ES2910413T3 - Sistema y método para proporcionar protección contra la corrosión de estructuras metálicas utilizando ondas electromagnéticas que varían con el tiempo - Google Patents

Sistema y método para proporcionar protección contra la corrosión de estructuras metálicas utilizando ondas electromagnéticas que varían con el tiempo Download PDF

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Abstract

Un sistema (100, 200) para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo, que comprende: una estructura metálica para proteger contra la corrosión; un generador (120, 220) para generar una onda electromagnética que tiene una frecuencia variable en el tiempo, teniendo dicho generador (120, 220) al menos dos terminales de salida (122, 124) en conexión eléctrica respectivamente con el primer y segundo sitios de excitación que están situados de manera espaciada sobre la estructura metálica, permitiendo someter la estructura metálica a la onda electromagnética; y una fuente de alimentación eléctrica conectada al generador (120, 220), caracterizado por que el generador (120, 220) es alimentado para aplicar un voltaje de activación al generador para impulsar la generación de la onda electromagnética; y el voltaje de activación se aplica en el intervalo de 5 V a 50 V y/o la frecuencia de la onda electromagnética opera en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz, de modo que la estructura metálica es energizada para formar en el sitio una especie oxidada pasiva del metal sobre una superficie de la estructura metálica, cuya especie es insensible a la corrosión y se autorrepara.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método para proporcionar protección contra la corrosión de estructuras metálicas utilizando ondas electromagnéticas que varían con el tiempo
Campo de la invención
Esta invención se refiere en general al campo del control de la corrosión de estructuras metálicas, y más particularmente, al sistema y método para proporcionar protección contra la corrosión de estructuras metálicas, particularmente estructuras metálicas sumergidas y enterradas tales como tuberías, tanques de agua, mediante la aplicación de ondas electromagnéticas variables en el tiempo que operan en una frecuencia deseada y generadas por un voltaje de activación deseado.
Antecedentes de la invención
La corrosión es uno de los principales problemas asociados con las estructuras metálicas, ya que se sabe que todos los metales presentan una tendencia a oxidarse. La protección catódica es una forma de proteger las estructuras metálicas y prevenir la corrosión como práctica convencional de protección contra la corrosión en muchas industrias.
La protección catódica en principio puede aplicarse a cualquier estructura metálica en contacto con un electrolito. En la práctica, su uso principal es para proteger estructuras de acero enterradas en el suelo o sumergidas en agua. Las estructuras comúnmente protegidas incluyen las superficies exteriores de tuberías, cascos de barcos, embarcaderos, pilotes de cimentación, tablestacas de acero y plataformas marinas. La protección catódica también se usa en las superficies interiores de los tanques de almacenamiento de agua y los sistemas de circulación de agua.
En la protección catódica, la estructura metálica que se va a proteger actúa como el cátodo y recibe una corriente continua del ánodo que es un ánodo consumible, semiconsumible o permanente. Por protección catódica, solo entra corriente continua a la superficie del cátodo para eliminar la corriente de corrosión que sale de la superficie del cátodo, pero no se forma ninguna capa protectora.
La densidad de corriente de protección necesaria para la protección catódica de la estructura de acero está determinada principalmente por el estado de su superficie y también por las condiciones ambientales a las que está expuesta. La superficie de acero desnuda o muy corroída requiere una corriente de protección más alta, por lo tanto, un mayor coste de energía, mientras que una superficie de acero bien recubierta requiere una corriente de protección mucho menor. Sin embargo, los costes para aplicar el recubrimiento sobre la estructura de acero en la zona sumergida o en la zona enterrada son elevados y, en general, el recubrimiento no duraría hasta el final de la vida útil de la estructura. La renovación del recubrimiento durante la vida útil de la estructura es aún más costosa. Por esta razón, muchas estructuras de acero se dejan sin recubrimiento y dependen de la corriente catódica protectora alta para la protección contra la corrosión.
Ya sea que la estructura de acero sumergida o enterrada esté recubierta o desnuda, siempre que haya una corriente parásita o de interferencia, la estructura de acero sumergida en el electrolito estaría sometida a la corrosión por interferencia, ya que el acero en contacto con el electrolito puede disolverse en iones de Fe cuando sale corriente DC de la superficie de acero de acuerdo con la siguiente ecuación,
Fe ^ Fe++ 2e-
Pero la protección catódica tiene otra limitación. El voltaje de funcionamiento del ánodo de protección catódica depende de la conductividad del electrolito. Cuando la estructura de acero está expuesta a un electrolito de baja conductividad, tal como agua de río o agua de estuario, se requiere un alto voltaje de activación para expulsar la corriente de protección del ánodo, ya que el agua de baja conductividad aumenta la resistencia del ánodo al electrolito (es decir, agua). Esto da como resultado un alto consumo de energía del sistema de protección catódica y la dificultad para diseñar un esquema de protección catódica adecuado.
En general, la protección catódica es un método pasivo de protección, no puede producir su propio recubrimiento protector, sino que depende del recubrimiento protector aplicado externamente para reducir su corriente de protección requerida y, sin embargo, sigue siendo vulnerable a la corriente de corrosión de interferencia y también requiere un alto voltaje para operar bajo condiciones de baja conductividad.
El método de protección catódica se ha utilizado ampliamente para proteger la estructura metálica proporcionando un ánodo que tiene un potencial diferente en comparación con la estructura metálica y se corroe preferentemente. Hay dos tipos de ánodos disponibles: de sacrificio y de tipo corriente impresa. Además de los inconvenientes y defectos mencionados anteriormente, el ánodo de sacrificio y el sistema de corriente impresa tienen sus respectivas limitaciones que son bien conocidas en la técnica.
Actualmente, también hay métodos usados para sistemas de tratamiento de agua de circuito cerrado, métodos que usan la onda electromagnética pulsátil para tratar el agua para la protección contra la corrosión de las estructuras de acero en el agua, en lugar de tratar la estructura de acero directamente. Sin embargo, estos métodos son ineficaces y poco prácticos para sistemas de agua de circuito abierto, tales como pilotes de acero de embarcadero en mar abierto.
El documento US2004/211677A1 describe un método para la prevención de la corrosión en un objeto metálico mediante la inducción de una corriente superficial sobre toda la superficie del objeto metálico, en el que la corriente superficial puede inducirse por aplicación directa o indirecta de formas de ondas eléctricas que tienen componentes de AC generados a partir de un circuito, o por descarga directa del condensador a través del cuerpo metálico, o movimiento de un campo electromagnético sobre el cuerpo metálico, o por generación de una señal de RF conectada a una antena transmisora de modo que la señal transmitida sea recibida por el cuerpo metálico.
El documento GB2447028B describe un método para inhibir la corrosión en una estructura metálica alargada, que comprende aplicar una señal electromagnética de alta frecuencia a la estructura, de modo que se establezca una onda estacionaria con un potencial inhibidor de la corrosión en la(s) región(es) requerida(s) de la estructura. Se describe un aparato asociado, que comprende un elemento de núcleo anular de material magnéticamente conductor y un generador de señales que produce una salida eléctrica a la frecuencia requerida y se aplica a una bobina.
Por lo tanto, existe la necesidad de nuevos aparatos y métodos que sean capaces de proporcionar un recubrimiento protector duradero para la superficie de una estructura metálica tratando la estructura directamente a bajo coste, independientemente de si la estructura metálica está enterrada en el suelo o sumergida en agua, o de si la estructura metálica está en un sistema de circuito cerrado o en un sistema abierto, y sin embargo, permitan un control y prevención eficientes de la corrosión de la estructura.
Sumario de la invención
La invención proporciona un sistema para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo de acuerdo con la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas. La invención proporciona además un método para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo de acuerdo con la reivindicación 11 de las reivindicaciones adjuntas.
La presente invención se ha desarrollado para satisfacer las necesidades mencionadas anteriormente y, por lo tanto, tiene un objeto principal de proporcionar un sistema para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo, que proporciona un periodo prolongado de protección contra la corrosión con bajo mantenimiento.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica usando ondas electromagnéticas variables en el tiempo que es significativamente más económico en energía y conveniente para utilizar.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo, que es robusto y permite el control o prevención eficaz de la corrosión.
Estos y otros objetos y ventajas de la invención se satisfacen proporcionando un sistema para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo, que comprende:
un generador para generar una onda electromagnética que tiene una frecuencia variable en el tiempo, teniendo dicho generador al menos dos terminales de salida en conexión eléctrica respectivamente con un primer y segundo sitios de excitación los cuales están situados de manera espaciada sobre la estructura metálica, que permiten someter la estructura metálica a la onda electromagnética; y
una fuente de alimentación eléctrica conectada al generador para aplicar un voltaje de activación al generador para impulsar la generación de la onda electromagnética;
en donde el voltaje de activación y/o la frecuencia de la onda electromagnética se seleccionan de manera que la estructura metálica se activa para formar en el sitio una especie oxidada pasiva del metal sobre una superficie de la estructura metálica, cuya especie es insensible a la corrosión.
La expresión "estructura metálica" usada en el presente documento incluye la estructura de metal elemental y la estructura de aleación de metal.
Preferiblemente, se monta al menos un emisor de frecuencia ultrabaja en uno o dos de los sitios de excitación primero y segundo para ser acoplados eléctricamente al generador para reforzar la onda electromagnética.
En algunos casos, el sistema de la invención se utiliza en combinación con un sistema de protección catódica complementario aplicado a la estructura metálica, con el fin de que el desplazamiento del potencial de la estructura metálica sea más negativo hasta que la estructura tenga un potencial de protección catódica total en un corto periodo de tiempo. En esa etapa, se elimina la fuerza impulsora de la reacción de corrosión, lo que se denomina por lo tanto "protección catódica total". El sistema de la invención y el sistema de protección catódica complementario se pueden aplicar de forma simultánea o secuencial.
En una realización de la invención, el sistema de la invención se usa para proporcionar protección contra la corrosión para estructuras basadas en hierro, más particularmente para estructuras de acero. En algunos casos, el voltaje aplicado y la frecuencia pueden seleccionarse de modo que el potencial del hierro y el pH estén controlados en la región de pasivación del diagrama de Pourbaix, lo que permite la formación de magnetita pasiva en la superficie de la estructura basada en hierro. Por ejemplo, si la estructura basada en hierro se sumerge en agua o se entierra en el suelo, el voltaje de activación aplicado se puede seleccionar en el intervalo de 5 V a 50 V, y la frecuencia de operación se puede seleccionar en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz.
En otra realización específica de la invención, el sistema de la invención se utiliza para proporcionar protección contra la corrosión para estructuras basadas en cobre, más particularmente para estructuras de aleación de cobre. En algunos casos, el voltaje aplicado y la frecuencia se seleccionan de manera que el potencial de cobre y el pH puedan controlarse en la región de pasivación del diagrama de Pourbaix, lo que permite la formación de óxido cuproso adherente pasivo en la superficie de la estructura basada en cobre. Por ejemplo, si la estructura basada en cobre se sumerge en agua o se entierra en el suelo, el voltaje de activación aplicado se selecciona en el intervalo de 5 V a 50 V y la frecuencia de operación se selecciona en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz.
Cabe señalar que la magnetita o el óxido cuproso pasivos pueden formarse en un intervalo de pH más amplio que el que sugiere el diagrama de Pourbaix para el hierro o el cobre elementales. En algunas implementaciones de aleaciones basadas en hierro particulares, la magnetita puede formarse en la superficie de la estructura de la aleación a un nivel de pH más bajo. Asimismo, pueden formarse otros óxidos metálicos pasivos distintos de la magnetita en un intervalo de pH más amplio o bajo un intervalo de potencial más amplio que la región de pasivación del diagrama de Pourbaix, con la condición de que la estructura metálica se someta al tratamiento de onda electromagnética variable en el tiempo según la invención para permitir la formación de los óxidos metálicos pasivos.
El sistema de la invención es aplicable a la estructura metálica, sin importar si se coloca en sistema de circuito abierto o de circuito cerrado.
Otro aspecto de la invención es proporcionar un método para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo, que comprende las etapas de:
proporcionar un generador para generar la onda electromagnética que tiene una frecuencia variable en el tiempo; y
someter la estructura metálica a la onda electromagnética de frecuencia variable en el tiempo generada;
en donde se selecciona un voltaje de activación aplicado al generador para impulsar la generación de la onda electromagnética y/o la frecuencia de la onda electromagnética de manera que la estructura metálica se energiza para formar en el sitio una especie oxidada pasiva del metal sobre una superficie de la estructura metálica, cuya especie es insensible a la corrosión.
A diferencia de los sistemas de protección catódica convencionales o algunos métodos que utilizan la onda electromagnética para tratar el agua para la protección contra la corrosión de la estructura en un sistema de agua de circuito cerrado, la esencia de la invención es utilizar la onda electromagnética pulsátil variable en el tiempo para energizar la estructura misma, posibilitando la formación en el sitio de una especie oxidada pasiva del metal sobre la estructura metálica, cuya especie no provoca corrosión. La especie oxidada pasiva se forma y actúa como un recubrimiento protector sobre la superficie de la estructura, y este recubrimiento protector tiene ventajas de autorreparación y bajo mantenimiento y duraría a lo largo de la vida útil de la estructura metálica siempre y cuando se someta al tratamiento de la onda electromagnética pulsátil variable en el tiempo. Este recubrimiento protector contra la corrosión activo y producido en el sitio no se conoce ni se sugiere en la técnica anterior.
El sistema de protección catódica convencional depende de la conductividad del electrolito. Cuanto menor sea la conductividad del electrolito, mayor será el voltaje de activación requerido. Por el contrario, el sistema de la invención es independiente de la conductividad del electrolito, y el voltaje de activación para impulsar la formación de especies oxidadas pasivas puede ser muy pequeño.
Por ejemplo, el voltaje de activación para la formación del recubrimiento protector de magnetita en la estructura de acero sumergida o enterrada puede ser de 5 V a 50 V, independientemente del entorno al que esté expuesta la estructura.
Para comprender mejor la invención, se hace referencia a la siguiente descripción detallada de la invención y las realizaciones de la misma junto con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista esquemática de un sistema para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando una onda electromagnética variable en el tiempo, que se construye de acuerdo con una primera realización de la invención.
La figura 2 es una vista esquemática de un sistema para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando una onda electromagnética variable en el tiempo, que se construye de acuerdo con una segunda realización de la invención.
La Figura 3 es el diagrama de Pourbaix para hierro a 25°C.
La Figura 4 es el diagrama de Pourbaix para cobre a 25°C.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Aunque esta invención se ilustra y describe en realizaciones preferidas, el sistema para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo se puede producir en muchas configuraciones, tamaños, formas y materiales diferentes.
Se sabe que la onda electromagnética pulsátil variable en el tiempo se usa considerablemente en una amplia variedad de industrias. El descubrimiento de los autores de la invención es que si una estructura metálica se somete directamente a la onda electromagnética pulsátil variable en el tiempo, se formará en el sitio una capa de especie oxidada pasiva del metal sobre una superficie de la estructura metálica que reduce el proceso de oxidación que causa pasivación, controlando de forma adecuada que el potencial de la estructura metálica caiga, por ejemplo, en la zona de pasivación del diagrama de Pourbaix para ese metal o aleación metálica. La invención se basa en este descubrimiento.
La formación de especies oxidadas pasivas del metal al aplicar la onda electromagnética a la estructura metálica generalmente depende de la frecuencia de onda aplicada y del voltaje de activación, independientemente de la conductividad del electrolito. Esta especie oxidada pasiva actúa como una capa de recubrimiento activo protector y sirve para proporcionar la protección contra la corrosión durante toda la vida útil de la estructura, siempre que tenga el tratamiento de ondas electromagnéticas. Se ha encontrado que, con dicho recubrimiento que se forma en la superficie del acero, la velocidad de corrosión general de la estructura de acero sumergida puede reducirse a menos de 0.0508 mm/año (2 mpy (mil por año)) en agua dulce en un sistema de circuito cerrado sin ninguna protección catódica.
En general, el potencial del acero natural, sin protección y desnudo respecto al agua de mar se encuentra típicamente en el intervalo de -500 mV a -650 mV frente a un electrodo de referencia de Ag/AgCl. Para el acero bien recubierto, el potencial típicamente está en el intervalo de -600 mV a -700 mV. Según el potencial, cuanto más negativo es el potencial de acero-agua, indica que menor será la corriente de corrosión que sale de la superficie del acero, es decir, menor será la fuerza impulsora de la reacción de corrosión. En el sistema de protección catódica convencional, la corriente DC energiza el acero, y el potencial del acero se vuelve más negativo gradualmente con el tiempo y, en consecuencia, se reduce la corriente de corrosión que sale de la superficie del acero. Una vez que alcanza -780 mV frente a un electrodo de referencia de Ag/AgCl, se considera que la corriente de corrosión en la superficie del acero se ha detenido por completo y se elimina la fuerza impulsora de la reacción de corrosión, sin causar corrosión. Esto se llama "protección catódica total". Está en el conocimiento de un experto en la técnica que el potencial de protección catódica total puede variar con el electrodo de referencia utilizado. La "protección catódica total" utilizada en el presente documento se refiere a la estructura metálica que tiene un potencial uniforme donde no tiene lugar la reacción de corrosión.
Dicho principio de protección catódica es aplicable cuando se utiliza la excitación de onda electromagnética pulsátil variable en el tiempo según la invención. La estructura de acero natural, sin protección y desnuda en el agua de mar comienza con un potencial típico de -0.5 V a -0.65 V frente a Ag/AgCl. Cuando se aplica la onda electromagnética, el potencial del acero al agua de mar se desplazaría gradualmente a la dirección negativa, lo que sugiere que el recubrimiento de magnetita se está formando progresivamente. Por lo general, el potencial del acero se desplaza a más negativo que -750 mV en el espacio de unos pocos días de la energización por la onda. Con este potencial de -750 mV, la protección contra la corrosión de la estructura de acero es mejor que un buen recubrimiento. Al energizar aún más la estructura de acero usando la onda electromagnética, el potencial del acero puede volverse aún más negativo y finalmente alcanza -780 mV. En esa etapa, se elimina la fuerza impulsora de la reacción de corrosión, es decir, se logra una "protección catódica total".
El voltaje de activación para iniciar la formación del recubrimiento de magnetita puede ser muy pequeño, por ejemplo, unos pocos voltios. Con el fin de ahorrar más energía y desplazar el potencial negativo a un criterio de protección catódica total industrial de, por ejemplo, -780 mV frente a Ag/AgCl, se puede utilizar la excitación de la onda electromagnética pulsátil variable en el tiempo en combinación con un sistema de protección catódica complementario. Esta combinación permite una mayor reducción del voltaje de activación a, por ejemplo, 12 V o menos y un desplazamiento rápido del potencial del acero a -780 mV frente a Ag/AgCl. Por lo tanto, la combinación reduciría aún más la energía total requerida para polarizar completamente la estructura de acero más negativamente y, sin embargo, el recubrimiento de magnetita se puede formar rápidamente sobre la superficie de acero. La magnetita es magnética y se adhiere bien a la superficie de la estructura de acero.
Con referencia ahora a los dibujos, la figura 1 proporciona un sistema 100 construido de acuerdo con una primera realización de la presente invención. En esta realización, el sistema 100 comprende una fuente de alimentación eléctrica 110; un generador 120 para generar ondas electromagnéticas que tienen una frecuencia variable en el tiempo; un tubo de acero 130, una parte del cual está sumergida en agua de mar; y un emisor de frecuencia ultrabaja (ULF) 140 montado en la tubería 130.
La fuente de alimentación eléctrica está conectada eléctricamente al generador 120. La fuente de alimentación de AC se utiliza en la fuente de alimentación eléctrica 110. La fuente de alimentación eléctrica 110 suministra un voltaje de activación de AC deseado al generador 120 que permite la generación de la onda electromagnética pulsátil variable en el tiempo que opera a una frecuencia seleccionada. La fuente de alimentación eléctrica 110 suministra preferiblemente al generador 120 un voltaje de activación de unos pocos voltios a unos pocos cientos de voltios, preferiblemente de 5 V a 50 V dependiendo de las aplicaciones reales.
El generador 120 puede ser cualquier tipo de medio conocido en la técnica que sea capaz de generar la onda electromagnética de frecuencia variable en el tiempo. Por ejemplo, el generador puede ser una placa de circuito, una placa de consola o una antena de núcleo de ferrita con una bobina enrollada alrededor de la antena. El generador 120 tiene dos terminales de salida 122, 124 y el terminal 122 está en conexión eléctrica con un primer sitio de excitación 132 situado en la superficie del acero, y el terminal 124 está en conexión eléctrica con el emisor de ULF 140 montado en un segundo sitio de excitación de la tubería de acero 130 en una relación espaciada con el primer sitio de excitación 132. El segundo sitio de excitación se selecciona de modo que el emisor de ULF esté preferiblemente montado por encima del agua, lo que puede eliminar la necesidad de un buzo humano que de otro modo sería necesario si en su lugar el emisor de ULF se monta bajo el agua. Para la producción de la magnetita en la superficie de la tubería de acero 130, la frecuencia de onda operativa está preferiblemente en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz. La forma de onda de la onda electromagnética de frecuencia variable en el tiempo puede ser cuadrada, triangular, sinusoidal u otras formas.
En la protección catódica convencional, la corriente protectora entra en la superficie de acero desde el ánodo a través del electrolito hasta la superficie de acero del cátodo y desplaza el potencial del acero a un potencial más negativo para la protección catódica total. Por el contrario, la corriente de onda de la presente invención no viaja en el agua, sino que va desde el generador 120 al emisor de ULF 140 y luego entra en el acero directamente sobre el agua y bajo el agua. Con la frecuencia de operación en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz, la onda electromagnética estaría viajando a lo largo de toda la tubería de acero y permite la formación del recubrimiento de magnetita a lo largo de toda la superficie de acero.
En las condiciones de este intervalo de frecuencia y el voltaje de activación descrito anteriormente, el acero se controlaría para estar en el estado de equilibrio en un potencial deseado en el agua de mar, para así caer en la región de pasivación del diagrama de Pourbaix relevante. En esta región de pasivación, la magnetita (Fe3O4) podría formarse gradualmente en la superficie del acero (véase Fig. 3). La aplicación continua de la onda electromagnética permite que el potencial de la superficie de la tubería de acero se polarice para desplazarse hacia la dirección negativa. Se ha encontrado que el potencial de la tubería de acero puede llegar fácilmente a -750 mV frente a Ag/AgCl con el inicio de la formación de magnetita. En esa etapa, la velocidad de corrosión de la tubería de acero 140 ya es mínima. Sin embargo, el tiempo necesario para desplazar el potencial de -750 mV a -780 mV frente a Ag/AgCl, que es el criterio convencional para la protección catódica total del hierro, tardaría un periodo de tiempo más prolongado.
Con el fin de cumplir con todos los criterios de la protección catódica total en un corto periodo de tiempo si surge la necesidad, se puede añadir un sistema de protección catódica complementario. El sistema de protección catódica complementario puede ser un sistema de protección catódica de ánodo de sacrificio o un sistema de protección catódica del tipo de corriente impresa o una mezcla de los dos sistemas. En la realización que se muestra en la figura 1, el sistema de protección catódica complementario es del tipo de corriente impresa, que comprende un emisor S 150 que actúa como ánodo y está sumergido en el agua de mar. El emisor S 150 está conectado a un terminal 126 del generador 120, que es una fuente de alimentación de DC. Para proporcionar la fuente de alimentación de DC, el circuito interno del generador comprende un rectificador de protección catódica para convertir la fuente de alimentación de AC en una salida de DC. Son posibles otros ánodos para el sistema de protección catódica complementario, y se pueden seleccionar en una variedad de formas y tamaños, lo que dependería del conocimiento de un experto en la técnica.
En el sistema de protección catódica complementario que se muestra en la Fig. 1, la corriente DC viajará a través del emisor S 150 a la tubería de acero 130 para efectuar la protección catódica. Debido al uso del tratamiento de onda electromagnética de la invención, el sistema de protección catódica complementario requiere sólo una fracción de la densidad de corriente del esquema de protección catódica habitual. Después de que tanto el sistema de onda electromagnética principal como el sistema de protección catódica complementario se enciendan de forma simultánea o secuencial, la tubería de acero 130 tendrá un potencial de protección catódica total en un periodo de tiempo mucho más corto con un consumo de energía muy bajo en comparación con el sistema de protección catódica convencional. Una vez que el potencial del acero alcanza el nivel de protección catódica total, el sistema de protección catódica complementario puede apagarse, dejando en funcionamiento solo el sistema de onda electromagnética principal. Es suficiente mantener el potencial del acero en el nivel de protección total.
El emisor de ULF 140 se proporciona para optimizar y reforzar la onda electromagnética generada por el generador 120, con el fin de facilitar la formación del recubrimiento de magnetita a lo largo de toda la superficie de acero. El emisor de ULF 140 es bien conocido en la técnica y no se describirá con más detalles.
La magnetita actúa como un buen revestimiento protector y tiene las ventajas de ser autorreparable y de bajo mantenimiento. La propiedad de autorreparación de la capa de magnetita es única. Cuando el recubrimiento de magnetita se daña durante el servicio, se volverá a formar una nueva capa de magnetita en la superficie de acero desnuda recién expuesta. Como resultado, el mantenimiento de la estructura de acero es bajo. La capa de magnetita tiene propiedades similares a las de los ánodos de magnetita. La capa de magnetita formada en la superficie del acero es conductora y cuando la corriente eléctrica sale de la superficie de la capa de magnetita, la capa de magnetita prácticamente no se consume de forma similar a los ánodos de magnetita. Esto significa que incluso si hay una corriente de corrosión por interferencia que sale de la superficie de la estructura de acero recubierta de magnetita, se mitiga el problema de la corrosión por interferencia de la tubería de acero.
Otra característica del sistema de ondas electromagnéticas de la invención es que la onda tiene tendencia a viajar sobre la superficie del acero a lo largo de todo el perfil transversal del acero a través del efecto pelicular. Bajo este efecto pelicular, la capa de magnetita no solo se forma en las superficies exteriores generales del acero, sino que también se forma dentro de las picaduras, grietas y hendiduras del acero a las que no se puede llegar mediante la corriente de protección catódica. Esto lo convierte en un excelente método de protección contra la corrosión para aplicaciones donde la corriente de protección catódica DC convencional y los materiales de recubrimiento convencionales normalmente no pueden llegar.
Cabe señalar que, con la excitación de ondas electromagnéticas a un voltaje de activación suficiente dado, es probable que se produzca un efecto de corriente de avalancha inusual, que no se puede encontrar en un circuito de corriente DC convencional o AC de frecuencia fija donde la corriente que viaja dentro de un conductor o un metal seguirá la ley de Ohm y está ligada a la resistividad eléctrica del material y tampoco cambiaría con el tiempo. En el caso de la excitación de ondas electromagnéticas, cuando el voltaje de activación alcanza un cierto voltaje umbral, la corriente ya no seguirá la ley de Ohm. Se cree que los electrones dentro del metal sufrirán un efecto de ruptura por avalancha similar al de un semiconductor con la corriente aumentando exponencialmente a medida que se aleja del generador de ondas. Teóricamente, dicha distancia podría llegar al infinito, pero la corriente creciente fundirá los fusibles del generador de ondas. Así pues, se necesita un regulador de control de corriente para controlar la corriente de avalancha. Pero con este regulador de control de corriente, la distancia a la que podría llegar la onda electromagnética estará por lo tanto limitada.
Alternativamente, el voltaje de activación se controlará a un nivel cercano pero por debajo del voltaje umbral del efecto de avalancha de modo que la corriente de avalancha no se produzca, a la vez que el voltaje de activación es suficiente para promover la formación de la magnetita.
Con referencia ahora a la figura 2, se ilustra un sistema 200 construido de acuerdo con una segunda realización de la presente invención. Como se ilustra, el sistema 200 se usa para excitar simultáneamente la formación de la capa de magnetita en dos tuberías de acero sumergidas en agua de mar y la disposición del sistema 200 es estructuralmente similar al sistema 100 descrito anteriormente. En particular, el sistema 200 comprende una fuente de alimentación eléctrica 210; un generador 220 conectado eléctricamente a la fuente de alimentación eléctrica 210 para generar ondas electromagnéticas que tienen una frecuencia variable en el tiempo; dos tubos de acero 230, ambos con una parte sumergida en agua de mar; y dos emisores de frecuencia ultrabaja (ULF) 240 montados en cada una de las tuberías 230 por encima del agua y en conexión eléctrica con terminales de salida respectivos del mismo generador 220. Las dos tuberías 230 serían energizadas por la onda electromagnética para formar el recubrimiento de magnetita. El sistema 200 comprende además un sistema de protección catódica complementario que comprende un emisor S 250 dispuesto bajo el agua y entre las dos tuberías de acero 230.
La descripción de la fuente de alimentación eléctrica 210, el generador 220, los emisores de ULF 240 y el sistema de protección catódica complementario se puede hacer con referencia a las unidades correspondientes descritas anteriormente en las primeras realizaciones y se omitirán aquí.
La figura 2 muestra que se usa un conductor eléctrico 260, tal como una barra de refuerzo o un cable, para conectar eléctricamente las dos tuberías, lo que les permite recibir protección contra la corrosión distribuida uniformemente desde el sistema de excitación de ondas electromagnéticas principal y el sistema de protección catódica complementario.
Con un sistema de agua de circuito cerrado, parte de la energía utilizada para energizar las dos tuberías de acero 230 se disiparía en el agua y, por lo tanto, también excitaría el agua. En consecuencia, la energía requerida para proteger las tuberías de acero en el sistema de agua de circuito cerrado es incluso menor que en el sistema de agua de circuito abierto. Esto es particularmente útil para proteger los miembros de acero en un circuito cerrado de agua de enfriamiento o sistema de agua enfriada.
El sistema y el método de la invención son aplicables a otras estructuras metálicas distintas de las estructuras basadas en hierro. Por ejemplo, cuando una estructura de aleación de cobre se somete a la onda electromagnética pulsátil variable en el tiempo, se formaría un recubrimiento protector de óxido cuproso pasivo (Cu2O) y se adhiere bien a una superficie de la estructura al controlar adecuadamente la frecuencia de la onda electromagnética para operar en el intervalo de 5 V a 50 V y controlar el voltaje de activación en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz de manera que el potencial de la aleación de cobre se controla, por ejemplo, en la región de pasivación del diagrama de Pourbaix correspondiente (véase Fig. 4). Asimismo, esta especie oxidada pasiva es un recubrimiento de protección contra la corrosión muy eficaz para evitar la corrosión de la estructura de la aleación de cobre.
De acuerdo con la invención, el sistema y el método para la protección contra la corrosión que utiliza ondas electromagnéticas pulsátiles variables en el tiempo pueden encontrar una amplia gama de aplicaciones, que incluyen, pero no se limitan a todas las estructuras de acero sumergidas o enterradas de embarcaderos, muelles, muros de contención de acero, pilotes de anclaje, plataformas petroleras, torres de perforación, cabezales de pozos, interior de tanques, exterior de tanques, pilotes de cimentación de aerogeneradores, pilotes de cimentación de puentes, boyas, superficie interna y externa de tuberías de acero o metálicas en tierra y mar adentro, tubería con revestimiento de hormigón pesado, tuberías internas de acero de refrigeración, estructuras de toma de agua de refrigeración, rejillas metálicas, compuertas, ataguías, acero en hormigón.
La invención proporciona así un sistema y un método para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo que es muy simple y ahorra energía y que proporciona una protección eficaz contra la corrosión para la estructura metálica. En esta invención, es la propia estructura metálica la que es energizada por la onda electromagnética variable en el tiempo para formar en el sitio una especie oxidada pasiva del metal sobre la superficie de la estructura metálica. Después de que se forma esta especie oxidada pasiva, no se produce corrosión. Esta es la característica más distintiva y única de la invención con respecto a las tecnologías de la técnica anterior.
Debido al uso de ondas electromagnéticas para energizar la estructura metálica, la corriente de protección catódica complementaria requerida se reduce significativamente, por lo que el voltaje de activación necesario para suministrar la corriente de protección catódica es muy bajo. Además, el sistema de protección catódica complementario se puede apagar después de que la estructura metálica alcance el potencial de protección catódica total, dejando la onda electromagnética principal en funcionamiento sola, lo que ahorra aún más costes de energía.
Si bien las realizaciones descritas en el presente documento pretenden ser un sistema y un método de protección contra la corrosión a modo de ejemplo, los expertos en la materia apreciarán que la presente invención no se limita a las realizaciones ilustradas. Los expertos en la técnica imaginarán muchas otras posibles variaciones y modificaciones mediante el conocimiento común de los expertos sin apartarse del alcance de la invención; sin embargo, tales variaciones y modificaciones deben caer dentro del alcance de esta invención, limitadas por la materia de las reivindicaciones.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (100, 200) para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo, que comprende:
una estructura metálica para proteger contra la corrosión;
un generador (120, 220) para generar una onda electromagnética que tiene una frecuencia variable en el tiempo, teniendo dicho generador (120, 220) al menos dos terminales de salida (122, 124) en conexión eléctrica respectivamente con el primer y segundo sitios de excitación que están situados de manera espaciada sobre la estructura metálica, permitiendo someter la estructura metálica a la onda electromagnética; y
una fuente de alimentación eléctrica conectada al generador (120, 220),
caracterizado por que el generador (120, 220) es alimentado para aplicar un voltaje de activación al generador para impulsar la generación de la onda electromagnética; y
el voltaje de activación se aplica en el intervalo de 5 V a 50 V y/o la frecuencia de la onda electromagnética opera en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz, de modo que la estructura metálica es energizada para formar en el sitio una especie oxidada pasiva del metal sobre una superficie de la estructura metálica, cuya especie es insensible a la corrosión y se autorrepara.
2. El sistema (100, 200) según la reivindicación 1, en donde al menos un emisor de frecuencia ultrabaja (140, 240) está montado en uno de los sitios de excitación primero y segundo para ser acoplado eléctricamente al generador (120, 220) para reforzar la onda electromagnética.
3. El sistema (100, 200) según la reivindicación 1 o 2, que se utiliza en combinación con un sistema de protección catódica complementario aplicado a la estructura metálica.
4. El sistema (100, 200) según la reivindicación 3, en donde el sistema de protección catódica complementario comprende un sistema de protección catódica de ánodo de sacrificio o un sistema de protección catódica del tipo de corriente impresa o una mezcla de los dos sistemas.
5. El sistema (100, 200) según la reivindicación 1, en donde la estructura metálica está basada en hierro y el voltaje aplicado y la frecuencia se seleccionan para permitir la formación de magnetita pasiva en la superficie de la estructura basada en hierro.
6. El sistema (100, 200) según la reivindicación 5, en donde la estructura basada en hierro se sumerge en agua o se entierra en el suelo, y el voltaje de activación se aplica en el intervalo de 5 V a 50 V, y la frecuencia opera en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz.
7. El sistema (100, 200) según la reivindicación 1, en donde la estructura metálica está basada en cobre y el voltaje aplicado y la frecuencia se seleccionan para permitir la formación de óxido cuproso pasivo en la superficie de la estructura basada en cobre.
8. El sistema (100, 200) según la reivindicación 7, en donde la estructura basada en cobre se sumerge en agua o se entierra en el suelo, y el voltaje de activación se aplica en el intervalo de 5 V a 50 V, y la frecuencia opera en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz.
9. El sistema (100, 200) según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde un emisor de frecuencia ultrabaja (140, 240) está montado en uno de los sitios de excitación primero y segundo para ser acoplado eléctricamente al generador (120, 220) para reforzar la onda electromagnética.
10. El sistema (100, 200) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, que se utiliza en combinación con un sistema de protección catódica complementario aplicado a la estructura basada en hierro o a la estructura basada en cobre.
11. Un método para proporcionar protección contra la corrosión de una estructura metálica utilizando ondas electromagnéticas variables en el tiempo, que comprende las etapas de:
proporcionar un generador (120, 220) para generar ondas electromagnéticas que tienen una frecuencia variable en el tiempo, teniendo dicho generador (120, 220) al menos dos terminales de salida (122, 124) en conexión eléctrica respectivamente con el primer y segundo sitios de excitación; y
someter la estructura metálica a la onda electromagnética de frecuencia variable en el tiempo generada situando dichos sitios de excitación primero y segundo de manera espaciada sobre la estructura metálica;
caracterizado por que se aplica un voltaje de activación al generador (120, 220) en el intervalo de 5 V a 50 V para impulsar la generación de la onda electromagnética y/o la frecuencia de la onda electromagnética opera en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz tal que la estructura metálica es energizada para formar en el sitio una especie oxidada pasiva del metal sobre una superficie de la estructura metálica, cuya especie es insensible a la corrosión y se autorrepara.
12. El método según la reivindicación 11, que comprende montar sobre la estructura metálica al menos un emisor de frecuencia ultrabaja (140, 240), que se acopla eléctricamente al generador (120, 220) para reforzar la onda electromagnética.
13. El método según la reivindicación 11 o 12, que se utiliza en combinación con un sistema de protección catódica complementario aplicado a la estructura metálica.
14. El método según la reivindicación 13, en donde el sistema de protección catódica complementario comprende un sistema de protección catódica de ánodo de sacrificio o un sistema de protección catódica del tipo de corriente impresa o una mezcla de los dos sistemas.
15. El método según la reivindicación 11, en donde la estructura metálica está basada en hierro o basada en cobre, y el voltaje aplicado y la frecuencia se seleccionan para permitir la formación de magnetita pasiva en la superficie de la estructura basada en hierro o para permitir la formación de óxido cuproso pasivo en la superficie de la estructura basada en cobre.
16. El método según la reivindicación 15, en donde la estructura basada en hierro o la estructura basada en cobre se sumerge en agua o se entierra en el suelo, y el voltaje de activación se aplica en el intervalo de 5 V a 50 V, y la frecuencia opera en el intervalo de 100 Hz a 1 MHz.
17. El método según la reivindicación 15 o 16, que comprende montar un emisor de frecuencia ultrabaja por encima del agua en la superficie de la estructura basada en hierro o la estructura basada en cobre, que se acopla eléctricamente al generador (120, 220) para reforzar la onda electromagnética.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104988514B (zh) * 2015-07-21 2017-09-29 波思环球（北京）科技有限公司 一种金属管道表面抗腐蚀的装置
CN107852151B (zh) * 2015-07-29 2023-07-28 胜艺科研发私人有限公司 用于向目标物体或目标区域施加叠加的时变频率电磁波的方法和系统
WO2017029568A1 (es) * 2015-08-14 2017-02-23 Silva De Jesús Bernardo Alberto Aparato y método para el control microbiológico de fluidos mediante campos eléctricos y magnéticos generados a partir de corriente eléctrica alterna de bajo voltaje y baja frecuencia
EP3340431A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-27 Koninklijke Philips N.V. System for impressed current cathodic protection
GB2561901B (en) * 2017-04-28 2020-08-12 Edwards Ltd Anti-corrosion system
CN110092488A (zh) * 2019-04-28 2019-08-06 导洁(北京)环境科技有限公司 基于物联网智能管理带制冷的暖通设备的水处理方法
CN114396533B (zh) * 2021-12-31 2023-08-01 珠海新源热力有限公司 蒸汽直埋管道防腐蚀装置及其控制方法
CN115140876A (zh) * 2022-06-13 2022-10-04 威波力(厦门)环保科技有限公司 一种超低频电磁波杀菌消毒装置及杀菌消毒方法
CN115369394A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 嘉合能源科技(东营)有限公司 一种在水系统中金属体上原位形成防蚀涂层的系统和方法

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2435973A (en) * 1941-08-19 1948-02-17 Rusta Restor Corp Method of and means for providing cathodic protection of metallic structures
US3022234A (en) * 1958-06-30 1962-02-20 Engelhard Ind Inc Cathodic protection of ships
NL261794A (es) * 1960-02-29
US3163817A (en) * 1960-12-13 1964-12-29 Orvin D Simpson Method for detecting short circuits between insulated pipe sections utilizing radio frequency skin effect currents
US3556971A (en) * 1968-04-10 1971-01-19 Harco Corp Self-regulating cathodic protection systems
US3692650A (en) * 1970-08-24 1972-09-19 Signal Oil & Gas Co Cathodic protection system
US4664764A (en) * 1986-03-04 1987-05-12 Floyd Bell Associates, Inc. Cathodic protection of structures
US4767512A (en) * 1986-12-03 1988-08-30 George Cowatch Process and apparatus for preventing oxidation of metal by capactive coupling
US4941775A (en) * 1988-02-26 1990-07-17 Benedict Risque L Cathodic protection of critical offshore marine structure critical components by making the critical component noble (passive) to the balance of the platform
US5077486A (en) * 1988-03-21 1991-12-31 Gary Marson Power supply for cathodic protection system
JPH06265643A (ja) * 1993-03-12 1994-09-22 Osaka Gas Co Ltd 埋設物体の検出方法
JPH08311690A (ja) * 1995-05-16 1996-11-26 Fujikura Ltd 銅又は銅合金材の防錆処理方法
US5750071A (en) * 1995-06-08 1998-05-12 Lucent Technologies Inc. Corrosion protection employing alternating voltage
US5728943A (en) * 1996-03-15 1998-03-17 Northwest Pipeline Corporation Method and system for detection and prevention of stress corrosion cracking in buried structures
US7198706B2 (en) * 1997-04-25 2007-04-03 Canadian Auto Preservation Inc. Method for inhibiting corrosion of metal
US5999107A (en) * 1997-11-12 1999-12-07 Institute Of Gas Technology Remote cathodic protection monitoring system
US6224743B1 (en) * 1998-02-06 2001-05-01 Fluor Daniel, Inc. Cathodic protection methods and apparatus
US6107811A (en) * 1998-02-12 2000-08-22 Cc Technologies Laboratories, Inc. Coupon monitor for cathodic protection system
US6576115B2 (en) * 1998-06-15 2003-06-10 The Trustees Of Dartmouth College Reduction of ice adhesion to land surfaces by electrolysis
US6261439B1 (en) * 1998-10-30 2001-07-17 Robert J. Schwabe Cathodic protection system for mitigating stray electric current effects
JP3247942B2 (ja) * 1999-01-25 2002-01-21 エスケーエイ株式会社 流体流路の防錆などの方法と装置
US6788075B2 (en) * 1999-07-13 2004-09-07 Flight Refuelling Limited Anode monitoring
AU6798400A (en) * 1999-08-20 2001-03-19 Abramsky, John Solid state cathodic protection systems, methods for making and using same
US6173669B1 (en) * 1999-10-14 2001-01-16 Brunswick Corporation Apparatus and method for inhibiting fouling of an underwater surface
US6224742B1 (en) * 2000-01-28 2001-05-01 Thaddeus M. Doniguian Pulsed cathodic protection system and method
EP1152235A1 (en) * 2000-05-04 2001-11-07 Ionpro N.V. System to measure the state of corrosion of buried metallic structures continuously in time and in length
CN1377839A (zh) * 2001-03-30 2002-11-06 中国科学院生态环境研究中心 变频式微电脑水处理器
US6547952B1 (en) * 2001-07-13 2003-04-15 Brunswick Corporation System for inhibiting fouling of an underwater surface
US6811681B2 (en) * 2002-11-12 2004-11-02 Applied Semiconductor International Ltd. Semiconductive corrosion and fouling control apparatus, system, and method
AU2003276888B2 (en) 2002-10-17 2008-04-17 Applied Semiconductor International, Ltd. Semiconductive corrosion and fouling control apparatus, system, and method
DE10319607B3 (de) * 2003-05-02 2004-10-14 Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg Korrosionsschutzschaltung für eine Leiterstruktur auf einer Antennenscheibe, Verfahren zum Betreiben einer aktiven Antennenscheibe und Antennenscheibe für Fahrzeuge
GB0409521D0 (en) 2004-04-29 2004-06-02 Fosroc International Ltd Sacrificial anode assembly
GB2421449B (en) * 2004-12-21 2009-06-03 Daniel Stefanini Fluid treatment method and apparatus
EP2007925B1 (en) * 2006-04-12 2016-07-06 Couplertec Pty Ltd An electrical device for impeding corrosion
RU2347012C2 (ru) 2006-11-01 2009-02-20 Сергей Иванович Бойко Способ антикоррозионной защиты металлических трубопроводов от внутренней коррозии
US7633302B2 (en) * 2007-02-27 2009-12-15 Oleumtech Corporation Cathodic protection monitor
GB2447028B (en) * 2007-03-02 2012-05-02 Hydropath Holdings Ltd Inhibition of corrosion of structures
AU2008296143A1 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 Applied Semiconductor International Ltd. Method of preparing high density metal oxide layers and the layers produced thereby
US7901546B2 (en) * 2008-03-14 2011-03-08 M.C. Miller Co. Monitoring methods, systems and apparatus for validating the operation of a current interrupter used in cathodic protection
CN102301036A (zh) * 2009-01-16 2011-12-28 藤森工业株式会社 防腐蚀方法及防腐蚀结构
GB2469115B (en) * 2009-04-03 2013-08-21 Keronite Internat Ltd Process for the enhanced corrosion protection of valve metals
US8298382B2 (en) 2010-12-15 2012-10-30 Abriox Limited Apparatus for use with metallic structures
US9127369B2 (en) * 2011-09-29 2015-09-08 Saudi Arabian Oil Company System, apparatus, and method for utilization of bracelet galvanic anodes to protect subterranean well casing sections shielded by cement at a cellar area
SG11201405973UA (en) * 2012-08-28 2014-10-30 Ecospec Global Technology Pte Ltd System and method for prevention of adhesion of organisms in water to a substrate in contact with water

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