Diagnóstico de lecturas bajas de protección catódica en un oleoducto de 18 pulgadas en zanja de grava, centro de Texas (2022)

Durante años, las lecturas en unas 20 millas de un oleoducto de 18 pulgadas en el centro de Texas indicaban una protección catódica débil. En 2022 nos pidieron averiguar por qué, y la causa resultó ser la zanja en la que está el tubo.

Un tramo reconstruido en zanja de grava

Unos quince años antes de nuestro trabajo, esta parte de la línea se había reemplazado con tubería de acero con recubrimiento epóxico adherido por fusión, tendida en una zanja en roca y rellena con grava fina. En un tramo, las paredes y el fondo de la zanja además se revistieron con gunita y se cubrieron con concreto. La línea corre junto a dos ductos de otros operadores y está unida eléctricamente a ellos en dos puntos.

Los estudios de potenciales a intervalos cortos de 2018, 2019 y 2021 mostraban potenciales libres de caída IR de unos -450 a -600 mV contra un electrodo de cobre/sulfato de cobre en cerca de tres millas a cada lado de una estación de bombeo. Eso cumplía el criterio de 100 mV de polarización por un margen estrecho, aunque los rectificadores cercanos tenían bastante capacidad de reserva y ya operaban alto. Subirlos hacía que las lecturas lejos de la estación fueran más positivas, no más negativas. Las inspecciones internas, corridas casi cada año, no habían reportado corrosión. Un estudio de mapeo de corriente hecho por otra empresa en 2021 había marcado diez puntos como posible corriente parásita.

Dos visitas de campo

Fuimos en febrero y otra vez en junio de 2022, con todos los rectificadores de la zona, incluidos los de los operadores vecinos, interrumpiendo juntos en un ciclo de 4 segundos encendido y 1 segundo apagado. En la estación de bombeo, la tubería tenía contacto metal con metal con la malla de tierra, el acero estructural y los conductos, a través de válvulas motorizadas, equipo de bombeo e instrumentos. Las lecturas instant-off en la tubería y en la tierra de la estación quedaron todas entre -1,057 y -1,173 mV.

Los datos del estudio de 2019 mostraban un salto repentino justo donde la cuadrilla había movido su conexión al tubo a cierta estación de prueba. Una prueba de continuidad con tierra móvil lo explicó: los cables de esa estación hacían contacto intermitente con el tubo, mientras que la línea era continua desde la estación de bombeo hasta el siguiente punto de prueba. Se descartó una ruptura del tubo.

Después conectamos una cama anódica temporal en una estación de prueba con cupones en una de las peores zonas y la interrumpimos en sincronía con el resto del sistema. Con 29.5 V solo pudo inyectar 120 mA al terreno, lo que concuerda con un tubo bien recubierto en un relleno de resistividad muy alta. Los potenciales del tubo y del cupón casi no cambiaron, y los valores instant-off incluso se movieron un poco hacia positivo. Aun así, el cupón, desconectado unas 48 horas, se despolarizó hasta -170 mV, un cambio de cerca de 300 mV, mientras que el cupón nativo de la misma estación marcaba -110 mV.

Estaciones de cupones nuevas, recableadas

Por recomendación nuestra, el operador instaló más estaciones de prueba con cupones en la zona baja. Cuando volvimos en junio, estaban cableadas para cupones de CA y CD en lugar de un cupón nativo y un cupón de PC, así que el cupón nativo estaba conectado al tubo con una resistencia de 10 ohms y había estado recibiendo corriente de protección. Con autorización del operador las recableamos. Luego desconectamos cada cupón de PC durante unos 45 minutos, y todos se despolarizaron más de 100 mV. Para cuando el operador tomó más datos en agosto, los cupones nativos se habían estabilizado entre -10 y -249 mV.

Qué significaban las lecturas

La corriente parásita suele aparecer como una caída local donde la corriente sale del tubo, y estas lecturas bajas se extendían por millas. Las inspecciones tampoco mostraban pérdida de metal. Los rectificadores están en las estaciones, donde el tubo está en corto con grandes áreas de cobre desnudo, conductos, cercas y acero, así que buena parte de su corriente se va ahí, y las lecturas tomadas en ese sistema de metales mezclados no reflejan bien la protección del tubo. En la grava misma, un relleno bien drenado, bien aireado y de alta resistividad permite que el acero se pasive, lo que da potenciales nativos y polarizados bajos aun con velocidades de corrosión bajas. El efecto era menor donde la gunita y el concreto limitan el oxígeno.

Nuestro informe recomendó usar la despolarización de los cupones para juzgar la protección donde las lecturas tubo-suelo comunes engañan, y configurar bien los cupones en el software de monitoreo remoto para que los potenciales instant-off y las densidades de corriente se registren como deben.

Los diez puntos marcados

Un segundo informe cubrió los puntos del mapeo de corriente. Encontramos la señal del estudio en siete de los diez, sobre todo en cercas, tierras y conductos de estaciones de válvulas. En una de ellas una válvula motorizada ponía la tubería en corto a tierra por su conducto, y también encontramos una unión dieléctrica faltante y un juego de brida aislante fallado; en otra, una unión dieléctrica fallada. Una señal estaba en una línea sin marcar y probablemente abandonada. En los tres restantes no pudimos confirmar señal en los ductos vecinos. Ninguno de los diez se había identificado como un punto donde la corriente sale del tubo.

Servicios relacionados

Las lecturas con cupones e interrumpidas como estas son parte de nuestros estudios de potenciales a intervalos cortos. Los problemas con tierras compartidas y líneas ajenas entran en las pruebas de interferencia.