Detección de fallas del recubrimiento y arranque de PC en una nueva línea de gas, y estudio de PC del agua helada, en una planta de semiconductores, Austin (2023-2025)

Una planta de semiconductores en Austin agregó en 2023 una línea de gas de 10 pulgadas, unos 2,000 pies de acero al carbono con recubrimiento epóxico adherido por fusión, como parte de un paquete de servicios de entrada. Para este trabajo de PC en la planta de semiconductores, revisamos el recubrimiento de la línea de gas en busca de defectos (holidays) antes del relleno, pusimos en servicio su protección catódica y volvimos en 2025 para probarla de nuevo junto con la tubería de agua helada más antigua.

Seis visitas con un detector de fallas

De septiembre a diciembre de 2023 probamos el recubrimiento cada vez que el contratista tenía listo un nuevo tramo de tubo, según NACE SP0490. No se permitían cámaras dentro de la planta. Cada sesión empezaba con un poro deliberado, de unas 0.03 pulgadas, hecho con un punzón, y el voltaje del detector se subía hasta que lo encontraba: de 2.4 a 2.6 kV en el recubrimiento de 14 a 16 milésimas, arriba del mínimo de 2.1 kV, y 3.5 kV en un tramo de unos 320 pies perforado bajo pavimento con 30 milésimas extra de recubrimiento. Los primeros 850 pies tuvieron 22 fallas y los siguientes 125 pies tuvieron 54, en su mayoría raspones pequeños, poros y envolturas de junta que no cubrían toda la soldadura. El tubo apoyado sobre soportes junto a la zanja se probó pieza por pieza, y sus juntas soldadas se probaron otra vez al unir las piezas. En las seis visitas se marcaron más de cien fallas, que el contratista reparó y que se volvieron a probar hasta que el detector quedó en silencio.

Arranque

En noviembre hicimos las conexiones de los cables de prueba con soldadura exotérmica en tres estaciones de prueba y colocamos los ánodos de magnesio, dos ánodos de 32 libras en cada una de dos estaciones de ánodos. El 7 de diciembre, con casi toda la línea rellena, medimos potenciales naturales, probamos los juegos de brida aislante en ambos extremos, conectamos los ánodos e hicimos un estudio interrumpido con interruptores sincronizados por GPS en cada estación de ánodos. Los potenciales instant-off fueron de -909 a -945 mV contra lecturas naturales de unos -660 a -680 mV. Parte de la línea corre cerca de líneas de transmisión aéreas, así que también medimos potenciales de CA; todos estuvieron por debajo de 1 V.

2025: la línea de gas y el agua helada

En marzo de 2025 la línea de gas marcó de -1,030 a -1,130 mV instant-off y sus juegos de brida seguían funcionando. Una estación de prueba tenía los cables arrancados de la tablilla de conexiones, probablemente durante el relleno, lo que dejó sus ánodos desconectados, pero la línea cumplió criterios de todos modos, y pedimos reparar la estación.

El sistema de agua helada era otro asunto. Dos cabezales de 60 pulgadas, de suministro y de retorno, de unos 360 pies cada uno, tienen ánodos de sacrificio en un arreglo desconocido; un estudio anterior de otros sugería 24 ánodos de 60 libras. En seis estaciones de prueba de ánodos el tubo marcó apenas de -310 a -465 mV instant-off, y la mayoría de los ánodos daba poca o ninguna corriente. Ninguna de las 17 subidas en la torre de enfriamiento estaba aislada. En las subidas de retorno la tornillería va roscada al cuerpo de la válvula, así que ahí no cabe un juego de brida. Algunas subidas de suministro podían aislarse en la brida más cercana a la bomba, mientras que otras están en corto a través de la instrumentación. Las subidas de 60 pulgadas en el edificio central de servicios parecían tener juegos de brida, pero la tubería de instrumentación aterrizada, los soportes soldados embebidos en concreto y el tubo desnudo que puede tocar el acero de refuerzo las mantenían en corto.

El acero en el suelo es más activo que la tierra de cobre o el acero en concreto, así que la mayor parte de la corriente de los ánodos se iba a la tierra de la planta y no al tubo. Aislar los cabezales implicaría cambios mayores en la tubería sin garantía de éxito. Planteamos dos opciones para un sistema nuevo, ambas con excavación, probablemente con hidroexcavación: más ánodos de sacrificio, que probablemente darían solo protección parcial, o corriente impresa, con la salida para vencer los cortos pero con más trabajo de campo y alimentación de CA permanente.

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La visita de diciembre es un ejemplo de arranque y puesta en servicio. Las pruebas de 2025 entran en los estudios de potencial de protección catódica.