Una planta química retiró un calentador de inmersión de PTFE de un tanque de decapado con ácido sulfúrico después de catorce meses de servicio. La superficie de la vaina frente al proceso estaba en buenas condiciones. El área detrás de los soportes de montaje-las regiones donde los soportes hacen contacto con el calentador-mostró manchas oscuras y picaduras. El metal debajo del PTFE se había corroído y en dos lugares la corrosión había penetrado lo suficientemente profundo como para crear una fuga estenopeica.
La corrosión por grietas se produce en los espacios estrechos entre los soportes de montaje y la superficie del calentador. El espacio es demasiado pequeño para la circulación del fluido, pero lo suficientemente grande para que entre el fluido del proceso. El fluido en la grieta se estanca y la química dentro de la grieta cambia de manera que acelera la corrosión.
Por qué se forman grietas detrás de los soportes de montaje
Los soportes de montaje se fijan al calentador mediante soldadura, pernos o abrazaderas. Cada método de fijación crea una grieta entre el soporte y la superficie del calentador. La grieta puede tener sólo unas pocas milésimas de pulgada de ancho, pero es lo suficientemente grande como para que el líquido penetre por acción capilar.
La grieta está protegida del flujo masivo. El líquido del interior no puede circular. El oxígeno y otras especies disueltas se consumen en las reacciones de corrosión, pero no se pueden reponer. La química del líquido de la grieta cambia.
| Método de archivo adjunto | Ancho de grieta | Intercambio de fluidos | Riesgo de corrosión | Mejores prácticas |
|---|---|---|---|---|
| Soporte soldado | 0–0,05 mm | Ninguno | Alto en defectos de soldadura | Soldadura de penetración total |
| Soporte atornillado | 0,05–0,2 mm | muy bajo | muy alto | Sello con junta |
| Soporte sujeto | 0,1–0,5 mm | Bajo | Alto | Utilice una almohadilla de PTFE sólida |
| Soporte ranurado | 0,5–1,0 mm | Moderado | Moderado | Enjuague con agua |
Métodos de fijación de soportes y su riesgo de corrosión en grietas
La química de la corrosión por grietas
En una grieta, el oxígeno disuelto en el fluido es consumido por la reacción de corrosión inicial. El oxígeno no se puede reponer porque la grieta está protegida del flujo masivo. La concentración de oxígeno dentro de la grieta disminuye, mientras que la concentración en el exterior permanece alta. La diferencia crea una celda de concentración de oxígeno.
El metal dentro de la grieta se vuelve anódico-y se corroe. El metal fuera de la grieta se vuelve catódico-está protegido. La velocidad de corrosión dentro de la grieta se acelera.
Los iones metálicos producidos por la reacción de corrosión atraen iones de cloruro del fluido a granel. La concentración de cloruro dentro de la grieta aumenta, alcanzando a veces varias veces la concentración total. La alta concentración de cloruro acelera aún más la corrosión.
El pH dentro de la grieta cae a medida que los iones metálicos se hidrolizan. El ambiente ácido acelera aún más la corrosión. El resultado es una fosa que se profundiza rápidamente y que puede penetrar la funda del calentador.
Por qué los calentadores revestidos de PTFE-siguen siendo vulnerables
El revestimiento de PTFE de un calentador tiene como objetivo proteger el metal subyacente del fluido del proceso. Pero el revestimiento no llega hasta la hendidura entre el soporte y el calentador. Si el revestimiento se daña durante la instalación del soporte o si la grieta no está completamente sellada, el fluido del proceso puede entrar en contacto con el metal desnudo.
Incluso si el revestimiento está intacto, se puede formar una grieta entre el revestimiento y el soporte. El recubrimiento puede ser ligeramente permeable y el fluido que penetra en el recubrimiento crea una grieta entre el recubrimiento y el metal.
Prevención de la corrosión en grietas
La prevención más eficaz es eliminar la grieta. Un soporte soldado al calentador con una soldadura de penetración total-no tiene grietas. La soldadura sella la unión y evita la entrada de líquido.
Si no es práctico soldar, una junta o sellador puede llenar la grieta. Una junta de PTFE o un sellador de fluoropolímero evita que entre líquido en el espacio entre el soporte y el calentador.
Una almohadilla sólida de PTFE entre el soporte y el calentador elimina la grieta por completo. La almohadilla es comprimible y llena el espacio, y el PTFE es químicamente inerte.
| Medida de Prevención | Efecto sobre la corrosión por grietas | Implementación | Costo |
|---|---|---|---|
| Soldadura de penetración total- | Elimina grietas | Fabricación | Moderado |
| junta de PTFE | Sella grietas | Asamblea | Bajo |
| Sellador de fluoropolímero | Sella grietas | Asamblea | Bajo |
| Almohadilla de PTFE sólido | Elimina grietas | Diseño de soporte | Moderado |
Medidas de prevención de la corrosión en grietas detrás de los soportes de montaje
Cuando la corrosión por grietas indica un problema de diseño
Un calentador que desarrolla corrosión en grietas a pesar del diseño adecuado del soporte indica que el revestimiento o el material del soporte no es adecuado para la aplicación. Una configuración personalizada de calentador de inmersión de PTFE con soportes soldados, juntas de PTFE o almohadillas de PTFE sólidas aborda la causa fundamental de la corrosión por grietas. El proceso de especificación requiere la química del baño, la temperatura de funcionamiento, el diseño del soporte y la potencia requerida. Para instalaciones con químicos agresivos, este enfoque específico de aplicación-reduce la corrosión en grietas y extiende la vida útil del calentador.
