Manómetros conformes con NACE para aplicaciones de gas ácido y petróleo crudo

Este artículo se basa en un libro blanco escrito por John Carissimi y Jeremy Payne en 2015 y reescrito el 6 de mayo de 2024.

Las operaciones con gas ácido y petróleo crudo implican condiciones duras con un alto riesgo de corrosión. Los metales y aleaciones utilizados en entornos con sulfuro de hidrógeno (H2S) son especialmente propensos a la corrosión y al agrietamiento por tensión, lo que puede provocar fallos en los materiales y peligrosas fugas de fluidos en su sistema. Para mejorar la seguridad y evitar fallos en los equipos, la Asociación Nacional de Ingenieros de la Corrosión (NACE) estableció normas de control para cualquier instrumentación utilizada en este tipo de aplicaciones.

Como líder de marketing de productos para manómetros de proceso en Ashcroft, líder mundial en instrumentación de presión y temperatura, he pasado los últimos 15 años respondiendo preguntas y orientando a los clientes sobre la importancia de garantizar la compatibilidad entre sus instrumentos y los medios de proceso.

En este artículo, obtendrá una visión general de las normas NACE que abordan específicamente la corrosión que puede producirse con la exposición a gas o crudo ácido. También aprenderá qué debe tener en cuenta a la hora de seleccionar instrumentos de presión y temperatura para sus aplicaciones de gas y crudo agrios. Cuando termine de leer, podrá acceder a recursos adicionales que le ayudarán a tomar decisiones informadas sobre la selección de instrumentación para operaciones corrosivas.

¿Qué son las especificaciones NACE? 

La Asociación Nacional de Ingenieros de la Corrosión (NACE) fue creada en 1943 por ingenieros del sector de las tuberías. Los ingenieros de la NACE se propusieron hacer frente a la corrosión de los metales mediante la creación de normas de control y directrices para seleccionar los materiales adecuados utilizados en aplicaciones duras, incluidos el petróleo y el gas. Esto llevó a la creación de más de 150 normas que los fabricantes siguen para combatir la corrosión en numerosas industrias. 

Dos normas NACE abordan específicamente la reducción del agrietamiento por corrosión bajo tensión debido a la exposición al gas o al crudo agrios:

• MR0103 para corrosión por sulfuros en el refinado de petróleo. Las refinerías suelen tener menores concentraciones de cloruro y mayores niveles de pH, por lo que estos entornos tienden a ser menos severos que la producción de petróleo y gas. Como resultado, NACE MR0103 tiende a ser menos estricto que los requeridos para la producción de petróleo y gas.

• MR0175 (ISO 15156) para la corrosión por H2S en la producción de petróleo y gas. Esta norma NACE ha sido adoptada como norma mundial por la Organización Internacional de Normalización (ISO) y el Instituto Nacional Estadounidense de Normalización (ANSI). Entre otras cosas, aborda específicamente las aleaciones ferrosas y las aleaciones resistentes a la corrosión utilizadas en aplicaciones de campo para petróleo y gas agrios. 
  

Nota: Estas especificaciones NACE sólo consideran el agrietamiento por corrosión bajo tensión debido a la exposición a H2 S y otros corrosivos y no abordan la corrosión general o localizada. Además, las normas restringen el uso de muchas aleaciones limitando la temperatura, el pH y/o la composición a la que pueden exponerse estas aleaciones.  

Cada una de estas normas se aplica sólo a metales, no a plásticos ni elastómeros. El cumplimiento de las normas NACE garantiza que los profesionales de la industria seleccionan los materiales y componentes adecuados que pueden evitar o reducir los procesos relacionados con la corrosión y los fallos de los equipos. Lea el informe completo, Normas NACE para medir la presión del gas ácido y el crudo para obtener más información.

Por qué los instrumentos de presión siguen las normas NACE en aplicaciones de gas ácido y petróleo crudo.

Obtener mediciones de presión precisas y fiables en cualquier aplicación es fundamental para supervisar el rendimiento del sistema y garantizar la seguridad de los operadores del mismo. Esto es especialmente cierto en aplicaciones en las que intervienen elementos corrosivos que pueden contribuir a un mayor riesgo de fallo del sistema.

El gas ácido, por ejemplo, es un gas natural que contiene sulfuro de hidrógeno (_H2S). Este gas inodoro, tóxico y altamente inflamable puede causar corrosión en aplicaciones de tuberías y ser extremadamente peligroso para cualquier persona expuesta a él. El H2S puede atacar El H2S puede atacar los materiales de contención, provocando grietas por corrosión bajo tensión, lo que puede dar lugar a fugas de gas o petróleo al medio ambiente y poner en peligro a los trabajadores y los equipos.

Para obtener mediciones de presión fiables y consistentes para mantener su sistema funcionando de forma segura y eficiente, es necesario asegurarse de que la composición química del medio de proceso es compatible con los materiales húmedos de su instrumento de presión. Por ejemplo, los manómetros Ashcroft® 1209 y 1279 se ofrecen con materiales húmedos de acero inoxidable y Monel®. Alternativamente, también puede aislar el instrumento de presión de los medios corrosivos mediante la instalación de un sello de diafragma como las opciones Ashcroft® 100 Serie Bridada y 200 Serie Roscada en el medio. Descargue nuestra Guía de Montaje para obtener más información.

Cuatro factores a tener en cuenta para la compatibilidad de materiales.

A la hora de buscar materiales compatibles, tenga en cuenta estos cuatro factores. 

1. Temperatura:
La temperatura del medio de proceso influye significativamente en la resistencia a la corrosión de un material. Los aceros inoxidables se ven especialmente afectados por las variaciones de temperatura, sobre todo en presencia de cloruros.

2. Química:
La corrosión puede verse influida por la presencia de sulfuro de hidrógeno, cloruros (procedentes de depósitos de sal) y dióxido de carbono. Los tipos y cantidades de estos compuestos desempeñan un papel en la determinación de la idoneidad de metales específicos.

3. pH:
La acidez o alcalinidad del medio de presión es crucial. Los niveles bajos de pH (ácidos) pueden acelerar la velocidad de corrosión y provocar la fragilización del metal inducida por el hidrógeno.

4. Estado metalúrgico:
Los metales endurecidos son más propensos a las fracturas por tensión. Por el contrario, los metales recocidos son más blandos y menos propensos a agrietarse, pero tienen una menor resistencia a la tracción.

Cómo asegurarse de que su manómetro cumple la normativa NACE. 

La mejor forma de determinar si un instrumento cumple los requisitos NACE es consultar la ficha técnica del fabricante. Aparte de eso, puede:

• Asegúrese de que el instrumento cumple las condiciones especificadas en la norma NACE. Si no está seguro, utilice materiales que cumplan el peor escenario posible.
• Realización de pruebas de laboratorio para reproducir las variables de las normas de ensayo NACE. Los laboratorios de pruebas certificados con experiencia en este tipo de pruebas pueden establecer y ejecutar un protocolo de pruebas adecuado para verificar la compatibilidad de materiales y componentes. 
• Basarse en la experiencia sobre el terreno. Los componentes que han estado en servicio sin sucumbir a la corrosión durante un periodo de tiempo adecuado pueden servir como prueba documentada de su idoneidad para la aplicación específica.

Elegir el material adecuado. 

Al seleccionar materiales para condiciones corrosivas, la elección depende de la gravedad del entorno y de consideraciones de coste. Por ejemplo, el Hastelloy® C22/C276 o el titanio ofrecen mayor compatibilidad que otras opciones, pero tienen un precio más elevado. Aquí tiene una guía rápida de referencia:

Acero inoxidable, incluido el 316 y la aleación 20: Adecuado para condiciones mínimamente duras.

Aceros superdúplex y aleación 400 (Monel®). Adecuado en condiciones moderadas.

Hastelloy® C22/C276, aleación 400 (Monel®) y titanio. Recomendadas por su resistencia a la fisuración bajo tensión en condiciones extremas con altas concentraciones de elementos corrosivos.

¿Quiere saber más?

Ahora que ya sabe por qué es importante utilizar instrumentos conformes con la norma NACE en aplicaciones de gas ácido y petróleo crudo y asegurarse de que los componentes del proceso son compatibles con los materiales húmedos, es posible que tenga más preguntas. 

No dude en hablar con uno de nuestros expertos para que le ayuden a seleccionar los mejores instrumentos para sus necesidades específicas. Mientras tanto, aquí tiene otros artículos que pueden interesarle. 

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