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Interferencia y mitigación de CA
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Ductos que comparten un corredor con líneas eléctricas de alta tensión
Cuándo un ducto necesita un diseño de mitigación de CA
Un ducto enterrado que corre junto a una línea eléctrica de corriente alterna de alta tensión, o que la cruza, recibe un voltaje inducido. Cuando ese voltaje es lo bastante alto, crea un peligro de descarga en las estaciones de prueba, válvulas y tubos ascendentes, y puede provocar corrosión por corriente alterna (CA) en pequeños defectos del recubrimiento aunque las lecturas de protección catódica se vean bien. El diseño de mitigación de CA controla ambos problemas: determina cuánto voltaje y corriente recibe el ducto, con la carga normal y durante una falla en la línea eléctrica, y especifica la puesta a tierra y los dispositivos que los reducen.
Hacemos toda la secuencia para operadores de ductos e instalaciones en cualquier estado: medir, modelar, diseñar la mitigación y confirmar que funciona. Nuestros ingenieros profesionales con licencia (PE) y un especialista en protección catódica de NACE (CP4) dirigen el trabajo, y los diseños llevan sello de PE cuando se requiere.
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Tres riesgos que hay que revisar
- Voltaje de contacto: una persona parada en el suelo que toca una parte expuesta del ducto, como una estación de prueba, una válvula o un tubo ascendente, puede recibir una descarga. NACE SP0177 considera que un voltaje de contacto en estado estable de 15 voltios de CA o más es un peligro que requiere mitigación.
- Corrosión por CA: en un pequeño defecto del recubrimiento, la densidad de corriente alterna puede corroer el acero aunque los potenciales de protección catódica cumplan los criterios habituales. El riesgo se evalúa con la densidad de corriente alterna y continua medida en cupones, como se describe en NACE SP21424 e ISO 18086.
- Condiciones de falla: una falla en la línea eléctrica eleva el voltaje inducido por un tiempo corto, y la corriente de la cimentación de una torre cercana puede formar un arco a través del suelo hasta el ducto y dañar el recubrimiento, el acero y las juntas aislantes.
La interferencia es más probable donde un ducto corre paralelo a una línea de transmisión por una distancia larga, donde la línea o el ducto cambian de dirección, cerca de subestaciones y cimentaciones de torres, y donde el recubrimiento es nuevo y de buena calidad, porque un buen recubrimiento deja menos defectos, y más pequeños, en los que se concentra la corriente.
Pruebas y modelado
El trabajo de campo empieza con lecturas de CA y CC de ducto a suelo en las estaciones de prueba y los accesorios cercanos a las líneas eléctricas. El voltaje inducido sigue la carga de la línea a lo largo del día, así que las lecturas sueltas se complementan con registradores de datos que se dejan instalados. En un proyecto en Texas registramos ocho ubicaciones durante 48 horas y captamos picos muy por encima de los promedios.
Donde hay cupones instalados, medimos la densidad de corriente alterna y continua para evaluar el riesgo de corrosión por CA. La resistividad del suelo a lo largo del derecho de vía determina qué tan bien funcionará la puesta a tierra de mitigación, así que se mide como parte de un análisis de la corrosividad del suelo.
El modelo incorpora los datos de la línea eléctrica: corrientes de fase, corrientes de falla, posición de las torres y la geometría de cada tramo paralelo y cada cruce. Muestra qué secciones causan las lecturas, el voltaje esperado a plena carga y durante una falla, y cuánto ayuda cada opción de mitigación.
Diseño de la mitigación
- Control de gradiente: mallas o anillos de tierra en las estaciones de prueba, válvulas y tubos ascendentes, para que una persona que toca el ducto esté casi al mismo voltaje.
- Puesta a tierra de mitigación: cinta de zinc u otros conductores de tierra a lo largo del ducto donde corre paralelo a la línea eléctrica, conectados a través de desacopladores.
- Desacopladores: dispositivos de estado sólido que dejan pasar a tierra la corriente alterna y la corriente de falla mientras bloquean la corriente continua de protección catódica, para que el sistema de protección catódica no se descargue.
- Protección de juntas aislantes: evitar que la corriente de falla dañe las bridas y juntas aislantes.
Después de la instalación, un estudio de seguimiento compara los voltajes de contacto y las densidades de corriente con el diseño, y los resultados pasan a los registros de integridad del ducto.
Trabajo de interferencia relacionado
La interferencia de CA es una parte de nuestro trabajo de pruebas de interferencia de protección catódica, que también abarca la corriente parásita continua de sistemas de protección catódica ajenos, líneas de transporte y minería.
Para ductos en Colorado, consulte pruebas y mitigación de interferencia de CA en Colorado. La reseña del proyecto de registro de datos de interferencia de CA cerca de Wink y Sarita, Texas muestra cómo se ven los datos registrados, incluida una brida aislante dañada que mantenía bajas las lecturas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la mitigación de CA?
La puesta a tierra y los dispositivos que reducen el voltaje y la corriente alterna en un ducto cercano a líneas eléctricas: mallas de control de gradiente en las partes expuestas, conductores de tierra a lo largo de la línea y desacopladores que llevan la CA a tierra sin descargar la corriente de protección catódica.
¿Cuándo se necesita la mitigación de CA?
Cuando los voltajes de contacto medidos o modelados llegan a niveles peligrosos, cuando la densidad de corriente alterna en los cupones muestra un riesgo de corrosión, o cuando una falla en la línea eléctrica podría dañar el ducto o sus juntas aislantes. Un ducto nuevo en un corredor de líneas eléctricas, o una línea eléctrica nueva junto a un ducto existente, se debe modelar antes de la construcción.
¿Puede haber corrosión por CA aunque las lecturas de protección catódica cumplan?
Sí. La corrosión por CA ocurre en pequeños defectos del recubrimiento y no se ve con los criterios habituales de potencial de CC. La densidad de corriente alterna y continua medida en cupones da una mejor idea del riesgo.
¿La mitigación afecta el sistema de protección catódica?
No, si se diseña con desacopladores, que bloquean la CC y dejan pasar la CA. Una puesta a tierra conectada directamente al ducto descargaría la corriente de protección catódica, por eso las lecturas de protección catódica se revisan de nuevo después de instalar la mitigación.
¿Trabajan fuera de Texas y Colorado?
Sí. Nuestros ingenieros profesionales con licencia tienen licencias vigentes y anteriores en varios estados, y trabajamos en ductos de todo el país.
¿Qué necesitan para definir el alcance del trabajo?
Mapas de la ruta u hojas de alineamiento, los puntos donde las líneas eléctricas corren paralelas al ducto o lo cruzan, los datos existentes de estudios de protección catódica y las lecturas de CA que ya se hayan tomado. Por lo general, el propietario de la línea eléctrica tiene que proporcionar los datos de carga y de corriente de falla para el modelo.
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