TTULO

CORRESPONDENCIA

OBSERVACIONES

ANTECEDENTES

informeUNE

UNE 100050 IN

ICS 77.060; 91.140.30 Noviembre 1996

Climatizacin

Prevencin de la corrosin en circuitos de agua

HVAC. Protection against corrosion in water circuits.

Climatisation. Prvention de la corrosion dans les conduits d'eau.

Este informe ha sido elaborado por el comit tcnico AEN/CTN 100 Climatizacincuya Secretara desempea AFEC.

Editada e impresa por AENORDepsito legal: M 38444:1996

AENOR 1996Reproduccin prohibida

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10 Pginas

Grupo 5

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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACINEste informe establece criterios para prevenir la corrosin de aquellos elementos de los circuitos de agua de lasinstalaciones de climatizacin susceptibles de sufrir riesgos de corrosin.

2 NORMAS PARA CONSULTA

ISO 8501-1 Preparacin de superficies de acero antes de aplicarles pinturas y productos anlogos. Evaluacinvisual de la limpieza superficial. Parte 1: Grados de oxidacin y de preparacin de las superficies de acero sinrecubrir y de las superficies de acero despus de eliminar totalmente los recubrimientos anteriores.

UNE 100157 Climatizacin. Diseo de sistemas de expansin.

3 SMBOLOS Y UNIDADES DE MEDIDASLa concentracin de una substancia en un solvente se expresar en ppm (partes por milln en volumen) o en unidadde masa por unidad de volumen (por ejemplo, mg/l, mg/m3, g/l etc.).Para pasar de una unidad a la otra se utilizar el factor de conversin indicado en la tabla 1.

Tabla 1

Conversin de unidades

de a Factor de conversinppm mg/m3 o g/l MM/22,41)

mg/m3 o g/l ppm 22,4/MM1)

1) MM es la masa de un mol del soluto.

4 GENERALIDADES

Algunos factores que pueden acelerar o intensificar el fenmeno de la corrosin son los que se enumeran a conti-nuacin:

la humedad del aire, combinada con contaminantes cidos, salitre u otras sustancias ambientales agresivas;

diferencias de concentracin de oxgeno sobre reas prximas de un metal baadas por una misma solucin (cier-tos materiales metlicos y aleaciones, sin embargo, pueden desarrollar una capa protectora de xido);

diferencias de concentracin de una solucin que baa un metal;

diferencias de temperaturas de un metal baado por la misma solucin;

presencia de solutos cidos;

presencia en una solucin de materiales metlicos con diferentes potenciales de electrodo que provoca la corro-sin del metal menos noble;

efectos de corrientes vagabundas sobre elementos metlicos enterrados o sumergidos;

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los aumentos de temperatura en presencia de oxgeno o dixido de carbono;

aumento de la velocidad del fluido que, en general, aumenta la corrosin, bien por aportar mayor cantidad degases agresivos, bien al barrer productos de la corrosin que retardan y detienen la misma; en medios turbulen-tos pueden producirse ataques por cavitacin, erosin y corrosin simultneamente;

esfuerzos en elementos metlicos que pueden crear superficies de tipo andico con respecto a otras superficiessujetas a esfuerzos menores, provocando as una diferencia de potencial;

aumento de la presin que puede aumentar la concentracin de gases disueltos en el agua, particularmente oxge-no y dixido de carbono, y as aumentar los riesgos de corrosin.

5 PROTECCIN PARA EVITAR LA CORROSIN EXTERIORTodo elemento que, por constitucin o condiciones del ambiente exterior, presente riesgo de corrosin se protegeradecuadamente de acuerdo con lo que se indica a continuacin. Se admitir tambin el empleo de cualquier otrosistema que proporcione una proteccin equivalente.

En ningn caso la proteccin anticorrosiva podr menoscabar las prestaciones del equipo o aparato.

5.1 Pinturas protectoras

La eficacia y duracin de un revestimiento est relacionada con el grado de preparacin de la superficie y las condi-ciones de exposicin.

Todos los materiales de acero negro debern recibir una proteccin exterior, como se describe a continuacin.

Antes de efectuar la proteccin de la superficie es importante proceder a la preparacin de la misma. La prepara-cin consistir en eliminar aceites, grasas, herrumbre y otros materiales extraos que, al tener generalmente uncoeficiente de dilatacin diferente del que tiene el metal, podran provocar la rotura de la proteccin. La limpiezade la superficie se har mediante cepillado profundo, segn la norma ISO 8501-1, hasta dar un brillo metlico alsubstrato.

A continuacin se recubrir la superficie metlica con dos manos de pintura, hasta alcanzar un espesor total de 90 a100 m, por lo menos.

La primera mano de pintura se dar antes del montaje del elemento metlico, debido a la mejor accesibilidad de lassuperficies a tratar. La segunda mano se dar con el elemento colocado en el lugar definitivo de emplazamiento,donde, adems, se corregirn los desperfectos causados durante el montaje y se rematarn las zonas de soldadura.La segunda mano tendr un color diferente de la primera.

Como pinturas protectoras pueden usarse los productos siguientes:

esmaltes sintticos, para ambientes poco agresivos;

resinas vinlicas, para ambientes cidos o hmedos;

resinas epoxi, para ambientes alcalinos y cidos.

En cualquier caso, la proteccin deber tener una vida til de 8 aos, al menos.

Las pinturas protectoras pueden ir combinadas con encintado del tubo y proteccin catdica.

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5.2 Proteccin catdica

La proteccin catdica se usa para reducir la corrosin de las superficies metlicas de depsitos de almacenamientode agua, cambiadores de calor etc., as como de elementos enterrados, por s sola o, mejor, en combinacin conrecubrimientos protectores.

La proteccin catdica reduce o elimina la corrosin haciendo que el metal que se protege acte como un ctodosituado en un electrlito.

La proteccin catdica se lleva a efecto proporcionando al metal sometido a fenmenos de corrosin una corrientede origen exterior que consiga controlar las corrientes vagabundas o anular las diferencias de potencial que existanentre distintas reas (andicas y catdicas) del metal, para conseguir que todos los puntos de la superficie del metaltengan el mismo potencial. La corriente de proteccin parte de un nodo auxiliar, recorre la superficie del metal yretorna a la fuente. Si la corriente sobrepasa o es igual a la necesaria para anular las mencionadas diferencias depotencial, la corrosin ser nula; si es menor, la proteccin ser parcial.

La proteccin catdica puede obtenerse por medio de nodos de sacrificio, formados por metales ms activos en laserie galvnica que el metal que se pretende proteger.

Para aumentar la eficiencia del sistema es preciso disminuir la resistividad del electrodo; para ello, se rodear elnodo con un relleno de mezcla activadora que retenga la humedad.

Los nodos se consumen y, en consecuencia, deben ser reemplazados peridicamente.

Otro mtodo de proteccin catdica consiste en utilizar una fuente exterior de corriente. El terminal positivo de unrectificador se conecta al electrodo auxiliar y el negativo a la estructura que se pretende proteger. Los electrodosauxiliares (nodos) pueden ser consumibles o permanentes.

La tensin que se aplica debe ser la suficiente para suministrar una densidad de corriente adecuada a toda la super-ficie de la estructura que se pretende proteger; dicha tensin depende de la resistividad del electrodo, del tipo derecubrimiento y de las caractersticas de los nodos.

Para pequeas instalaciones bien recubiertas y que dispongan de juntas aislantes en sus extremos, es recomendableun sistema de nodos de sacrificio de aleacin de magnesio, montados en sacos de tela de retor rellenos de mezclaactivadora, que se calcularn para una vida adecuada.

Cuando la superficie que se pretende proteger sea mayor que 40 m2 se recomienda utilizar un sistema de corrienteimpresa, con nodos de material noble con una larga vida de servicio.

5.3 Tuberas empotradas

Para las tuberas empotradas en obras de albailera es necesario crear a su alrededor un medio protector homog-neo y no agresivo para el material.

Los tubos de acero se consideran adecuadamente protegidos con una capa de mortero rico en cemento con una dosi-ficacin de 300 kg/m3, como mnimo, y de 1 2 cm de espesor, que los cubra totalmente. Para la confeccin delmortero no se utilizarn arenas con sales de cidos fuertes, tales como cloruros.

Para los tubos de plomo es aceptable utilizar yeso como medio protector.

En general, se considera conveniente que las tuberas empotradas vayan protegidas por vainas de material plstico,para permitir su libre dilatacin. En este caso, las superficies de las tuberas de acero irn protegidas segn lo indi-cado en 5.1.

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6 PREVENCIN DE LA CORROSIN INTERIORPara minimizar los riesgos de corrosin deben tenerse en cuenta las consideraciones y reglas que figuran en losapartados siguientes.

6.1 Limpieza de circuitos

Con el fin de evitar la creacin de depsitos bajo los cuales pueda iniciarse la corrosin, debe efectuarse una limpie-za exhaustiva de los circuitos, previamente al llenado, de acuerdo con lo establecido en la reglamentacin vigente.

6.2 Pares galvnicos

Deben evitarse pares galvnicos eliminando, principalmente en los circuitos abiertos, el uso de materiales metlicosdiferentes en un mismo circuito. De lo contrario, deben tomarse precauciones especiales, tales como acoplamientosdielctricos o revestimientos orgnicos, aunque en muchos casos no se resolver el problema debido, entre otrosfactores, al arrastre de partculas de un metal sobre otro.

Deben evitarse velocidades de agua pequeas o nulas as como muy grandes y, tambin, choques de corrientes deagua, variaciones bruscas de presin, formacin de cavitacin y puntos de erosin.

6.3 Control de entradas de aire

Deben reducirse, sobre todo en los circuitos cerrados, las entradas de aire al mnimo posible, procurando que no seproduzcan entradas incontroladas. Para ello se utilizarn vasos de expansin y depsitos de presin con membrana,as como purgadores de aire. Igualmente deben evitarse tramos de tuberas totalmente horizontales.

6.4 Control de temperaturas

Deben mantenerse las temperaturas de funcionamiento sensiblemente constantes, particularmente en los circuitos deagua caliente y en los de agua sobrecalentada.

6.5 Purgas

Deben preverse dispositivos de purga en aquellos circuitos en los que la concentracin salina pueda aumentar deforma considerable debido a la existencia de prdidas de agua por evaporacin, como sucede en el caso de los cir-cuitos de torres de refrigeracin.

Deben purgarse los puntos bajos de los circuitos abiertos, en los que puedan acumularse lodos y productos de co-rrosin, como sucede en los acumuladores de agua caliente sanitaria, sobre todo por razones sanitarias.

6.6 Tratamientos anticorrosivos

Debe aplicarse un programa de tratamiento anticorrosivo con inhibidores que reduzcan las posibilidades de desarro-llo de zonas andicas y catdicas. El fluido circular a una velocidad adecuada para que el inhibidor bae por igualy de forma continua las superficies internas y no deben permitirse perodos largos de parada, programndose circu-laciones peridicas de mantenimiento, para que el inhibidor no se desactive.

Despus de la limpieza inicial del circuito, deben aplicarse dos programas de adicin de inhibidores con dosis gran-des de producto, que preparen las superficies a modo de imprimacin o pasivado.

El tratamiento inhibidor debe complementarse con productos bactericidas, en aquellos circuitos que lo permitan,para reducir la posibilidad de desarrollo de bacterias ferruginosas o sulforreductoras que pueden originar la corro-sin. Tales productos, cuando sean empleados en circuitos abiertos de refrigeracin, deben tener tambin propieda-des fungicidas y algicidas.

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6.7 Filtrado

Deben establecerse barreras de filtracin que eviten la acumulacin de slidos en suspensin, productos de corro-sin etc., mediante filtracin del agua de aportacin, filtracin en paralelo de una parte del caudal en los circuitoscerrados o filtracin en balsas de torres de refrigeracin. El empleo de filtros de malla metlica no es suficientepara la consecucin del propsito aqu indicado.

7 CORROSIN INTERIOR E INCRUSTACIONES7.1 Caractersticas del agua

Los problemas causados por el agua en las redes de distribucin pueden ser uno o algunos de los siguientes:

corrosin;

formacin de incrustaciones;

crecimiento de microorganismos;

deposiciones de materia slida.

Ante estos problemas, adems del tipo de circuito, son fundamentales las caractersticas del agua, por lo que esconveniente realizar un anlisis de la que alimenta el sistema, en el que se determinen, como mnimo, los parme-tros siguientes:

dureza total TH ( F); alcalinidad total TAC ( F); resistividad (cm); pH;

oxgeno (ppm); dixido de carbono libre (ppm); sulfatos (ppm); cloruros (ppm); bicarbonatos (ppm); calcio (ppm); magnesio (ppm); slidos en suspensin (ppm); turbidez (mg/l de slice).

Debe conocerse, en primer lugar, si el agua es agresiva, incrustante o equilibrada. El agua agresiva no depositacapas de cal a la temperatura de trabajo y disuelve las existentes. El agua incrustante precipita capas de cal a latemperatura de trabajo. El agua equilibrada o pasivante forma, a la temperatura de trabajo, capas protectoras depequeo espesor dentro de las tuberas.

En segundo lugar debe saberse si el agua ataca a los distintos materiales que constituyan la instalacin. Adems deanalizar el agua, hay que obtener informacin sobre los efectos de la misma en las instalaciones existentes en lazona. La observacin de tubos testigo permite conocer de forma inequvoca el estado de las instalaciones.

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7.2 Circuitos cerrados

Para reducir al mximo la cantidad de agua de aportacin, la instalacin se sectorizar mediante vlvulas de inter-ceptacin y purga, para que puedan realizarse vaciados parciales durante las operaciones de mantenimiento y repa-racin.

Para evitar la entrada de aire en el circuito, el vaso de expansin se debe situar correctamente, segn lo indicado enla Norma UNE 100157.

Se montar un contador para tener constancia de la cantidad de agua consumida en un determinado perodo de tiem-po, por lo menos en las instalaciones de potencia trmica mayor que 100 kW.

Todas las instalaciones de potencia trmica mayor que 500 kW estarn equipadas con los aparatos necesarios paracontrolar la corrosin y, cuando el agua de aportacin sea incrustante, con los aparatos necesarios para reducir ladureza.

En circuitos con temperatura del agua mayor que 100 C, debe estudiarse caso por caso la situacin y decidir eltratamiento que debe aplicarse. Como mnimo, el agua de aportacin debe ser descalcificada o, incluso, desminera-lizada. Para el control de la corrosin debe eliminarse el oxgeno disuelto, bien con sulfito de sodio, bien mecnica-mente, con un desgasificador. El pH debe mantenerse entre 8 y 10.

El agua que se introduce en el circuito no debe llevar ms de 1 ppm de materiales slidos en suspensin.

Los circuitos estarn equipados con filtros de malla metlica con un tamiz adecuado para la eliminacin de los ma-teriales slidos producidos por efecto de la corrosin a fin de proteger rganos en movimiento (ejes y empaquetadu-ras de bombas), as como los asientos de las vlvulas. Se recomienda el empleo de chapas perforadas o mallas me-tlicas de las siguientes caractersticas, segn el elemento a proteger:

a) para proteccin de bombas:

chapa perforada: 50 20% de superficie libre

dimetro de perforaciones:

hasta DN 50 incluido: 0,8 mm

de DN 65 a DN 100: 1,6 mm

de DN 125 en adelante: 3,2 mm

espesor de chapa: 2 veces el dimetro de la perforacin

b) para proteccin de vlvulas automticas y otros aparatos:

malla de alambre metlico: 30 10% de superficie libre

luz mxima de la malla: 0,25 mm

dimetro mnimo del hilo: 0,25 mm

El elemento filtrante ser accesible por medio de una tapa, roscada hasta DN 25 incluido y atornillada para dime-tros superiores. Los filtros tendrn, adems, un tapn roscado para poder efectuar, sin parar el sistema, una purgade la materia acumulada.

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Se recomienda utilizar filtros con separadores magnticos. Adems, se recomienda instalar, en paralelo con el cir-cuito principal, un filtro de arena de granulometra decreciente, de tal forma que pase constantemente a travs de lentre el 1% y el 2% del caudal.

Los puntos bajos de los circuitos y los cambiadores de calor deben estar provistos de vlvulas de vaciado para laeliminacin de las partculas slidas que hayan podido depositarse.

Para soluciones anticongelantes, los glicoles deben ser suministrados por el fabricante con inhibidores de corrosin.El agua que se utilice para la preparacin de la solucin debe ser descalcificada.

7.3 Circuitos abiertos

Los circuitos abiertos tienen un consumo continuo de agua, lo que hace que las caractersticas de la misma seanfundamentales.

En ellos no deben utilizarse tuberas de acero negro, pues es muy difcil formar capas protectoras en su interior,debido a que los xidos de hierro son voluminosos.

7.3.1 Circuitos de torres de refrigeracin. La evaporacin que fundamenta el funcionamiento de las torres derefrigeracin y de los condensadores evaporativos hace necesario reponer grandes cantidades de agua, lo que con-vierte a estos circuitos en abiertos.

Para eliminar materiales extraos procedentes del ambiente exterior que podran formar sedimentos, se instalar, enparalelo con el circuito principal, un equipo de filtracin de arena o de diatomeas.

El control de los depsitos calcreos se har mediante aparatos de descalcificacin, junto con dosificadores de inhi-bidores para el control de la corrosin.

La descalcificacin puede hacerse tambin por adicin o dosificacin de un cido, que reduzca la alcalinidad y,consecuentemente, el riesgo de incrustacin, junto con inhibidores de corrosin.Con el fin de limitar el desarrollo de microorganismos (algas, hongos y bacterias) se aplicarn dosis de choque desustancias biocidas no txicas. Es conveniente alterar el agente biocida para evitar el desarrollo de resistencia alataque por parte de los microorganismos.

El control de la concentracin de sales disueltas se har por medio de purgas de desconcentracin.

El caudal de purga se calcula mediante la expresin:

donde

Qp es el caudal de purga;Qe es el caudal de agua evaporada en el equipo;Qa es el caudal de agua arrastrada por el aire;n es el nmero admisible de concentraciones de sales disueltas en el circuito, que depender de los materiales

presentes en l.

NOTA Los caudales se medirn con las mismas unidades de medida.

Se tomarn medidas para facilitar la limpieza peridica de los condensadores y de los aparatos de enfriamiento.

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Se seleccionarn los materiales que formen parte del circuito de tal forma que resistan la accin agresiva de unagua fuertemente oxigenada. En particular, para las tuberas se utilizarn preferentemente materiales plsticos o deacero recubierto.

7.3.2 Lavadores, humectadores y enfriadores evaporativos. El funcionamiento de estos aparatos hace necesariauna reposicin grande de agua.

Para evitar su ensuciamiento se aadirn al agua dispersantes y agentes de superficie.

No obstante, se proceder a limpiar frecuentemente los aparatos, especialmente su bandeja.Se emplearn sistemas de descalcificacin para el control de la dureza del agua y se aadirn inhibidores para elcontrol de la corrosin de aguas muy aireadas. El control del crecimiento de microorganismos se har por medio debiocidas no txicos.

7.3.3 Instalaciones de produccin y distribucin de agua caliente sanitaria. Los tratamientos que se den al aguaen estos sistemas no deben alterar sus caractersticas de potabilidad.

Las aguas agresivas pueden acentuar la corrosin, mientras que las aguas incrustantes pueden causar deposicionescalcreas.

Al aumentar la temperatura del agua aumenta la formacin de cal, as como los fenmenos de corrosin. Por lotanto, el agua caliente sanitaria debe preparase a la menor temperatura que resulte compatible con su uso, salvocuando, con el fin de disminuir el riesgo de la legionela, no se imponga la temperatura de 60 C.

Para aquellos otros servicios que necesiten agua a temperatura mayor (cocinas, lavanderas etc.) se dispondr unaproduccin y distribucin diferentes de la del servicio destinado a usos higinicos y sanitarios.

Al aumentar la velocidad del agua en las tuberas aumenta el riesgo de corrosin; para reducirlo, se recomienda quela velocidad del agua sea menor que 1,2 m/s en tuberas de cobre y que 1,5 m/s en tuberas de acero. No obstante,no conviene que la velocidad del agua sea menor que 0,5 m/s.

Los depsitos acumuladores sern de materiales resistentes a la corrosin (por ejemplo, acero inoxidable, aceronegro con revestimiento interior etc.).

La salida del agua caliente se har por la parte superior del depsito acumulador para facilitar el arrastre del aireproducido durante el calentamiento y favorecer la estratificacin.

Los depsitos tendrn vlvulas de vaciado y trampillas para su limpieza, situadas en el punto ms bajo y, cuando sucapacidad sea mayor que 2 000 l, trampillas de paso de hombre.

Los cambiadores de calor se situarn preferentemente fuera de los acumuladores para facilitar su accesibilidad yestarn fabricados con materiales inoxidables. Se recomienda el uso de cambiadores de placas.

Los cambiadores de calor que estn situados dentro de los depsitos acumuladores se construirn con material ino-xidable y debern ser fcilmente desmontables.

Para la distribucin y el retorno se emplearn preferentemente tuberas de materiales plsticos adecuados, de cobreo de acero inoxidable. Pueden emplearse tambin las de acero galvanizado con uniones roscadas y las de acero sol-dado y posteriormente galvanizado en caliente, siempre que la temperatura del agua no sea mayor que 55 C. Noesta permitido el uso de accesorios de acero negro ni la realizacin de soldaduras sobre el acero galvanizado.

La proteccin para evitar la corrosin de las tuberas puede realizarse por dosificacin de un inhibidor apto paraaguas potables. No es recomendable el empleo de la proteccin catdica porque se producen lodos que favorecen elcrecimiento de la legionela.

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