Protección catódica por corriente impresa para dos centrales eléctricas y una nueva unidad generadora, El Paso (2018-2023)

De 2018 a 2023 diseñamos, instalamos y pusimos en marcha sistemas de protección catódica por corriente impresa en dos centrales eléctricas de El Paso, Texas, y en una nueva unidad generadora. Los datos del cliente son confidenciales.

Bastidor de equipo para la nueva unidad, colocado en sus cimientos antes de montar el rectificador y las cajas de conexiones. Los bastidores se instalan primero para que el concreto fragüe.

A dónde iba la corriente

Un estudio que realizamos en mayo de 2018 en la primera central encontró que el sistema existente de ánodos de sacrificio no daba protección adecuada a la tubería enterrada. La tubería no estaba aislada eléctricamente del resto del metal de la planta, así que la mayor parte de la corriente de protección iba a la red de tierras de cobre y al acero estructural en lugar de a la tubería, y los ánodos se consumían más rápido de lo esperado. Recomendamos un sistema por corriente impresa enfocado en las líneas de gas de alta presión, el activo más crítico.

Diseño y permisos

No era posible hacer pruebas de requerimiento de corriente en campo con la tubería en corto con tierra usando equipo portátil, y no había un registro completo del metal enterrado de la planta. Especificamos dos rectificadores de 40 V y 40 A para superar el par de metales distintos mientras el propietario trabajaba en el aislamiento. Las camas anódicas profundas colocan los ánodos eléctricamente lejos de la planta, lo que distribuye la corriente de forma más uniforme. Cada pozo tenía 8 pulgadas de diámetro y 250 pies de profundidad, con diez ánodos de óxidos metálicos mixtos separados 10 pies entre sí en coque y sellados con bentonita. La Unidad de Asesoría de Aguas Subterráneas de la Railroad Commission of Texas revisó los pozos frente a las profundidades de protección de acuíferos y aprobó ambos sin restricciones. El diseño se aprobó en agosto de 2018.

Instalación

Movilizamos en octubre de 2018. Los cables negativos se tendieron en zanjas de unas 18 pulgadas de profundidad. Donde no había una conexión a la tubería de drenaje cerca de los rectificadores, agregamos puentes de unión entre la tubería de aire y la de drenaje en cada unidad para que la corriente llegara a ambas. Antes de cada conexión por soldadura de perno, medimos la pared del tubo con ultrasonido, luego esmerilamos el acero hasta un acabado casi blanco, probamos la soldadura con un golpe y la recubrimos con epóxico. Los perforadores encontraron arena con grava en ambos pozos, lo que dificultó mantener la perforación abierta. Después se aplicó el mismo enfoque en la segunda central.

Arranque y el problema de aislamiento

Tras un día de operación, los potenciales en la primera central se habían desplazado en promedio 38 mV en dirección negativa, señal de que la corriente llegaba a la tubería. Lecturas bajas cerca de la estación de suministro de gas mostraron corriente parásita del sistema de PC del proveedor, que veía la tubería aterrizada de la planta como un camino fácil. Para febrero de 2019, las bridas aislantes estaban casi terminadas en las cuatro subidas de gas de las unidades, pero la tubería seguía en corto con la tierra de la planta. La causa resultó ser mantas de aislamiento térmico con cubiertas de malla metálica, que puenteaban bridas, forros y soportes. Retirar o reemplazar esas mantas fue la siguiente recomendación.

Una nueva unidad, diseñada con experiencia

Para una nueva unidad generadora en 2022, diseñamos el sistema desde el inicio con lo aprendido en la planta original. Los dos pozos profundos tenían 10 pulgadas de diámetro y 150 pies de profundidad, cada uno con diez ánodos de óxidos metálicos mixtos separados 5 pies. Cada cable de ánodo llega a su propio shunt en la caja de conexiones de ánodos, para poder leer la salida de cada ánodo, y la caja tiene espacio para resistencias por si alguno necesita ajuste. Los rectificadores se energizaron el 26 de enero de 2023, y las lecturas individuales de los ánodos confirmaron que todas las conexiones resistieron la instalación.

PC en centrales eléctricas

La parte de diseño de este trabajo se describe en nuestra página de diseño de protección catódica. La parte de arranque se describe en nuestra página de arranque y puesta en servicio.