San José Septiembre 20121 Controlar la Corrosión Aumenta el Beneficio (Del Negocio y del Ambiente)...
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Controlar la Corrosión Aumenta el Beneficio
(Del Negocio y del Ambiente)
Linas Mazeika, 3L&T Inc.Mountain View, California, USA
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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)
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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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San José Septiembre 2012 10
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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San José Septiembre 2012 15
Para esta Chimenea es Demasiado Tarde
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San José Septiembre 2012 16
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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San José Septiembre 2012 17
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
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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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San José Septiembre 2012 30
Placa de Prueba en el Filtro
Placa después de 6 meses
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Soldadura de Nuevas Planchas
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FlueGard-225SQC Inspección, 6 Años
June 2012
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San José Septiembre 2012 33
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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San José Septiembre 2012 34
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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San José Septiembre 2012 35
FG425S en Nuevo Filtro de Mangas en México
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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
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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
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June 2012
KilnGard-600SCW, Filipinas
![Page 41: San José Septiembre 20121 Controlar la Corrosión Aumenta el Beneficio (Del Negocio y del Ambiente) Linas Mazeika, 3L&T Inc. Mountain View, California,](https://reader035.fdocuments.ec/reader035/viewer/2022062410/5665b4e21a28abb57c947956/html5/thumbnails/41.jpg)
San José Septiembre 2012 41
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