REVESTIMIENTO DE TUBERÍAS DE GAS NATURAL

SISTEMAS DE PROTECCIÓN DE LAS TUBERÍAS DE ACERO

1. ¿Por qué se debe proteger la tubería?

El tubo está sometido a ataques: -desde el exterior: almacenamiento y manipulación, impactos, abrasión, punzamientos, etc. -desde el interior: abrasión del fluido

Consecuencia de estos ataques: CORROSIÓN

Es la tendencia por parte de los metales

a volver a su estado natural en forma de óxidos, hidróxidos y sales. (Factores acelerantes de la corrosión: corrientes vagabundas, defectos de revestimiento)

PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN

PROTECCIÓN ACTIVA (o protección catódica):

Objetivo: evitar corrosión ante defecto de revestimiento Método: transformar en cátodo la conducción de acero Tipos: corriente impresa o ánodos de sacrificio

PROTECCIÓN PASIVA:

Objetivo: aislar el tubo del medio que lo rodea (electrolito) Método: proteger el tubo mediante un revestimiento

Tipos: tantos como revestimientos disponibles

(Ejercicio): CONCLUSIÓN:

La elección de un buen revestimiento

Reducción de costes del sistema de protección catódica

2. Elección del sistema de revestimiento

Elección de un óptimo revestimiento Larga vida útil de la conducción Ahorro de costes en el sistema de protección catódica Factores a considerar en la elección del revestimiento: Resistencia a impactos protección frente a golpes Resistencia a la abrasión protección frente al desgaste Envejecimiento térmico protección frente a temperaturas ambientales adversas Permeabilidad al agua protección frente a la exposición a la intemperie (lluvia,

humedad etc.) Permeabilidad al oxígeno protección frente a la corrosión Resistencia a radiación UV protección frente a la luz solar Rigidez dieléctrica protección frente al paso de corrientes vagabundas Evolución de los revestimientos: Mejora de las propiedades Reducción del impacto medioambiental Reducción de riesgos de salud laboral TIPOS DE REVESTIMIENTO: • Fusión Bonded Epoxi (F.B.E.) • Polietileno Extruido (P.E.), sistema tres capas (a partir de ahora 3LPE) • Polipropileno Extruido (P.P.), sistema tres capas (a partir de ahora 3LPP) • Poliuretano

3. Etapas del proceso de revestimiento en

1. PRECALENTAMIENTO DEL TUBO. Eliminación de la humedad del tubo

2. PREPARACIÓN DE LA SUPERFÍCIE DEL TUBO (Granallado)

3. CALENTAMIENTO DEL TUBO (imprescindible para el FBE

4. APLICACIÓN DEL REVESTIMIENTO• FBE: aplicación del epoxy polvo (Deposición electrostática)• 3LPE: aplicación de epoxy polvo + aplicación de adhesivo + aplicación de polietileno (Extrusión)• 3LPP:aplicación de epoxy polvo + aplicación de adhesivo + aplicación de polietileno (Extrusión)• Poliuretano: aplicación del poliuretano (Aplicación air

5. ENFRIAMIENTO DEL TUBO REVESTIDO. Características finales

6. LIMPIEZA DE EXTREMOS. Extremos libres de

tapas del proceso de revestimiento en fábrica

PRECALENTAMIENTO DEL TUBO. Eliminación de la humedad del tubo

PREPARACIÓN DE LA SUPERFÍCIE DEL TUBO (Granallado). Limpiar y crear rugosidad.

CALENTAMIENTO DEL TUBO (imprescindible para el FBE-3LPE-3LPP)

APLICACIÓN DEL REVESTIMIENTO FBE: aplicación del epoxy polvo (Deposición electrostática) 3LPE: aplicación de epoxy polvo + aplicación de adhesivo + aplicación de polietileno (Extrusión)

licación de epoxy polvo + aplicación de adhesivo + aplicación de polietileno (Extrusión)Poliuretano: aplicación del poliuretano (Aplicación air-less)

ENFRIAMIENTO DEL TUBO REVESTIDO. Características finales

LIMPIEZA DE EXTREMOS. Extremos libres de revestimiento. Soldadura en obra.

Figura 1. Gráfico de revestimiento en fábrica.

Figura 1. Gráfico de revestimiento en fábrica.

Figura 2. Fases de revestimiento en fábrica (Fuente:

fábrica

. Limpiar y crear rugosidad.

3LPE: aplicación de epoxy polvo + aplicación de adhesivo + aplicación de polietileno (Extrusión) licación de epoxy polvo + aplicación de adhesivo + aplicación de polietileno (Extrusión)

revestimiento. Soldadura en obra.

Figura 1. Gráfico de revestimiento en fábrica.

Figura 1. Gráfico de revestimiento en fábrica.

Fases de revestimiento en fábrica (Fuente: STS Tubular group).

4. Control de revestimientos en fábrica

• Homologación externa y/o interna de materias primas

• Control de recepción de materias primas: Especificación de compras Ensayos de recepción

• Autocontrol en fabricación: Control del grado de limpieza de la tubería desnuda tras el granallado Rugosidad de la superficie granallada Control de condiciones ambientales en la zona de revestimiento Control de parámetros de aplicación del revestimiento (temperatura del tubo, condiciones de aplicación del revestimiento etc.) Control de continuidad del revestimiento Control visual del tubo revestido

Figura 3. Control visual del tubo revestido (Fuente: STS Tubular group).

• Control de calidad del revestimiento: Adherencia Detección de discontinuidades (holyday detector) Resistencia a impacto Alargamiento a la rotura Resistencia a la penetración Desprendimiento catódico Ensayos de larga duración: Envejecimiento térmico Resistencia a radiación ultravioleta

5. Normas de aplicación para revestimiento en fábrica

• Para el revestimiento FBE:

AWWA C213 (Fusion-Bounded Epoxy Coating for the interior and exterior of steel pipelines).

• Para el revestimiento 3LPE:

DIN 30670 (Polyethylen coatings of steel pipes and fittings-requeriments and testing).

NFA 49710. Normativa francesa de revestimiento de tuberías de acero con polietileno.

EN 10285 (Steel tubes and fittings for on and Offshore Pipelines-External Three Layer Extruded Polyethylene Based Coatings)

Enagas EV-202, Revisión 4.

Gas Natural EM-D26-E, Revisión 4

Endesa Gas ETEG-MAT-06 CLH PC-TU-002

• Para el revestimiento 3LPP:

DIN 30678 (Polypropylene coatings for steel pipes).

NFA 49711 (Steel tubes-External Coating with three Polyprophylene Layers)

EN 10286 (Steel tubes and fittings for on and Offshore Pipelines-External Three Layer Extruded Polyprophylene Based Coatings)

• Para el Poliuretano:

AWWA C222 (Standard for Polyurethane Coatings for the interior and Exterior of steel pipe and fittings).

EN 10290 (Steel tubes and fittings for onshore and offshore pipelines-External liquid applied polyurethane and polyurethane-modified coatings)

6. Mercado de los revestimientos en fábrica

• Inicio de los revestimientos bituminosos protección mediocre

• 1960 FBE (Fusion Bonded Epoxy):

Fusión de pintura en polvo sobre superficie caliente Actualmente: Norteamérica e Inglaterra Tendencia: Decadente

• 1985 Revestimiento con termoplásticos: • 2 LPE (2 Layer Polyethylene Coating): Origen: debilidad ante impactos del FBE • 3LPE (3 Layer Polyethylene Coating) Origen: debilidad ante impactos del FBE y mejora de las propiedades del 2LPE. Actualmente: revestimiento predominante en las conducciones metálicas en

todo el mundo Tendencia: al alza

• 2000 3 LPP (3 Layer Polypropylene Coating) Origen: necesidad de mayores temperaturas de servicio. Tendencia: al alza • Otros revestimientos empleados en bajo %: poliuretano, mortero de cemento,

etc.

Figura 4. Variación del mercado de revestimientos en los últimos años (Fuente: AM Consulting).

0

10

20

30

40

50

60

70

%

FBE 23,5 20 17,8

3LPE 61,2 66 69,5

3LPP 5,9 6 6,2

BITUMINOSOS 7,8 6,5 5

OTROS 1,6 1,6 1,5

AÑO 2004 AÑO 2007 AÑO 2010

7. Evolución de los revestimientos.

• FBE: Mayor temperatura de servicio Mejor comportamiento frente al desprendimiento catódico FBE reforzado dos capas de FBE unión química mayor resistencia a

impacto

• 3LPE: PEBD (LDPE) PEAD (HDPE) Mejores propiedades de resistencia mecánica (impactos, penetración, abrasión

etc) Menor permeabilidad Mayor resistencia a a altas temperaturas ADHESIVOS Adhesivos con mayor adherencia EPOXY Mayores temperaturas de servicio

• 3LPE 3LPP Resistencia a mayor temperatura de servicio Mayor resistencia a penetración

8. Propiedades de los revestimientos.

FBE 3LPE 3LPP PUR

Espesor de revestimiento (mm)

0,2-0,4 3 2,5 1

Adherencia (MPa) 15-20 > 35* > 35* 15-20

Resistencia a impacto (J) 15 >50 >50 18

Alargamiento a la rotura (%) 5 600 600 10

Resistencia a la penetración (mm)

<0,2 <0,1 <0,05 <0,1

Figura 5. Cuadros de propiedades de los revestimientos (Fuente: STS tubular group).

FBE 3LPE 3LPP PUR

Rigidez dieléctrica (kV/mm) 20 >30 >30 20

Desprendimiento catódico (mm)

< 4 < 4 < 4 < 5

Dureza Shore D 90 60-70 70 70-80

Resistencia eléctrica específica (Ω m2)

109 1010 1010 107

Permeabilidad al agua Media Excelente Excelente Buena

9. Revestimientos interiores.

Protección interior de la tubería El revestimiento interior de las tuberías se realiza con pinturas EPOXY, que mejoran

el flujo transportado y protegen el interior del tubo de la corrosión, etc. - 60 micras - Normativa de aplicación para el revestimiento interior en fábrica: API RP 5L2 (Recomended Practice for Internal Coating of Line Pipe for Non-

corrosive gas Transmission Services)

Figura 5. Tubería revestida interiormente (Fuente: Sociedad Española de Revestimiento de Tuberías SERT).