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Los centros tecnológicos acreditados tiene implementados medios de
ensayo de materiales conforme a normas NACE internacionales que regulan
el comportamiento de los aceros a la corrosión por hidrógeno. Es el caso
de IK4-Azterlan, el cual, entre otros, está capacitado para ensayar
materiales según los siguientes métodos normalizados:
- NACE TM0177 “Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide
Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking in H2S Environments”,
método B (Bent-Beam test) y método C (C-ring test).
- NACE TM0284 “Evaluation of pipeline and Pressure Vessel Steels for
Resistance to Hydrogen-Induced Cracking”.
Los aceros al carbono y los aceros de baja aleación se utilizan
ampliamente en la industria petrolera principalmente por razones
económicas. Sin embargo sufren corrosión debido a los ambientes que se
generan en estos procesos químicos y de transporte. Estos ambientes
corrosivos incluyen gases ácidos, como el dióxido de carbono (CO2) y el
sulfuro de hidrógeno (H2S), y agua salada.
El ”Sulfide stress cracking” (SSC), es un fenómeno de fragilidad por
hidrógeno y un serio problema para este tipo de industrias. En presencia
de sulfuros, el ión sulfuro favorece la reducción de los iones hidrógeno
a átomos de hidrógeno. Éstos se adsorben en la superficie del acero y
después se absorben en su interior a través de límites de grano, de
dislocaciones y de límites de fase. Los átomos de hidrógeno al llegar a
una zona con defectos de red, al encontrar espacio, se convierten en
moléculas y éstas ejercen una presión creciente hasta originar
verdaderas grietas.
La rotura de una tubería o equipo de transporte de estas características
puede llegar a generar una catástrofe natural de grandes dimensiones.
Los materiales aceptados para trabajar en estos ambientes se recogen en
la norma NACE MR0175 que se revisa y reedita anualmente.
Existen varios métodos, recogidos en la norma NACE TM0177, para evaluar
los materiales que se van a aplicar en estos usos. Los más habituales
son el “Bent-Beam test” y el “C-ring test”.
El “Bent-Beam test” consiste en someter una probeta a un doblado
controlado y evaluar su resistencia al agrietamiento en un ambiente
acuoso de bajo pH saturado en H2S.
El “C-ring test”, consiste en someter una probeta de tracción a una
tensión controlada en un ambiente de H2S durante un tiempo máximo de 30
días. La aparición de grietas o rotura de la probeta indican
susceptibilidad del material a la acción del hidrógeno.
Otro tipo de ensayos, relacionados directamente con la absorción de
hidrógeno, son los ensayos HIC “hydrogen-induced cracking” y se aplican
generalmente a tuberías y recipientes a presión.
Estos ensayos se rigen por la norma NACE TM0284 y se diferencian de los
ensayos SSC en que el tipo de corrosión HIC se observa en aceros de baja
resistencia, y se asocia con inclusiones en el acero o con estructuras
bandeadas.
La evaluación de los aceros se realiza midiendo el número y tamaño de
las grietas bajo la superficie de una probeta sometida a un proceso de
inmersión de 96horas en una solución de agua de mar sintética o una
mezcla de NaCl-ácido acético, saturada con H2S.
Las normas NACE no establecen los criterios de aceptación y rechazo para
estos ensayos, sin embargo, se han realizado numerosos ensayos que
correlacionan la experiencia en ciertos materiales con los resultados de
los ensayos de laboratorio.
Fuente: IK4-AZTERLAN, Centro de Investigación Metalúrgica.
Susana Méndez. Responsable Area Análisis Químicos.
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