Una Guía Completa del Monitoreo de Corrosión

¿Qué es el monitoreo de corrosión y por qué es importante? Lea esta guía para aprender todo sobre el monitoreo de corrosión, incluyendo las formas en que los drones pueden ayudar.

 En cualquier industria intensiva en procesos que usa materiales volátiles, como Petróleo & Gas o Petroquímicos, la corrosión puede ser una de las mayores amenazas para la longevidad de los activos.

Sin el monitoreo adecuado, grandes contenedores industriales como las calderas o recipientes a presión pueden desgastarse lentamente debido a la corrosión, causando fugas o fallas y contribuyendo a un desempeño y confiabilidad deficientes.

En casos extremos, si la corrosión no se monitorea puede llevar a la falla total de un activo, e incluso a explosiones, representando riesgos de seguridad para el personal, costos enormes de equipos y daños ambientales subsecuentes.

¿Cuáles son los costos de la corrosión?

Tan solo en los EE.UU. se ha estimado que el costo anual total de la corrosión del acero al carbono es de asombrosos $276 mil millones.

Y esta es la razón por la cual el monitoreo de corrosión y la detección de óxido son tan importantes, porque ayudan a mitigar estos gastos previniendo la degradación de un activo a lo largo del tiempo, permitiendo que los problemas sean abordados antes de que alcancen un punto crítico.

En este artículo vamos a profundizar en el monitoreo de corrosión y la detección de óxido, con información detallada sobre qué es, por qué es importante, y cómo se realiza.

También cubriremos los sensores de detección de óxido y medidores de corrosión que se están utilizando actualmente para el monitoreo de corrosión, con un enfoque especial en las formas en que los drones pueden ayudar. 

¿Qué es el Monitoreo de Corrosión?

Corrosión es la destrucción gradual de un material (usualmente metales) causada por la interacción con químicos, reacciones electroquímicas, fricción u otro factor ambiental.

Monitoreo es observar y verificar el progreso o calidad de algo a lo largo del tiempo.

En pocas palabras, el monitoreo de corrosión es el seguimiento de la destrucción gradual de materiales a lo largo del tiempo.

La corrosión a menudo aparece primero como una discontinuidad en un material, como una decoloración u otro cambio en su apariencia. 

Esto significa que lo que estás buscando cuando intentas encontrar la corrosión son irregularidades en la pared u otras superficies que podrían revelar la existencia de corrosión. 

Si una parte de un activo, como una pared o un piso, se encuentra con corrosión, es importante comenzar a monitorear su crecimiento para entender cómo está cambiando a lo largo del tiempo, y tener los datos necesarios para recomendar trabajos de mantenimiento apropiados con el fin de mitigar el daño.

Monitoreo vs. Inspección

El monitoreo puede ocurrir al mismo tiempo que la inspección, pero las dos actividades son diferentes.

• Monitoreo se enfoca en un área específica de un activo y generalmente ocurre con más frecuencia que la inspección.

• Inspección se enfoca en todo el activo y generalmente ocurre con menos frecuencia que el monitoreo.

Cuando se usa la palabra monitoreo en el contexto de hablar sobre el mantenimiento de un activo industrial, como una caldera o un recipiente a presión, se refiere a la recolección regular de datos para hacer un seguimiento de los cambios en un área particular o áreas de un activo a lo largo del tiempo. 

En comparación, una inspección se refiere a una revisión completa de todo el activo, sin tener una área específica en mente. Una inspección puede revelar corrosión, lo que luego llevará a una recomendación de que las áreas corroídas sean monitoreadas.

Además, de enfocarse en un área específica en lugar de todo el activo, el monitoreo generalmente ocurre con más regularidad que la inspección. 

Mientras que las leyes en la mayoría de los países solo requieren inspecciones cada 3-5 años (dependiendo del tipo de activo), el monitoreo puede ocurrir una vez cada trimestre si una cierta área de un activo parece estar degradándose a una tasa creciente. Por ejemplo, si el crecimiento de la corrosión en una sección específica de la pared de una caldera parece estar aumentando rápidamente, el monitoreo trimestral podría cambiarse a monitoreo mensual para asegurar que la corrosión esté siendo monitoreada cuidadosamente.

Si la corrosión continúa, el monitoreo puede eventualmente llevar a una recomendación de que se realicen trabajos para corregir la degradación.

¿Qué se Monitorea exactamente en el Monitoreo de Corrosión?

Lo que estás buscando al realizar el monitoreo de corrosión es rastrear el crecimiento de la corrosión que se ha identificado previamente.

Rastrear el crecimiento de la corrosión se puede hacer usando una herramienta de medición, tomando fotografías, creando un mapa 3D preciso del área, o haciendo una combinación de estas tres.

Aquí hay una lista de activos en los cuales se usan comúnmente sistemas de monitoreo de corrosión:

• Recipientes

• Calderas

• Sistemas de crudo

• Oleoductos de transporte

• Sistemas de agua

• Gasoductos

• Torres de vacío

• Sistemas de enfriamiento

¿Por qué es Importante el Monitoreo de Corrosión?

Hay tres razones principales por las que es importante usar un sistema de monitoreo de corrosión:

• Seguridad

• Reducción de costos

• Mejora de la eficiencia

Seguridad

El monitoreo de corrosión es importante para cualquier industria que use activos que puedan degradarse con el tiempo, pero es especialmente importante en industrias que trabajan con materiales volátiles, que podrían explotar si no se almacenan adecuadamente.

A medida que el equipo envejece, puede volverse más y más susceptible a la corrosión, y menos resistente a condiciones duras como altas presiones y temperaturas. 

El objetivo del monitoreo de corrosión es rastrear las áreas problemáticas potenciales en el equipo para evitar accidentes y mantener al personal seguro.

Reducción de costos

Si un activo como una caldera se desintegra prematuramente debido a la corrosión, puede ser increíblemente costoso reemplazarlo. 

En industrias intensivas en procesos, como la industria Química, donde el trabajo se realiza en refinerías o plantas que requieren el uso de grandes contenedores de almacenamiento para sustancias potencialmente volátiles, la corrosión puede presentar enormes costos anuales en términos de equipos dañados. 

Los sistemas de monitoreo de corrosión pueden ayudar a las empresas a evitar estos gastos contribuyendo a la longevidad de los equipos y activos.

Mejora de la eficiencia

Además de ayudar a prevenir accidentes y reducir costos, el monitoreo de corrosión puede mejorar la eficiencia de las operaciones industriales:

• Extendiendo la vida de los activos existentes y del equipo operacional relacionado.

• Proporcionando información sobre los tipos de materiales que son menos propensos a corroerse para futuras compras de activos.

• Contribuyendo a la identificación de métodos rentables para remediar el crecimiento de la corrosión y los problemas relacionados.

• Identificando condiciones relacionadas con la corrosión en el entorno operativo, ya sea que contribuyan a la corrosión o que parezcan mitigar la corrosión, lo que puede luego usarse para informar decisiones de compra y mantenimiento.

• Ayudando a reducir el tiempo de cierre de la instalación.

¿Cómo se realiza el Monitoreo de Corrosión?

La información más importante que se debe recopilar durante el monitoreo de corrosión es: 

• La ubicación y extensión de la corrosión.

• La tasa de corrosión (es decir, qué tan rápido se está propagando a lo largo del tiempo).

• Las causas subyacentes de la corrosión.

El primer paso que toman la mayoría de los inspectores para recolectar esta información es comenzar con una inspección visual y luego proceder a instrumentos más refinados, como usar un probador ultrasónico para medir el grosor de la pared, según sea necesario.

Inspección Visual

Para realizar una inspección visual de un activo con el objetivo de monitorear la corrosión, los inspectores escanean el piso, la pared lateral, u otras áreas que se están monitoreando, intentando determinar si:

1. La corrosión existente (es decir, la corrosión que se está monitoreando) ha crecido.

2. Hay nuevas áreas con corrosión, como lo indica una discontinuidad en la superficie de la pared, piso o techo.

Si la inspección visual indica que la corrosión está creciendo o que hay nueva corrosión presente, los inspectores pueden querer hacer una revisión adicional de las áreas discontinuas con varios tipos de herramientas de prueba no destructivas (NDT) para cuantificar la cantidad de corrosión presente.

Aprende más sobre inspecciones visuales.

Pruebas Ultrasónicas

Uno de los tipos más comunes de herramientas NDT utilizadas para el monitoreo de corrosión, después de que se haya realizado una inspección visual, es un probador ultrasónico. Estos probadores usan ondas de pulso ultrasónicas cortas para permitir a los inspectores medir el grosor de una pared corroída para cuantificar cuántos metales u otros materiales pueden haberse perdido en comparación con las áreas circundantes no corroídas.

Aunque las pruebas ultrasónicas se utilizan más comúnmente en acero y otros metales, también se pueden usar en madera, concreto y otros materiales compuestos.

En muchos casos, los datos visuales y ultrasónicos serán todo lo que se necesita para mantener un sistema confiable de monitoreo de corrosión. Si estos datos indican que la corrosión encontrada está dentro de una cantidad aceptable según las especificaciones del sitio, el inspector tomará nota para continuar monitoreando el crecimiento y el grosor de la corrosión, y no recomendará realizar mantenimiento en ese momento.

Aprenda más sobre pruebas ultrasónicas.

Otros Métodos de Pruebas NDT Utilizados en el Monitoreo de Corrosión

Además de los datos visuales y ultrasónicos, los inspectores pueden optar por utilizar otras herramientas NDT para monitorear la corrosión.

Algunos de estos métodos de prueba incluyen:

• Pruebas radiográficas—usando radiación electromagnética para examinar la estructura interna de un material. Aprende más sobre las pruebas radiográficas NDT.

• Pruebas de ondas guiadas—utilizando ondas acústicas para detectar la corrosión. Este método es ideal para oleoductos y estructuras similares porque puede medir la corrosión a lo largo de distancias muy largas, incluso cientos de metros, desde una sola ubicación. Aprenda más sobre pruebas acústicas NDT.

• MFugas de flujo magnético—usando un poderoso imán para magnetizar el acero o metal y luego midiendo donde hay “fugas” en el campo magnético, lo que indica corrosión, picaduras u otro daño al metal. Aprende más sobre pruebas de partículas magnéticas NDT.

“Al decidir qué método, técnica o herramienta de prueba usar para el monitoreo de corrosión y la detección de óxido, lo más importante es pensar en el trabajo en sí, y lo que requiere. Cuanto más sepas sobre las herramientas NDT y las técnicas de monitoreo que existen, mejor estarás preparado para tomar una decisión que preserve la longevidad de los activos que estás encargado de monitorear.”

- Jason Acerbi, Gerente General en MFE Inspection Solutions, "Tu Fuente Única para Inspección"

Sistemas y Técnicas de Monitoreo de Corrosión

Hay varias técnicas diferentes que los inspectores pueden emplear al usar estas diferentes herramientas NDT para el monitoreo de corrosión y la detección de óxido.

Algunas de estas técnicas implican colocar una pieza del material del contenedor que se está monitoreando en las mismas circunstancias que el material corroído para observar cómo cambia, y otras implican enviar una sonda hecha de diferentes materiales a esas circunstancias para tomar lecturas sobre las condiciones allí. En ambos casos, las técnicas implican registrar cambios a lo largo del tiempo para entender cómo la corrosión podría estar ocurriendo de un momento a otro, ya sea un día, una semana o un mes.

A continuación se presentan algunas de las técnicas más comunes de monitoreo de corrosión:

• Creación de registros visuales para rastrear el crecimiento de la corrosión. Usando un dron se puede detectar la presencia de corrosión y mapear la información en planos, que luego pueden compararse con registros visuales futuros para rastrear el crecimiento de la corrosión a lo largo del tiempo.

• Monitoreo de grosor ultrasónico. Esta es una técnica común que usa un probador ultrasónico para escanear una pared con el fin de medir su grosor.

• Uso de sondas para medir la resistencia eléctrica. Las sondas rastrean los cambios en la resistencia eléctrica, que pueden usarse para rastrear la pérdida de metal a lo largo del tiempo. Las sondas pueden proporcionar datos regulares sobre la tasa de corrosión (mensual, semanal, diario—e incluso por hora).

• Uso de cupones. Un “cupón” es una pieza de material que coincide con el material en el activo que se está monitoreando. El cupón actúa como un proxy para la pared u otra área que se está monitoreando, presentando un método simple para monitorear la corrosión en casi cualquier escenario. Para usar esta técnica de monitoreo de corrosión se coloca el cupón de corrosión—también conocido como “cupón de pérdida de masa”—en el activo durante un periodo de tiempo predeterminado y luego, una vez retirado, se prueba para determinar el tipo(s) de corrosión, la tasa de corrosión (si se toman múltiples lecturas), y la cantidad de corrosión.

A continuación, se presentan algunas técnicas menos comunes utilizadas en los sistemas de monitoreo de corrosión:

• Monitoreo del crecimiento biológico. Esta técnica identifica bacterias dentro de un activo que se alimentan de sulfato. Estas bacterias producen ácido sulfúrico (H2SO4), que es extremadamente corrosivo, por lo que su presencia en un activo significa que es muy probable que haya algún grado de corrosión.

• Monitoreo de la penetración de hidrógeno. Usando sondas, se puede medir la cantidad de hidrógeno que se disuelve en el acero. En el sector de Petróleo y Gas, el hidrógeno es a menudo un subproducto de muchas de las reacciones que tienen lugar, y su presencia puede resultar eventualmente en que el acero se vuelva quebradizo y se agriete si no se detecta y monitorea.

¿Buscando más recursos? Encontramos esta diapositiva que es una visualización útil de cómo solucionar problemas en su enfoque de monitoreo de corrosión:

Fuente de la imagen

¿Qué Viene Después?

Después de que los inspectores de aplicaciones de corrosión recopilen datos visuales u otra información sobre el estado de la corrosión mientras realizan el monitoreo, pueden tomar los siguientes pasos:

• Determinar si el activo es apto para el servicio.

• Revisar el cronograma de inspección y tomar decisiones sobre la necesidad de aumentar la frecuencia o realizar otros cambios.

• Desarrollar recomendaciones para corregir/remediar problemas existentes relacionados con la corrosión dentro del activo.

• Desarrollar otras estrategias para prevenir la corrosión, tanto para el activo que se está monitoreando como para otros activos similares en el sitio.

• Hacer predicciones sobre la vida útil restante del activo.

Cómo los Drones Pueden Ayudar con el Monitoreo de Corrosión

Los drones pueden ser increíblemente útiles para registrar información visual sobre la corrosión. 

Un buen drone de inspección puede proporcionar una representación visual de alta calidad de un área que se está monitoreando para detección de corrosión y óxido. También pueden capturar datos precisos sobre la ubicación de la corrosión, que pueden archivarse para referencia futura.

Nuevos drones hechos específicamente para inspecciones en lugares de difícil acceso, como el Elios 2, permiten a un inspector de aplicaciones de corrosión cubrir más área dentro de un activo, ya sea un área relativamente pequeña capturada con una sola imagen o un área grande mapeada utilizando fotogrametría. En el caso del Elios 2, todos los datos visuales capturados son medibles y precisos en un alto grado.

Accediendo a Lugares de Difícil Acceso

Si los inspectores están tratando de monitorear la corrosión o detectar óxido dentro de un tanque usando una herramienta de Inspección Visual Remota (RVI) como una cámara de Pan-Tilt-Zoom (PTZ), están limitados a lo que pueden disparar porque la cámara solo puede ser bajada al tanque donde hay puntos de acceso. 

Además, mientras que una cámara PTZ permite control direccional y de zoom remoto, sus capacidades de zoom son limitadas y no tiene capacidades de medición.

Un drone como el Elios 2, por otro lado, puede realizar mediciones que se han encontrado precisas dentro de solo un centímetro de error para una longitud de 2.4 metros.

Zoom vs. Estar Presente

Además de poder acceder a lugares de difícil acceso, el Elios 2 puede resolver el problema de necesitar hacer zoom en un área simplemente volando más cerca de ella para obtener una imagen más clara.

La mala iluminación puede degradar la calidad de los datos visuales capturados, y es otro problema causado por la incapacidad de acercarse lo suficiente al área que se está fotografiando. 

El Elios 2 permite a los inspectores superar el problema de la mala iluminación simplemente volando más cerca de la zona, acercando la fuente de luz para permitir una mejor captura de imágenes. El Elios 2 también tiene una función de iluminación oblicua, que permite a los inspectores cambiar la dirección de la fuente de luz para proporcionar profundidad y dimensionalidad, imitando las acciones que podrían tomar los inspectores con una linterna en la mano para lograr resultados similares.

Creando un Registro Visual Preciso

Otro gran beneficio de usar un drone para el monitoreo de corrosión es que puede recopilar suficientes datos visuales de alta calidad para crear un registro visual del estado de la corrosión en un día determinado.

Incluso si los inspectores pueden entrar en el contenedor en el que están monitoreando la corrosión, la cantidad de cobertura visual que podrían obtener con una cámara portátil no es tan completa como lo que puede capturar un drone.

Además de proporcionar un registro preciso de los cambios relacionados con la corrosión a lo largo del tiempo, los datos visuales recopilados por el drone pueden ayudar a proporcionar documentación del antes/después para mantenimiento y asegurar que los esfuerzos de remediación, como agregar un parche o una capa de material a una pared, lo devuelvan a su condición original.

Modelos 3D

La tecnología actual todavía es algo limitada cuando se trata de crear modelos 3D del interior de activos como calderas y tanques.

Factores ambientales como la luz, el polvo y las características visuales presentes en el activo pueden dificultar la recolección de suficientes datos visuales para crear un modelo 3D completo de su interior.

Pero a menudo es posible usar datos visuales recopilados por drones para crear modelos 3D parciales, lo que puede ser útil para entender dónde se encuentra la corrosión dentro de un activo.

Además, un modelo 3D creado por un drone utilizando fotogrametría puede permitirte colocar marcadores dentro de un activo indicando dónde está presente la corrosión. Usando el modelo, puedes hacer clic en las imágenes fijas de las ubicaciones específicas donde se está monitoreando la corrosión para realizar una revisión más detallada del nivel de daño.

Pero el drone indoor Elios 3 de Flyability está cambiando las reglas del juego. Usando un sensor LiDAR, el Elios 3 puede crear mapas 3D en tiempo real de activos y espacios confinados. Estos modelos pueden servir como un registro visual para monitorear la corrosión en un activo, al igual que lo hacen actualmente las imágenes y videos de alta calidad.

Mira este recorrido 3D creado con tomas en vivo tomadas por el Elios 3 de una planta de energía desactivada: