Derechos de autor 2022 Investigación e Innovación en Ingenierías
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Espectroscopía de impedancia electroquímica, herramienta para la determinación de fallas e imperfecciones en recubrimientos internos de tuberías
Corresponding Author(s) : Gabriel Humberto Castiblanco
gabriel.castiblanco@unimilitar.edu.co
Investigación e Innovación en Ingenierías,
Vol. 10 Núm. 1 (2022): Enero-Junio
Resumen
Objetivo: Mostrar los resultados obtenidos de las pruebas de espectroscopia de impedancias realizadas a recubrimientos FBE[1] y líquidos utilizados en tuberías recubiertas internamente que transportan fluidos altamente corrosivos del sector petrolero. Metodología: El estudio fue realizado mediante pruebas de laboratorio con el equipo Gamry 3000 y equipo prototipo, efectuando la medición a probetas recubiertas con resina epóxica en polvo Resicoat HMH09QF y recubrimiento líquido SigmaShield 1200, que fueron sometidas a procesos de soldadura que generaron diferentes fallas como los son ampollas, grietas, fisuras y quemaduras que son el objeto de análisis y medición de impedancias para lograr una caracterización y determinación de valores que permitan clasificar estos problemas con el fin de minimizarlos y corregirlos para evitar accidentes por fugas debido a fallas por procesos de alta corrosión en tuberías, mitigando el impacto ambiental. Resultados: Con los ensayos realizados a las probetas recubiertas se evidencio que las fallas en donde el recubrimiento se quema o se desprende de la tubería se presentan impedancias del orden de x104 y x105, para los casos de recubrimiento sin fallas las impedancias están en el orden de x109 y superiores, dejando las fallas intermedias como fisuras y ampollas en valores intermedios del orden de x108. Conclusión: El estudio permitió la caracterización de las diferentes fallas en los recubrimientos internos de tuberías que ocurren en los procesos de soldadura de las juntas, obteniendo valores de impedancia para cada una de las fallas que se pueden presentar y finalmente asociando unos rangos entre los que se caracterizan los diferentes problemas y fallas de los recubrimientos.
Palabras clave
Corrosión, Espectroscopia de impedancia (EIS), FBE, Gamry Echem analyst, Sleeve
[1]
G. Humberto Castiblanco y W. Aperador Chaparro, «Espectroscopía de impedancia electroquímica, herramienta para la determinación de fallas e imperfecciones en recubrimientos internos de tuberías», Investigación e Innovación en Ingenierías, vol. 10, n.º 1, pp. 7–16, feb. 2022.
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Referencias
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[1] A. O. Ijaola, P. K. Farayibi, E. Asmatulu, “Superhydrophobic coatings for steel pipeline protection in oil and gas industries: A comprehensive review”, Journal of Natural Gas Science and Engineering, vol 83, pp. 103544- 103557, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103544.
[2] A. H. Alamri, “Localized corrosion and mitigation approach of steel materials used in oil and gas pipelines – An overview”, Engineering Failure Analysis, vol 116, pp.104735-104762,2020, DOI:https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104735.
[3] A. A. Fadhil, A. A. Khadom, C. Fu, H. Liu, H. B. Mahood, A. K. Mahmoud, M. Z. Khalaf, A. M. A. Karim, “Ceramics coating materials for corrosion control of crude oil distillation column: Experimental and theoretical studies”, Corrosion Science, vol 162, pp. 108220-108235, 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108220.
[4] R. Abubakirov, M. Yang, N. Khakzad, “A risk-based approach to determination of optimal inspection intervals for buried oil pipelines”, Process Safety and Environmental Protection, vol 134, pp. 95-107, 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.11.031.
[5] G. Roa-Rodríguez, W. Aperador, E. Delgado, “Diseño de sistema de monitoreo remoto para evaluación de la corrosión en estructuras de concreto reforzado sometidas a ion cloruro” Ingeniería, Investigación y Tecnología, vol 16, no 4, pp. 565-572, 2015, DOI: https://doi.org/10.1016/j.riit.2015.09.008.
[6] F. Bernal Castillo, G. Roa-Rodríguez, C. Cabrera, N. Sierra Melo, W. Aperador, “Determination of the probability and rate of corrosion on reinforced concrete specimens through a remote corrosion monitoring system”, Tecciencia, vol. 10, no. 19. pp. 2731 - 2749, 2015, DOI: http://dx.doi.org/10.18180/tecciencia.2015.19.5
[7] A. A. Olajire, “Recent advances on organic coating system technologies for corrosion protection of offshore metallic structures”, Journal of Molecular Liquids, vol 269, pp. 572-606, 2018, DOI: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.08.053.
[8] A. Javadi, H. S. Mehr, M. Sobani, M. D. Soucek, Cure-on-command technology: A review of the current state of the art, Progress in Organic Coatings, vol 100, pp 2-31, 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.02.014.
[9] D.K. Chattopadhyay, K.V.S.N. Raju, Structural engineering of polyurethane coatings for high performance applications, Progress in Polymer Science, vol 32, no 3, 2007, pp. 352-418, DOI: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2006.05.003.
[10] T. Park, S. So, B. Jeong, P. Zhou, J.-U. Lee, Life cycle assessment for enhanced Re-liquefaction systems applied to LNG carriers; effectiveness of partial Re-liquefaction system, Journal of Cleaner Production, vol 285, pp. 124832- 124853, 2021, , DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124832.
[11] X. Chen, J. Chen, “Design of an arbitrary waveform signal generator”, Procedia Engineering, vol 15, pp. 2500-2504, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.470.
[12] G. H. Castiblanco, W. Aperador. Equipo para la verificación de conexiones soldadas de tuberías recubiertas internamente, Revista De Investigación, Administración E Ingeniería Aibi vol:8, no. 3, pp. 60 - 66, DOI:10.15649/2346030X.867
[13] G. Morettini, C. Braccesi, F. Cianetti, S.M.J. Razavi, “Design and implementation of new experimental multiaxial random fatigue tests on astm-a105 circular specimens”, International Journal of Fatigue, vol 142, pp. 105983- 105996, 2021, DOI https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.105983.
[14] C. Li, Y. Song, A dummy cell added neural network using in pattern recognition for prevention of failed events, Microelectronics Journal, vol 68, pp. 23-31, 2017, , DOI: https://doi.org/10.1016/j.mejo.2017.08.013.
[15] M. Ortega-Iguña, M. Chludzinski, C. Churiaque, R.E. Dos Santos, M. Porrúa-Lara, F. Abad-Fraga, J.M. Sánchez-Amaya, Mechanical behaviour of double side high performance PSA adhesive applied to painted naval structures, Polymer Testing, vol 93, pp. 106894- 106899, 2021, DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106894.
[16] M. Mobin, A.U. Malik, I.N. Andijani, F. Al-Muaili, M. Al-Hajri, G. Ozair, N.M.K. Mohammad, “Performance evaluation of some fusion-bonded epoxy coatings under water transmission line conditions”, Progress in Organic Coatings, vol 62, no 4, pp. 369-375, 2008, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2008.02.002.
[17] Yuqing Bao, Jiming Gao, David T. Gawne, “Crack formation and its prevention in PVD films on epoxy coatings”, Surface and Coatings Technology, vol 205, no. 1, pp. 15-21, 2010, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.05.037.
[18] M. Sababi, H. Terryn, J.M.C. Mol,”The influence of a Zr-based conversion treatment on interfacial bonding strength and stability of epoxy coated carbon steel”, Progress in Organic Coatings, vol 105, pp. 29-36, 2017, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.11.016.
[19] Eli Leinov, Michael J.S. Lowe, Peter Cawley, Ultrasonic isolation of buried pipes,
Journal of Sound and Vibration, vol 363, pp. 225- 239, 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2015.10.018.
[20] K. Polo Bornachera., D.D. López Juvinao, and A. Henríquez Jaramillo, “Transferencia tecnológica para la producción limpia en la minería de materiales aluviales en La Guajira, Colombia,” Investigación e Innovación en Ingenierías ., vol. 8, pp. 6–20, 2020. DOI: https://doi.org/10.17081/invinno.8.1.3535
[21] C. Amaya, W. Aperador, J.C. Caicedo, F.J. Espinoza-Beltrán, J. Muñoz-Saldaña, G. Zambrano, P. Prieto, “Corrosion study of Alumina/Yttria-Stabilized Zirconia (Al2O3/YSZ) nanostructured Thermal Barrier Coatings (TBC) exposed to high temperature treatment”, Corrosion Science, Volume 51, no 12, pp. 2994-2999, 2009, DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.08.028.
Referencias
[1] A. O. Ijaola, P. K. Farayibi, E. Asmatulu, “Superhydrophobic coatings for steel pipeline protection in oil and gas industries: A comprehensive review”, Journal of Natural Gas Science and Engineering, vol 83, pp. 103544- 103557, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103544.
[2] A. H. Alamri, “Localized corrosion and mitigation approach of steel materials used in oil and gas pipelines – An overview”, Engineering Failure Analysis, vol 116, pp.104735-104762,2020, DOI:https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104735.
[3] A. A. Fadhil, A. A. Khadom, C. Fu, H. Liu, H. B. Mahood, A. K. Mahmoud, M. Z. Khalaf, A. M. A. Karim, “Ceramics coating materials for corrosion control of crude oil distillation column: Experimental and theoretical studies”, Corrosion Science, vol 162, pp. 108220-108235, 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108220.
[4] R. Abubakirov, M. Yang, N. Khakzad, “A risk-based approach to determination of optimal inspection intervals for buried oil pipelines”, Process Safety and Environmental Protection, vol 134, pp. 95-107, 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.11.031.
[5] G. Roa-Rodríguez, W. Aperador, E. Delgado, “Diseño de sistema de monitoreo remoto para evaluación de la corrosión en estructuras de concreto reforzado sometidas a ion cloruro” Ingeniería, Investigación y Tecnología, vol 16, no 4, pp. 565-572, 2015, DOI: https://doi.org/10.1016/j.riit.2015.09.008.
[6] F. Bernal Castillo, G. Roa-Rodríguez, C. Cabrera, N. Sierra Melo, W. Aperador, “Determination of the probability and rate of corrosion on reinforced concrete specimens through a remote corrosion monitoring system”, Tecciencia, vol. 10, no. 19. pp. 2731 - 2749, 2015, DOI: http://dx.doi.org/10.18180/tecciencia.2015.19.5
[7] A. A. Olajire, “Recent advances on organic coating system technologies for corrosion protection of offshore metallic structures”, Journal of Molecular Liquids, vol 269, pp. 572-606, 2018, DOI: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.08.053.
[8] A. Javadi, H. S. Mehr, M. Sobani, M. D. Soucek, Cure-on-command technology: A review of the current state of the art, Progress in Organic Coatings, vol 100, pp 2-31, 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.02.014.
[9] D.K. Chattopadhyay, K.V.S.N. Raju, Structural engineering of polyurethane coatings for high performance applications, Progress in Polymer Science, vol 32, no 3, 2007, pp. 352-418, DOI: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2006.05.003.
[10] T. Park, S. So, B. Jeong, P. Zhou, J.-U. Lee, Life cycle assessment for enhanced Re-liquefaction systems applied to LNG carriers; effectiveness of partial Re-liquefaction system, Journal of Cleaner Production, vol 285, pp. 124832- 124853, 2021, , DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124832.
[11] X. Chen, J. Chen, “Design of an arbitrary waveform signal generator”, Procedia Engineering, vol 15, pp. 2500-2504, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.470.
[12] G. H. Castiblanco, W. Aperador. Equipo para la verificación de conexiones soldadas de tuberías recubiertas internamente, Revista De Investigación, Administración E Ingeniería Aibi vol:8, no. 3, pp. 60 - 66, DOI:10.15649/2346030X.867
[13] G. Morettini, C. Braccesi, F. Cianetti, S.M.J. Razavi, “Design and implementation of new experimental multiaxial random fatigue tests on astm-a105 circular specimens”, International Journal of Fatigue, vol 142, pp. 105983- 105996, 2021, DOI https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.105983.
[14] C. Li, Y. Song, A dummy cell added neural network using in pattern recognition for prevention of failed events, Microelectronics Journal, vol 68, pp. 23-31, 2017, , DOI: https://doi.org/10.1016/j.mejo.2017.08.013.
[15] M. Ortega-Iguña, M. Chludzinski, C. Churiaque, R.E. Dos Santos, M. Porrúa-Lara, F. Abad-Fraga, J.M. Sánchez-Amaya, Mechanical behaviour of double side high performance PSA adhesive applied to painted naval structures, Polymer Testing, vol 93, pp. 106894- 106899, 2021, DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106894.
[16] M. Mobin, A.U. Malik, I.N. Andijani, F. Al-Muaili, M. Al-Hajri, G. Ozair, N.M.K. Mohammad, “Performance evaluation of some fusion-bonded epoxy coatings under water transmission line conditions”, Progress in Organic Coatings, vol 62, no 4, pp. 369-375, 2008, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2008.02.002.
[17] Yuqing Bao, Jiming Gao, David T. Gawne, “Crack formation and its prevention in PVD films on epoxy coatings”, Surface and Coatings Technology, vol 205, no. 1, pp. 15-21, 2010, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.05.037.
[18] M. Sababi, H. Terryn, J.M.C. Mol,”The influence of a Zr-based conversion treatment on interfacial bonding strength and stability of epoxy coated carbon steel”, Progress in Organic Coatings, vol 105, pp. 29-36, 2017, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.11.016.
[19] Eli Leinov, Michael J.S. Lowe, Peter Cawley, Ultrasonic isolation of buried pipes,
Journal of Sound and Vibration, vol 363, pp. 225- 239, 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2015.10.018.
[20] K. Polo Bornachera., D.D. López Juvinao, and A. Henríquez Jaramillo, “Transferencia tecnológica para la producción limpia en la minería de materiales aluviales en La Guajira, Colombia,” Investigación e Innovación en Ingenierías ., vol. 8, pp. 6–20, 2020. DOI: https://doi.org/10.17081/invinno.8.1.3535
[21] C. Amaya, W. Aperador, J.C. Caicedo, F.J. Espinoza-Beltrán, J. Muñoz-Saldaña, G. Zambrano, P. Prieto, “Corrosion study of Alumina/Yttria-Stabilized Zirconia (Al2O3/YSZ) nanostructured Thermal Barrier Coatings (TBC) exposed to high temperature treatment”, Corrosion Science, Volume 51, no 12, pp. 2994-2999, 2009, DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.08.028.
[2] A. H. Alamri, “Localized corrosion and mitigation approach of steel materials used in oil and gas pipelines – An overview”, Engineering Failure Analysis, vol 116, pp.104735-104762,2020, DOI:https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2020.104735.
[3] A. A. Fadhil, A. A. Khadom, C. Fu, H. Liu, H. B. Mahood, A. K. Mahmoud, M. Z. Khalaf, A. M. A. Karim, “Ceramics coating materials for corrosion control of crude oil distillation column: Experimental and theoretical studies”, Corrosion Science, vol 162, pp. 108220-108235, 2020, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2019.108220.
[4] R. Abubakirov, M. Yang, N. Khakzad, “A risk-based approach to determination of optimal inspection intervals for buried oil pipelines”, Process Safety and Environmental Protection, vol 134, pp. 95-107, 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/j.psep.2019.11.031.
[5] G. Roa-Rodríguez, W. Aperador, E. Delgado, “Diseño de sistema de monitoreo remoto para evaluación de la corrosión en estructuras de concreto reforzado sometidas a ion cloruro” Ingeniería, Investigación y Tecnología, vol 16, no 4, pp. 565-572, 2015, DOI: https://doi.org/10.1016/j.riit.2015.09.008.
[6] F. Bernal Castillo, G. Roa-Rodríguez, C. Cabrera, N. Sierra Melo, W. Aperador, “Determination of the probability and rate of corrosion on reinforced concrete specimens through a remote corrosion monitoring system”, Tecciencia, vol. 10, no. 19. pp. 2731 - 2749, 2015, DOI: http://dx.doi.org/10.18180/tecciencia.2015.19.5
[7] A. A. Olajire, “Recent advances on organic coating system technologies for corrosion protection of offshore metallic structures”, Journal of Molecular Liquids, vol 269, pp. 572-606, 2018, DOI: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.08.053.
[8] A. Javadi, H. S. Mehr, M. Sobani, M. D. Soucek, Cure-on-command technology: A review of the current state of the art, Progress in Organic Coatings, vol 100, pp 2-31, 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.02.014.
[9] D.K. Chattopadhyay, K.V.S.N. Raju, Structural engineering of polyurethane coatings for high performance applications, Progress in Polymer Science, vol 32, no 3, 2007, pp. 352-418, DOI: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2006.05.003.
[10] T. Park, S. So, B. Jeong, P. Zhou, J.-U. Lee, Life cycle assessment for enhanced Re-liquefaction systems applied to LNG carriers; effectiveness of partial Re-liquefaction system, Journal of Cleaner Production, vol 285, pp. 124832- 124853, 2021, , DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124832.
[11] X. Chen, J. Chen, “Design of an arbitrary waveform signal generator”, Procedia Engineering, vol 15, pp. 2500-2504, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.08.470.
[12] G. H. Castiblanco, W. Aperador. Equipo para la verificación de conexiones soldadas de tuberías recubiertas internamente, Revista De Investigación, Administración E Ingeniería Aibi vol:8, no. 3, pp. 60 - 66, DOI:10.15649/2346030X.867
[13] G. Morettini, C. Braccesi, F. Cianetti, S.M.J. Razavi, “Design and implementation of new experimental multiaxial random fatigue tests on astm-a105 circular specimens”, International Journal of Fatigue, vol 142, pp. 105983- 105996, 2021, DOI https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.105983.
[14] C. Li, Y. Song, A dummy cell added neural network using in pattern recognition for prevention of failed events, Microelectronics Journal, vol 68, pp. 23-31, 2017, , DOI: https://doi.org/10.1016/j.mejo.2017.08.013.
[15] M. Ortega-Iguña, M. Chludzinski, C. Churiaque, R.E. Dos Santos, M. Porrúa-Lara, F. Abad-Fraga, J.M. Sánchez-Amaya, Mechanical behaviour of double side high performance PSA adhesive applied to painted naval structures, Polymer Testing, vol 93, pp. 106894- 106899, 2021, DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106894.
[16] M. Mobin, A.U. Malik, I.N. Andijani, F. Al-Muaili, M. Al-Hajri, G. Ozair, N.M.K. Mohammad, “Performance evaluation of some fusion-bonded epoxy coatings under water transmission line conditions”, Progress in Organic Coatings, vol 62, no 4, pp. 369-375, 2008, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2008.02.002.
[17] Yuqing Bao, Jiming Gao, David T. Gawne, “Crack formation and its prevention in PVD films on epoxy coatings”, Surface and Coatings Technology, vol 205, no. 1, pp. 15-21, 2010, DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.05.037.
[18] M. Sababi, H. Terryn, J.M.C. Mol,”The influence of a Zr-based conversion treatment on interfacial bonding strength and stability of epoxy coated carbon steel”, Progress in Organic Coatings, vol 105, pp. 29-36, 2017, DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2016.11.016.
[19] Eli Leinov, Michael J.S. Lowe, Peter Cawley, Ultrasonic isolation of buried pipes,
Journal of Sound and Vibration, vol 363, pp. 225- 239, 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2015.10.018.
[20] K. Polo Bornachera., D.D. López Juvinao, and A. Henríquez Jaramillo, “Transferencia tecnológica para la producción limpia en la minería de materiales aluviales en La Guajira, Colombia,” Investigación e Innovación en Ingenierías ., vol. 8, pp. 6–20, 2020. DOI: https://doi.org/10.17081/invinno.8.1.3535
[21] C. Amaya, W. Aperador, J.C. Caicedo, F.J. Espinoza-Beltrán, J. Muñoz-Saldaña, G. Zambrano, P. Prieto, “Corrosion study of Alumina/Yttria-Stabilized Zirconia (Al2O3/YSZ) nanostructured Thermal Barrier Coatings (TBC) exposed to high temperature treatment”, Corrosion Science, Volume 51, no 12, pp. 2994-2999, 2009, DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.08.028.