Serie Refrigeration Insights. Temporada 2: El enemigo interno, entrega 5.
La semana pasada hablamos de la corrosión que trabaja bajo el aislamiento, del lado de afuera de la tubería. Hoy cruzamos la pared del metal: el agrietamiento por corrosión con esfuerzo (ACE, o SCC en inglés) ataca la superficie interna de los recipientes a presión, en el lugar más incómodo posible: las soldaduras principales.
La fuente es un trabajo técnico del IIAR 2012 escrito por Rowe Bansch (Refrigeration Valves & Systems), que revisa casos reales, análisis metalúrgicos y métodos de solución.
Qué es el ACE
El mecanismo requiere la coincidencia de tres factores: acero sometido a esfuerzos de tensión (como el que rodea a las soldaduras mayores), amoníaco, y oxígeno como contaminante. Cuando los tres coinciden, pueden iniciarse grietas en la superficie interna que se propagan a través de la pared del recipiente hasta crear fugas porosas.
El paper es honesto con las proporciones: las grietas severas no son comunes en aplicaciones de refrigeración. Pero la baja frecuencia es justamente lo que las vuelve peligrosas: nadie las espera, y el recipiente que las desarrolla no avisa por fuera.
Los factores que lo promueven
La revisión de casos deja un perfil claro del recipiente en riesgo:
1) Metales con esfuerzo de cedencia alto: los aceros más «duros» son más susceptibles al ACE.
2) Esfuerzos residuales: el rolado en frío y la soldadura dejan tensiones internas en el metal que promueven el agrietamiento, aun sin carga externa.
3) Oxígeno en el sistema: el aire que contamina el amoníaco es el tercer ingrediente. Sin oxígeno, el mecanismo no arranca.
La paradoja del agua
Y acá viene el giro que los lectores de esta serie van a apreciar. Entre las observaciones recopiladas por la industria del amoníaco que cita el paper, la primera es contraintuitiva: se requiere que el amoníaco contenga por lo menos un 0,2 por ciento de agua.
¿No era el agua el enemigo silencioso del evaporador? Sí. Y también es el inhibidor clásico del ACE: esa pequeña proporción de agua protege la superficie interna del acero contra el agrietamiento. El agua en el amoníaco es un equilibrio fino: demasiada degrada el rendimiento termodinámico; nada deja al acero expuesto. La ingeniería es el arte de administrar ese tipo de tensiones.
Las otras dos recomendaciones de la lista completan la defensa: tomar precauciones para que el aire no contamine el amoníaco durante el llenado (otra vez el aire como villano, como en la entrega de purgadores), y relevar esfuerzos de los recipientes después de su fabricación, o como mínimo usar cabezas formadas en caliente o con relevado de esfuerzos.
Qué mirar en tu planta
El perfil de riesgo se arma con preguntas de legajo: ¿tus recipientes tienen certificado de relevado de esfuerzos post fabricación? ¿Hubo llenados o mantenimientos donde pudo entrar aire? ¿El contenido de agua del amoníaco está en el rango correcto, ni demasiado ni nada? Para recipientes con años de servicio, la inspección interna de soldaduras con ensayos no destructivos es el único modo de saber qué pasa del otro lado de la pared; el paper dedica secciones a inspección y a métodos de reparación de tanques que ya experimentaron ACE.
El consejo práctico
Tres verificaciones de escritorio antes de cualquier inspección de campo: buscá en el legajo de cada recipiente el certificado de relevado de esfuerzos o la especificación de cabezas formadas en caliente; pedí el último análisis de contenido de agua del amoníaco; y revisá los procedimientos de carga para confirmar que excluyen el ingreso de aire. Si alguna de las tres respuestas no aparece en papel, ya tenés la agenda de la próxima parada.
La semana próxima cambiamos de la corrosión a la protección: válvulas de seguridad, de las bases a los estándares.
Fuente: R. Bansch, «Agrietamiento por corrosión con esfuerzo en la refrigeración con amoníaco», Trabajo Técnico #1, IIAR Industrial Refrigeration Conference, 2012. Thermomac es miembro corporativo del IIAR.
