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Controlar la Corrosión Aumenta el Beneficio
(Del Negocio y del Ambiente)
Linas Mazeika, 3L&T Inc.Mountain View, California, USA
Según "World Corrosion Organization"• La corrosión está costando muy caro a nuestras economías.
• Recientes encuestas muestran que el costo directo en todo el mundo por la corrosión está ya en torno a los $ 2,200 billones.
• El costo anual de la corrosión en todo el mundo es superior al 3% del PIB mundial.
• Estas cifras reflejan sólo el costo directo de la corrosión, esencialmente los materiales, equipos y servicios relativos a la reparación, mantenimiento y reemplazo.
• No incluyen el daño al medio ambiente, el despilfarro de recursos, pérdida de producción, o daños personales derivados de la corrosión
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Costo de Corrosión en USA
• Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States.
• Un estudio del 2002, iniciado por NACE, permanece como una importante referencia sobre el costo y control de corrosión en USA.
• El estimado anual del costo por efecto de la corrosion es de $276 billones.
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Corrosión en Empresas Eléctricas• Preparado por el Electric Power Research Institute Reporte Número: 1004662Publicado en: Octubre 2001• Se estima que el costo total por corrosión en la
industria eléctrica en los EUA en 1998 es de $17.3 billones de dólares
• Esto representa alrededor del 7.9% de $218 billones, que es el costo total de la electricidad en los EUA en 1998
• Alrededor del 22% de los costos de corrosión ($3.8 billones se considera evitable usando medidas prácticas y económicamente efectivas
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Costos por Corrosión en Cementeras
1. Reparación de paredes, techos y componentes de filtros2. Costo de reemplazo de filtros severamente dañados3. Paradas de planta por filtros defectuosos4. Daños y costo de reemplazo de mangas filtrantes5. Mantenimiento, reparación y reemplazo de chimeneas6. Reducción en la producción por entrada de aire externo7. Mantenimiento y reparación de ventiladores de tiro inducido8. Reparaciones y reemplazo de secciones del horno9. Paradas imprevistas10. Reducción de recursos para la producción de cemento
“The costs associated with corrosion of cement kiln baghouses can be as much as $100,000 to $500,000 per year for each kiln baghouse, depending upon the severity of the problem. (FL Smidth, IEEE-IAS/PCA 2001)
Impacto Ecológico
• La mitad de cada tonelada de acero que se fabrica se produce simplemente para sustituir el acero corroído.
• Durante el 2010, la producción total mundial de acero fue de 1,413.6 millones de toneladas.
• Esto implica una considerable huella de carbono, ya que se generan 380 Kg. de dióxido de carbono (CO2) por cada tonelada de acero producido.
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Estrategias Técnicas Preventivas
– Mejorar los criterios de diseño que ayuden a reducir la corrosión.
– Desarrollar mejores métodos para predecir la vida útil y el comportamiento de los equipos.
– Lograr nuevas tecnologías contra la corrosión a través de investigación, desarrollo e implantación.
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Estrategias Gerenciales Preventivas Incrementar el conocimiento sobre los altos
costos de la corrosión y sobre los potenciales ahorros.
Cambiar la mentalidad de que no se puede hacer nada para reducir la corrosión.
Mudar las actitudes, regulaciones, estándares, y prácticas gerenciales para aumentar los ahorros en el área de corrosión
Mejorar el entrenamiento y educación del personal.
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Proceso de Corrosión por Gases de Combustión• Presencia de compuestos ácidos en los gases de
combustión, las fuentes más comunes son:– Azufre en el combustible (Carbón, Coque)
– Cloruros en la materia prima, combustible o aire (Costa)
– Uso de combustibles alternativos
• Contenido de humedad en los gases– Producto de la combustión
– Humedad atmosférica, rociado en la torre de acondicionamiento
• Condensación ácida en las superficies internas– Paradas y arranques de planta, molino de crudo en servicio
– Pérdida de metal de hasta 1mm por año, vida útil< 5 años
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Tendencias Recientes en Corrosión• Mayor contenido de azufre en el combustible
– Aumenta la acidez de los gases
• Conversión de precipitadores a filtros de mangas– Reduce el polvo en las paredes
• Mejor filtración del polvo– Más corrosión del lado de gases limpios
• Incremento en uso de combustibles alternativos– Fuente adicional de azufre y cloruros
• Menor temperatura de los gases– Mayor condensación en las paredes
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Falla Típica de Revestimiento Epóxico
Perforación
Delaminación
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Falla de Revestimiento de Alta Temperatura
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Clara Señal de Problemas
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Corrosión en Filtros, Chile
Tres años en servicioPrincipal causante es azufreGrandes costras de óxido
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Para esta Chimenea es Demasiado Tarde
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Nuevas Tecnologías de Materiales• Polímeros orgánicos reforzados con nano-
componentes– Protección de la corrosión hasta 225ºC– Control de abrasión/corrosión hasta 225ºC
• Polímeros inorgánicos con refuerzo de nano cerámicos para altas temperaturas– Protección de la corrosión hasta 425ºC
• Materiales nano cerámicos para temperaturas extremas.– Protección contra abrasión y corrosión hasta 600ºC
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Desarrollo de Productos• FlueGard, evolución desde el año 2000
– FG-225T, un componente, espátula• Cemex @ Pertigalete, Venezuela
– FG-225S, pistola, 2 componentes, solvente• Holcim @ Midlothian, Texas
– FG-225SLB, pistola, 2 componentes, 100% sólidos• Lafarge @ Harleyville, South Carolina
– FG-225SQC, Pistola, Curado rápido• Holcim @ Dudefield, South África
– FG-325S, Alta temperatura, filtro del horno• Holcim @ Macuspana, Mexico
– FG-425S, mayor temperatura, BH @ torres acondicionadoras• Cemex @ Hermosillo, Mexico
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Que son estos Nuevos Materiales?Polímeros Orgánicos Híbridos hasta 225ºC
– Sistema de dos componentes
– Se mezclan en una proporción definida
– Preparación de la superficie hasta 75 micrones
– Tiempo de gelado de varias horas
– Se aplican con sistema de aspersión sin aire
– Curado inicial en 24 horas a 25ºC (70ºF)
– Curado final entre 140ºC(280ºF) y 180ºC(360ºF)
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Porqué Funcionan tan Bien?1. Resistencia a altas temperaturas
– Refuerzos inorgánicos en tamaño de nano partículas
2. Resistencia química a ácidos y álcalis– Resinas densamente reticuladas en el sistema
3. Tenaz adherencia al metal– Formación de una interfase pasiva en la superficie del
acero
4. Resistencia a la abrasión– Propiedades elastoméricas en el polímero orgánico– Propiedades cerámicas en el polímero inorgánico
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Cómo se instala el FlueGard-225?• Preparación de la superficie
– Arenado hasta metal gris (SSPC - SP10 o NACE #2), perfil de >3 mils , remover el polvo
• Aplicar capa de FlueGard-225 de 20mils (0.5 mm)• Dos etapas de curado
– Temperatura ambiente, 24 horas• Permite la inspección y reparación si fuese necesario
– Alta temperatura, 170 ºC por 2 horas
• Operación y mantenimiento– Expectativa de vida útil, mayor de 5 años– Las reparaciones se adhieren al metal y al FlueGard-225
anteriormente instalado
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Instalación en Equipos Nuevos• Ventajas de proteger los equipos nuevos en lugar
de esperar los primeros daños por corrosión:– Menor costo en la preparación y aplicación
• Fácil acceso a los componentes a nivel del suelo
• No hay que remover y reinstalar las mangas filtrantes
• No hacen falta andamios
– Mejor control de calidad del proyecto• Cronograma más flexible
– Extensión de la vida útil del equipo• Se evita cualquier daño inicial
Filtros de Mangas• Algunos de los equipos más afectados son los filtros
de mangas, esto incluye el filtro del horno, el filtro del molino de carbón y el filtro de bypass de álkali o de cloruro.
• El reemplazo de un filtro del horno puede costar entre 3 y 5 millones de dólares
• Su vida útil puede incrementarse considerablemente protegiendo el interior con un revestimiento tal como el FlueGard-225SQC o el FlueGard-425S.
• Hasta la fecha hay más de 300 aplicaciones hechas a nivel mundial.
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FlueGard-225Placa de Prueba Nueva
Bordes de acero expuestos
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Placa de Prueba, Corte Transversal
La corrosión para aquí
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Aplicación de FlueGard-225 en España
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Nuevo Filtro en Francia
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SS316 Interior Corroído Después de 12 Meses
Reciclaje de Baterias, Los Angeles
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Aplicación con Pistola sin Aire
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Inspección Después de un Año
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Placa de Prueba en el Filtro
Placa después de 6 meses
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Soldadura de Nuevas Planchas
FlueGard-225SQC Inspección, 6 Años
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Nuevas Tecnologías
– FlueGard™-425S, protección anticorrosiva para altas temperaturas (Hasta 425ºC)• Cemex @ Mérida, México
– StackGard™-255SQW, protección interna de chimeneas hasta 255ºC.• Australia Cement @ Launceston, Tasmania
– KilnGard™-600, corrosión de la carcasa del horno, debajo del refractario• Cementos Progreso @ Sanarate, Guatemala
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FlueGard-425S– Sistema de un solo componente
– Se mezcla en campo para re-dispersar los sólidos
– Preparación de la superficie hasta 75 micrones
– Se aplica en una sola capa, con pistola sin aire
– Curado inicial en 12 horas a 25ºC (70ºF)
– Curado final entre 180ºC(360ºF) y 220ºC(430ºF)
– Polímero híbrido con resistencia hasta 425ºC
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FG425S en Nuevo Filtro de Mangas en México
Protección de Chimeneas• Otro equipo crítico son las chimeneas. • Hemos visto casos donde se ha desplomado la parte superior
de la chimenea, afortunadamente sin herir al personal de la planta.
• El reemplazo de una chimenea del horno puede costar entre $600, 000 y un millón, aparte del tiempo de parada para hacer el cambio.
• El mayor reto en la protección interna anticorrosiva de una chimenea esta en el amplio rango de temperatura de operación.
• Esta puede variar de unos 250ºC en la base a menos de 100ºC en el tope.
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June 2012
Chimenea Protegida con StackGard-255SQW
Corrosion del Casco del Horno• El horno rotatorio se ha convertido en un equipo susceptible a daños
por corrosión debajo del refractario. Esto se ha agravado con el uso más frecuente de combustibles alternativos.
• El costo directo de reemplazar 10 metros del horno con un diámetro de 5.6 metros es de $ 900,000 (Año 2002)
• Hemos observado láminas desprendiéndose de la carcasa en espesores de 3 a 5 mm. Con esta severidad de corrosión, la vida útil puede ser menor de 5 años.
• Hemos desarrollado un material cerámico llamado KilnGard-600SCW, el cual se aplica al interior de la carcasa, después de remover el óxido con chorro de arena.
• El material seca a temperatura ambiente, permite colocar el nuevo refractario y finalmente cura a unos 200ºC durante la puesta en marcha del horno.
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Corrosión del Horno, Guatemala
June 2012
KilnGard-600SCW, Filipinas
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Conclusiones• Existen nuevas tecnologías de materiales para la
efectiva protección de corrosión y abrasión en plantas de cemento
• El mayor beneficio de su uso es en sistemas que manejan gases ácidos de combustión, tales como:– Filtros de mangas y precipitadores– Chimeneas– Casco del horno
• El momento más oportuno para su aplicación es durante la construcción de los nuevos equipos, antes de que la corrosión comience