Técnicas de Evaluación del Recubrimiento en Tuberías Enterradas ............ 46  Relevamiento Pearson ................................................................................ 46  Releamiento de Gradiente de Voltaje de Corriente Continua (Direct Current Voltage Gradient - DCVG) .......................................................................... 49 

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Mapeo de Corriente en la Tubería .............................................................. 53  Cálculos de Resistencia del Recubrimiento ............................................... 54  Ensayos de Requerimiento de Corriente ....................................................... 57  Aislación Eléctrica........................................................................................... 60  Identificación de problemas ....................................................................... 60  Localizar el Problema ................................................................................. 60  Uso de un Localizador de Tuberías/Cables ............................................ 60  Ensayando las Uniones Aislantes Sobre Nivel ........................................... 62  Potencial Estructura-Electrolito ................................................................... 63  Potencial ON-OFF Estructura-Electrolito .................................................... 64  Corriente Continua Medida en la Línea ...................................................... 65  Celda Fija a Contacto Móvil ........................................................................ 66  Respuesta a una Inyección de Corriente.................................................... 66  Tubos Camisa (Casing) .................................................................................. 67  Identificar Problemas .................................................................................. 68  Localizar el Problema ................................................................................. 68  Mediciones de Resistividad de Suelos ........................................................... 72  Objetivos ..................................................................................................... 72  Técnicas de Medición ................................................................................. 72  Medición del pH .............................................................................................. 81  Estructuras de Hormigón ................................................................................ 81  Inspección Directa .......................................................................................... 83  Frecuencia de Fallas ó Pérdidas .................................................................... 83  Inspección Interna (ILI Internal Line Inspection) ............................................ 84 

Sección 7 

Capítulo 7 - Corrientes Vagabundas e Interferencia en PC  Corrientes Vagabundas o Parásitas ................................................................. 1  Corrientes Dinámicas ....................................................................................... 2  Fuentes de Corrientes Vagabundas Dinámicas ........................................... 2  Corrientes Naturales (Telúricas) ................................................................... 4  Detección de Corrientes Vagabundas Dinámicas .......................