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MMOODDUULLOOSS DDEE MMOONNIITTOORREEOO AANNTTIICCOORRRROOSSIIVVOO
((MMMMAA))
MEMORIA DESCRIPTIVA, BENEFICIOS Y PRESTACIONES
11.. SSeecccciióónn II:: PPrroocceeddiimmiieennttoo ddee IInnssttaallaacciióónn yy MMeeddiicciióónn
22.. SSeecccciióónn IIII:: MMeeddiicciióónn,, AAnnáálliissiiss ee IInntteerrpprreettaacciióónn ddee
DDaattooss
33.. AAnneexxoo II:: PPllaanniillllaa ddee AAnnáálliissiiss ddee DDaattooss
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((MMMMAA))
SSEECCCCIIOONN II:: PPRROOCCEEDDIIMMIIEENNTTOO DDEE IINNSSTTAALLAACCIIOONN YY MMEEDDIICCIIOONN
11.. CCaarraacctteerrííssttiiccaass ddeell SSiisstteemmaa
22.. PPrroocceeddiimmiieennttoo ddee IInnssttaallaacciióónn
33.. PPrroocceeddiimmiieennttoo ddee MMeeddiicciióónn.. MMooddeelloo BBáássiiccoo
1. Características del Sistema
Los Módulos de Monitoreo Anticorrosivo (MMA) constan de los siguientes
componentes (Figura 1):
1.1. Cupones: probetas de geometría cilíndrica, fabricadas con el mismo
material y tratamiento que el del componente protegido.
1.2. Cobertores: piezas cilíndricas cuya función es cubrir los extremos
inferiores de los cupones, especialmente diseñadas y montadas para
minimizar el efecto de bordes.
1.3. Porta - cupones: pieza de vinculación entre los cupones y el tubo de
anclaje del MMA.
1.4. Anclaje: tubo que vincula el porta - cupones con la caja de medición y
que actúa como mojón de anclaje de los cupones al suelo.
1.5. Caja de medición: caja que contiene los interruptores de la corriente de
protección de cada cupón, los dispositivos de control de la corriente
(potenciómetros) y los bornes de conexión correspondientes.
1.6. Conductor de conexión: cable de vinculación entre los cupones y el
componente protegido. Este cable tiene salida de la caja de medición a
través de un acople aislante roscado y su extremo libre cuenta con
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terminales correspondientes a los cupones para su conexión a un
mojón de medición (CMP).
Las MMA están diseñados como un sistema auto - portante que puede
instalarse con mucha facilidad en cualquier tipo de suelo. El sistema de
vinculación eléctrica permite la conexión al componente enterrado y protegido
sin necesidad de excavaciones ni alteración alguna en el revestimiento debido
a la necesidad de realizar soldaduras (el sistema puede modificarse a
requerimiento del cliente). La longitud del conjunto cupones - anclaje - caja
puede variarse de acuerdo a la profundidad del componente en servicio. El tipo
de celda (cupones) también varía en función del sistema de medición
especificado: celda de dos electrodos (básica), tres electrodos (mediciones de
RP e impedancia), cuatro electrodos (sistemas revestidos) y cinco electrodos.
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AnclajeAnclaje
Caja de MediciónCaja de Medición(aluminio)(aluminio)
Tornillos de TapaTornillos de Tapa(empotrados)(empotrados)
Conductor de ConexiónConductor de Conexión(uso exterior o enterrado)(uso exterior o enterrado)
Acople aislanteAcople aislante(inoxidable)(inoxidable)
Porta - CuponesPorta - Cupones((TeflonTeflon))
CuponesCupones
CobertoresCobertores((TeflonTeflon))
Base de Base de epoxyepoxy FB + FB +terminación con terminación con epoxyepoxyaltos sólidosaltos sólidos
ESQUEMA DEL CONJUNTO
EPA DISEÑO BASICO
ESQUEMA DEL CONJUNTOESQUEMA DEL CONJUNTO
EPA DISEÑO BASICOEPA DISEÑO BASICOMMA DISEÑO BASICO
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Figura 1. Esquema MMA.
2. Procedimiento de Instalación
Las MMA están diseñados para instalarse junto a una caja de medición de
potenciales (CMP) correspondiente al componente en servicio a controlar, a
una distancia no superior a 2.5 metros de la misma y a una profundidad mínima
de 1.0 metros. Una vez instalada, la MMA se conectará eléctricamente a la
CMP seleccionada, asegurando que los cupones tengan el mismo nivel de
protección que el del componente en servicio. La representación esquemática
de una MMA instalada se muestra en la Figura 2.
La instalación completa del MMA comprende los siguientes pasos:
2.1. Pozo: excavación de un pozo de 8 pulgadas de diámetro por 1.0 metros
de profundidad.
2.2. Colocación: bajada del MMA dentro del pozo y centrado de la misma.
Hundimiento manual suave de los electrodos en el fondo del pozo (si el
suelo es lo suficientemente blando).
2.3. Tapada: relleno de los primeros 50 centímetros del pozo con suelo de
excavación, acompañando con abundante provisión de agua y
compactación manual. La tapada debe hacerse alternando agregado de
suelo, compactación y riego abundante.
2.4. Anclaje: relleno de los últimos 50 centímetros del pozo con hormigón,
para proveer anclaje adecuado. La superficie superior de la fundación
de hormigón debe coincidir con el nivel del suelo.
2.5. Conexión: perforación inferior del CMP seleccionado como puente de
conexión y conexión posterior de ambos terminales del MMA a
cualquiera de los terminales del CMP que presente continuidad eléctrica
con el componente protegido. La conexión debe llevarse a cabo una
vez que el hormigón de anclaje haya curado.
2.6. Polarización: desplazamiento de interruptores de la MMA a posición
ON, para permitir que la corriente de protección fluya libremente hacia
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Figura 2. Esquema MMA instalada.
los cupones. El período de polarización de los cupones puede ser de hasta 24
horas, dependiendo de la corriente drenada.
3. Procedimiento de Medición. Modelo Básico
3.1. Parámetros
En este modelo sencillo, es posible medir los siguientes parámetros:
3.1.1. Potenciales: ON, OFF y NATURALES (de corrosión).
3.1.2. Corrientes: de protección.
3.1.3. Resistencias: del medio y mutua.
CMP CMP
TUBERIA TUBERIA
MMA
<= 2.5 m
0.50 m
0.50 m
8 in
SUELO
HORMIGON
CONEXION MMA - CMP
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3.2. Secuencia
La secuencia de medición es la siguiente:
3.2.1. Potencial ON.
3.2.2. Corriente de protección.
3.2.3. Potencial OFF.
3.2.4. Potencial NATURAL.
3.2.5. Resistencias del medio y mutua.
3.3. Medición de Potenciales
3.3.1. Potencial ON: debe medirse contra electrodo de Cu/CuSO4, clavado en
tierra. Terminal positiva del multímetro conectada al cupón
correspondiente.
3.3.2. Potencial OFF: debe medirse contra electrodo de Cu/CuSO4, clavado
en tierra. Terminal positiva del multímetro conectada al cupón
correspondiente. El registro de este valor debe efectuarse
inmediatamente después de interrumpir la corriente del cupón
correspondiente (INSTANT OFF). La corriente debe interrumpirse luego
de que ambas terminales del multímetro estén debidamente
conectadas.
3.3.3. Potencial NATURAL: debe medirse contra electrodo de Cu/CuSO4,
clavado en tierra. Terminal positiva del multímetro conectada al cupón
correspondiente. El registro de este valor debe efectuarse una vez que
el cupón correspondiente esté completamente despolarizado.
Importante: para la medición de potenciales OFF se recomienda utilizar un
multímetro de elevada velocidad de registro (SINCORDER MILLER o similar).
3.4. Medición de Corrientes
3.4.1. Corriente de Protección: debe medirse entre ambas terminales del
cupón correspondiente. Inicialmente, ambas terminales del multímetro
deben conectarse a las del cupón correspondiente, estando el
interruptor en posición ON (corriente circulando a través del interruptor).
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Una vez conectado el multímetro, el interruptor debe desplazarse hacia
la posición OFF, para registrar la corriente (circulación a través del
multímetro). Una vez registrada la corriente, el interruptor debe
desplazarse nuevamente hacia la posición ON, antes de desconectar el
multímetro (para evitar innecesaria despolarización).
Importante: para llevar a cabo la medición de corrientes, se recomienda que,
inicialmente, se seleccionen las unidades del multímetro correspondiente a la
mínima resistencia interna (A).
3.5. Medición de Resistencias
3.5.1. Resistencia del Medio: debe medirse entre las terminales de ambos
cupones, en configuración de tres electrodos (Figura 3), una vez que el
sistema haya despolarizado completamente.
3.5.2. Resistencia Mutua: debe medirse entre las terminales de ambos
cupones, en configuración de dos electrodos (Figura 4), una vez que el
sistema haya despolarizado completamente.
NOMENCLATURA
COM 1: TERMINAL DE CONEXION ENTRE EL
COMPONENTE PROTEGIDO Y EL CUPON 1.
COM 2: TERMINAL DE CONEXION ENTRE EL
COMPONENTE PROTEGIDO Y EL CUPON 2.
CUP 1: TERMINAL CORRESPONDIENTE AL CUPON 1.
CUP 2: TERMINAL CORRESPONDIENTE AL CUPON 2.
CONFIGURACION DE TRES ELECTRODOS
Las conexiones corresponden a la medic ión de la
resistencia del medio del cupón 1, tomando el cupón 2
como electrodo de referencia. En este caso, las
terminales del resistivímetro que han sido
interconectadas (puente) van al cupón 1. Las terminales
libres van al cupón 2. Para medir la resistencia del medio
del cupón 2, se invierte el esquema.
TERMINALES DEL RESISTIVIMETRO
Las terminales del resistivímetro cor responden a la
configuración normalizada para la medic ión de
resistividad de 4 electrodos (método Wenner). Las
terminales inter iores miden potencial, mientras que las
exter iores miden corr iente.
NOMENCLATURANOMENCLATURA
COM 1: TERMINAL DE CONEXION ENTRE EL
COMPONENTE PROTEGIDO Y EL CUPON 1.
COM 2: TERMINAL DE CONEXION ENTRE EL
COMPONENTE PROTEGIDO Y EL CUPON 2.
CUP 1: TERMINAL CORRESPONDIENTE AL CUPON 1.
CUP 2: TERMINAL CORRESPONDIENTE AL CUPON 2.
CONFIGURACION DE TRES ELECTRODOSCONFIGURACION DE TRES ELECTRODOS
Las conexiones cor responden a la medición de la
resistencia del medio del cupón 1, tomando el cupón 2
como electrodo de referencia. En este caso, las
terminales del resistivímetro que han sido
interconectadas (puente) van al cupón 1. Las terminales
libres van al cupón 2. Para medir la resistencia del medio
del cupón 2, se invier te el esquema.
TERMINALES DEL RESISTIVIMETROTERMINALES DEL RESISTIVIMETRO
Las terminales del resistivímetro corresponden a la
configuración normalizada para la medic ión de
resistividad de 4 electrodos (método Wenner ). Las
terminales inter iores miden potencial, mientras que las
exter iores miden corr iente.
OFFOFF OFFOFF
COM1COM2
CUP1CUP2
PUENTEPUENTE
RESISTIVIMETRORESISTIVIMETRO
CAJA DE MEDICION CUPONESCAJA DE MEDICION CUPONES
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Figura 3. Resistencias del Medio. Configuración de Tres Electrodos.
Figura 4. Resistencia Mutua. Configuración de Dos Electrodos.
NOMENCLATURA
COM 1: TERMINAL DE CONEXION ENTRE EL
COMPONENTE PROTEGIDO Y EL CUPON 1.
COM 2: TERMINAL DE CONEXION ENTRE EL
COMPONENTE PROTEGIDO Y EL CUPON 2.
CUP 1: TERMINAL CORRESPONDIENTE AL CUPON 1.
CUP 2: TERMINAL CORRESPONDIENTE AL CUPON 2.
CONFIGURACION DE DOS ELECTRODOS
Las conexiones corresponden a la medic ión de la
resistencia mutua entre los cupones 1 y 2. En este caso,
las terminales del resistivímetro que han sido
interconectadas (puente) van tanto al cupón 1 como al
cupón 2.
TERMINALES DEL RESISTIVIMETRO
Las terminales del resistivímetro cor responden a la
configuración normalizada para la medic ión de
resistividad de 4 electrodos (método Wenner). Las
terminales inter iores miden potencial, mientras que las
exter iores miden corr iente.
NOMENCLATURANOMENCLATURA
COM 1: TERMINAL DE CONEXION ENTRE EL
COMPONENTE PROTEGIDO Y EL CUPON 1.
COM 2: TERMINAL DE CONEXION ENTRE EL
COMPONENTE PROTEGIDO Y EL CUPON 2.
CUP 1: TERMINAL CORRESPONDIENTE AL CUPON 1.
CUP 2: TERMINAL CORRESPONDIENTE AL CUPON 2.
CONFIGURACION DE DOS ELECTRODOSCONFIGURACION DE DOS ELECTRODOS
Las conexiones cor responden a la medición de la
resistencia mutua entre los cupones 1 y 2. En este caso,
las terminales del resistivímetro que han sido
interconectadas (puente) van tanto al cupón 1 como al
cupón 2.
TERMINALES DEL RESISTIVIMETROTERMINALES DEL RESISTIVIMETRO
Las terminales del resistivímetro corresponden a la
configuración normalizada para la medic ión de
resistividad de 4 electrodos (método Wenner ). Las
terminales inter iores miden potencial, mientras que las
exter iores miden corr iente.
OFFOFF OFFOFF
COM1COM2
CUP1CUP2
PUENTEPUENTE
RESISTIVIMETRORESISTIVIMETRO
CAJA DE MEDICION CUPONESCAJA DE MEDICION CUPONES
PUENTEPUENTE
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SECCION II: MEDICION, ANALISIS E INTERPRETACION DE DATOS
11.. DDaattooss OObbtteenniiddooss eenn CCaammppoo
22.. DDaattooss CCaallccuullaaddooss
33.. RReepprreesseennttaacciióónn GGrrááffiiccaa
44.. AAnnáálliissiiss ee IInntteerrpprreettaacciióónn ddee DDaattooss
1. Datos Obtenidos en Campo
Loa Módulos de Monitoreo anticorrosivo (MMA) están diseñados para la
medición de los siguientes datos:
1.1. Potenciales (ON, OFF y NATURAL).
1.2. Corrientes (PROTECCION).
1.3. Resistencias (MEDIO y REVESTIMIENTO).
1.4. Velocidades de Corrosión (RESISTENCIA DE POLARIZACION E
IMPEDANCIA).
El modelo básico consiste en dos cupones de corrosión eléctricamente
conectados al componente protegido catódicamente, y permite la medición en
campo de los siguiente parámetros:
1.5. Potenciales (ON, OFF y NATURAL).
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1.6. Corrientes (PROTECCION).
1.7. Resistencias (MEDIO y MUTUA).
Los MMA van acompañadas de una planilla de ingreso y análisis de datos, en
la cual deben incluirse, además de los parámetros cuantitativos medidos, los
siguientes datos:
1.8. Fecha: día - mes - año.
1.9. Zona y sección.
1.10. Progresiva (tuberías enterradas).
1.11. Nº Serie MMA.
1.12. Instrumentos utilizados para cada medición.
Además de la planilla de ingreso y análisis de datos, se incluye un manual
básico con instrucciones para la instalación, mediciones y análisis de datos
obtenidos.
2. Datos Calculados
La planilla de ingreso y análisis de datos del modelo básico permite calcular
automáticamente los siguientes parámetros:
2.1. Indices de Protección Catódica (NACE RP0169, BSI CP1021).
2.2. Velocidades Instantáneas de Corrosión Generalizada (A
POTENCIALES NATURAL y DE PROTECCION).
2.3. Factor de Reducción en la Velocidad de Corrosión Generalizada.
2.4. Indices de Protección Catódica para Distintas Condiciones
(RECOMENDACIONES BSI).
Los índices de protección catódica se obtienen mediante Análisis de Tafel, en
función de los niveles de polarización del componente protegido con respecto a
la condición de potencial de corrosión o potencial natural. Estos índices son
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porcentuales, mayores que cero, sin límite superior y comprenden cuatro
criterios de protección catódica:
2.5. Criterio de -0.850 V OFF contra Cu/CuSO4.
2.6. Criterio de -0.100 V OFF de polarización con respecto al potencial
natural o de corrosión.
2.7. Criterio de permanencia en la región de Tafel.
2.8. Criterio de protección en presencia de bacterias sulfato - reductoras
(BSR).
Las velocidades instantáneas de corrosión generalizada y el factor de
reducción en la velocidad de corrosión también se obtienen por análisis de
Tafel, en función de la corriente de protección catódica y del desplazamiento
del potencial de protección con respecto al de corrosión o natural. Los
parámetros calculados comprenden:
2.9. Velocidad instantánea de corrosión generalizada en ausencia de
protección catódica, expresada en milímetros por año (NATURAL).
2.10. Velocidad instantánea de corrosión generalizada en presencia de
protección catódica, expresada en milímetros por año (OFF).
2.11. Factor de reducción en la velocidad instantánea de corrosión
generalizada debido a la protección catódica. Este factor es mayor que
0 y no tiene límite superior.
Como información complementaria, se incluyen índices de protección catódica
calculados en función de recomendaciones del British Standards Institute,
considerando la influencia de cuatro factores distintos:
2.12. Suelo húmedo (humedad superior al 70 % requerido para alcanzar la
saturación) y con cloruros (concentración superior a 100 ppm).
2.13. Suelo ácido (pH <= 5).
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2.14. Suelo con bacterias (aeróbicas y/o anaeróbicas).
2.15. Componente protegido con temperatura superior a 25 º C.
Estos últimos cuatro índices son porcentuales, superiores a 0 y menores o
iguales que 100.
3. Representación gráfica
Además de los parámetros cuantitativos, la planilla incluye la representación
gráfica, para cada cupón, de los siguientes factores propios del sistema:
3.1. Curvas anódica y catódica de Tafel.
3.2. Corriente de corrosión.
3.3. Corriente de protección.
3.4. Corriente necesaria para cumplir con el criterio de -0.100 V OFF de
polarización con respecto al potencial natural o de corrosión.
3.5. Corriente necesaria para cumplir con el criterio de -0.850 V OFF contra
Cu/CuSO4.
4. Análisis e Interpretación de Datos
Los índices de protección catódica calculados en función de los criterios
establecidos por NACE y BSI proporcionan la información necesaria para:
4.1. Jerarquizar el estado de distintos sectores considerando que, en la
mayoría de los casos, es válido el siguiente análisis:
CRITERIO DE PROTECCION (NACE - BSI)
1 2 3 4
NIVEL ALCANZADO OPTIMO MINIMO ADECUADO MAXIMO
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4.2. Identificar y cuantificar, de acuerdo a cada criterio, el nivel de protección
adicional requerido para alcanzar la condición deseada. Ejemplo: si en
un determinado sector deseamos cumplir con el criterio 2.5 y el índice
correspondiente indica un 80 %, entonces podemos determinar la
corriente adicional necesaria para alcanzar el 100 %.
La velocidad de corrosión generalizada constituye un factor estrechamente
vinculado con la integridad del componente protegido. Este parámetro puede
utilizarse para:
4.3. Verificar el cumplimiento de criterios de integridad basados en
velocidades máximas de corrosión permitidas.
4.4. Calcular la pérdida de espesor promedio anual. Esto puede llevarse a
cabo mediante dos técnicas: integración numérica lineal (conservativa)
y ajuste a la correlación de Romanoff (empírica).
4.5. Comparar las velocidades de corrosión con y sin protección para
evaluar la necesidad de aumentar o disminuir la corriente.
4.6. Utilizar la velocidad de corrosión en ausencia de protección catódica
para evaluar el nivel de ataque en zonas mal protegidas por razones
diversas.
Los índices porcentuales calculados en función de las recomendaciones de
BSI constituyen información complementaria que permite cuantificar cuán
adecuada es la protección suministrada al componente bajo distintas
condiciones. Contemplan situaciones particulares que, en ciertos casos,
pueden indicar la necesidad de refuerzo en la protección, aún cuando se
cumpla con alguno de los criterios.
La representación gráfica se incluye para obtener una rápida interpretación de
la protección obtenida en función exclusiva de los criterios 1 y 2, que son los
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de uso más común en la industria. En este sentido, la ubicación de la curva
correspondiente a la corriente de protección presenta las siguientes
posibilidades:
4.7. Protección insuficiente: corriente de protección inferior a la corriente
correspondiente al criterio 2.6.
4.8. Protección mínima: corriente de protección coincidente o levemente
superior a la corriente correspondiente al criterio 2.6.
4.9. Protección adecuada: corriente de protección coincidente o levemente
inferior a la corriente correspondiente al criterio 2.5.
4.10. Protección máxima: corriente de protección superior a la corriente
correspondiente al criterio 2.5.
