Los revestimientos de tanques son los caballos de batalla de la protección de activos en el mercado de petróleo y gas. Estos recubrimientos proporcionan una barrera crítica entre un producto almacenado y el tanque en el que está contenido. Sin ellos, el riesgo de corrosión y degradación del material es alto, razón por la cual Sherwin-Williams Protective & Marine ofrece soluciones de revestimiento para casi todos los activos de la cadena de suministro de petróleo y gas.
Hay varios factores a considerar al especificar revestimientos de tanques para diversos activos en cada fase del flujo de valor. Los requisitos de rendimiento, como la temperatura y la tolerancia química, y la resistencia a la corrosión, dictarán el tipo de revestimiento del tanque necesario para proteger el equipo de procesamiento, los recipientes de transporte y los tanques de almacenamiento. Las condiciones comerciales y de mercado, como la oferta, la demanda, la disponibilidad de recursos y los presupuestos, también pueden influir en las especificaciones del revestimiento de tanques.
En el mercado actual de petróleo y gas, los aplicadores y propietarios de activos deben adaptarse a las demandas cambiantes, limitar el tiempo de inactividad y equilibrar los recursos para mantener la rentabilidad, todo ello cumpliendo al mismo tiempo con los estándares del Instituto Americano del Petróleo (API). Seleccionar el revestimiento de tanque adecuado puede generar ahorros a largo plazo para ambas partes, por lo que es importante comprender la tecnología y el desarrollo detrás de los revestimientos modernos o de “próxima generación”.
La historia de los revestimientos de tanques
Desde la década de 1980, los avances tecnológicos han cambiado la forma en que se procesan y almacenan los productos químicos, particularmente en el mercado del petróleo y el gas. Sherwin-Williams ha sido líder de la industria en el desarrollo de revestimientos durante más de tres décadas y fue una de las primeras empresas en introducir en el mercado un revestimiento epoxi sin disolventes. Sherwin-Williams también fue pionera en revestimientos con un rápido retorno al servicio a través de sus tecnologías Opti-Check™ de pigmento ópticamente activo (OAP) y éster vinílico sin estireno.
Para ver la historia de los revestimientos en la industria de recubrimientos, consulte la Tabla 1 , que describe las tecnologías y especificaciones de revestimientos resistentes a productos químicos a lo largo de las últimas décadas.
TABLA 1: HISTORIA DE REVESTIMIENTOS RESISTENTES A QUÍMICOS
Año Tecnología de especificación Propiedades Pre-1980 Coal Tar Epoxis o Clasificado como carcinógeno en los EE. UU. en 1980 Pre-1980 Epoxis de película delgada o Se requieren pocas capas de sólidos y múltiples capas Pre-1980 Esquemas de revestimiento reforzado (epoxis y poliésteres) o Aplicación compleja 1980s Epoxis sin solventes de primera generación o Malas propiedades de aplicación 1980s Vynil esters en escamas de vidrio o Problemas extremos de salud y seguridad 1990s Epoxis sin solventes de segunda generación o Se utiliza para petróleo crudo y petroquímicos refinados. 1990s Novolacs epoxi fenólicos de primera generación o Capaz de soportar altas temperaturas y altas presiones 1990s Epoxis Fenólicos sin solventes de primera generación o Revestimientos aplicados con maquina plural y de una sola pierna para servicio de alta temperatura 2000 MIL-PRF-23236 presentado o Requisito establecido para garantizar una vida útil más larga del revestimiento y una inspección más sencilla. 2000s Epoxis sin solventes para lastre y combustible naval en MIL-PRF-23236 o Primer uso de revestimientos sin disolventes en la Marina de los EE. UU. 2000-2010s Epoxis Novolac o Larga vida útil comprobada para estos esquemas desde su lanzamiento
Cambiar los requisitos de rendimiento
Los requisitos de rendimiento para los revestimientos protectores de petróleo y gas han cambiado drásticamente desde sus inicios. Antes del uso de revestimientos de tanques, los petróleos crudos, los fuelóleos pesados y los diésel se consideraban no corrosivos, una teoría que se demostró errónea cuando la contaminación por agua y ácido provocó una corrosión severa y fondos de tanques «picados». Además, las tecnologías de revestimiento anteriores no abordaban la corrosión inducida microbiológicamente, que es una fuente importante de corrosión interna en los tanques de almacenamiento de acero dulce en varios mercados.
Consulte la Tabla 2 para conocer cambios adicionales en los requisitos de rendimiento.
TABLA 2: CAMBIOS EN LOS REQUISITOS DE DESEMPEÑO DEL REVESTIMIENTO DÉCADA DE 1960 – PRESENTE
VARIABLE MEDIADOS-FINALES DEL SIGLO XX 2010s Químico Petróleo crudo – calentado para carga y descarga Shale oil (petroleo de esquisto) y petróleos crudos ácidos o de mayor temperatura Almacenamiento Almacenamiento de petroquímicos simples y refinados Biodiesel (a base de aceite vegetal): el contenido de alcohol y ácido es una preocupación Tanques A menudo sin revestimiento, ya que se subestimó la naturaleza corrosiva de los productos petroquímicos crudos y refinados. Las modificaciones con bioetanol y otros alcoholes pueden tener un efecto negativo en las soldaduras de los tanques de almacenamiento de acero dulce. Aditivos para combustible Los oxigenados (éteres, etc.), colorantes de combustible, antioxidantes, etc., han cambiado el efecto que tiene el combustible sobre los revestimientos y el acero. La gasolina sin plomo es más agresiva para los revestimientos y los tanques de acero dulce debido al contenido de alcohol. Pureza del material almacenado En principio, requisitos simples para el agua potable (sabor y apariencia) y los combustibles de aviación. Aumento de los requisitos de pureza global para el agua potable (límites de extracción permitidos bajos) y demandas de alta pureza para el combustible de aviación citado en la Norma EI 1541. Aumento de la naturaleza agresiva del petróleo crudo N/A Crudos con alto contenido de azufre: depuradores de aminas. Mayor demanda de revestimientos de larga duración N/A Se confirma el desempeño de los revestimientos de calidad cuando los tanques salen de servicio
Los avances en tecnología, una comprensión más amplia de la química y actualizaciones significativas de la legislación exigen que los revestimientos proporcionen una mayor resistencia química y a la temperatura durante un período más largo. Después de años de estudiar el rendimiento en el campo, los expertos de la industria comprenden las características requeridas de los revestimientos modernos de petróleo y gas, no solo durante las etapas de construcción, sino también durante la pos-construcción y el mantenimiento.
Este conocimiento profundo ha permitido a los profesionales del petróleo y el gas tomar decisiones inteligentes e informadas al elegir el revestimiento adecuado. Al demostrar un rendimiento superior, los revestimientos con alto contenido de sólidos (UHS), sin disolventes y que retienen los bordes son ahora el estándar, lo que mejora la flexibilidad y mejora la esperanza de vida útil.
Lograr estándares API
Los revestimientos de tanques deben cumplir con los requisitos del ciclo de vida para que cumplan con las pautas estándar API. La API proporciona un marco y orientación sobre la construcción, protección e inspección de tanques de almacenamiento de acero sobre el suelo. Consulte el Apéndice A para obtener orientación API sobre revestimientos de tanques.
CARACTERÍSTICAS DE RENDIMIENTO DE LOS REVESTIMIENTOS MODERNOS
Al introducir cualquier producto nuevo en el mercado, Sherwin-Williams analiza su uso final e identifica formas en las que el producto puede ser más seguro, confiable y rentable dentro de su aplicación. Para los revestimientos de tanques, Sherwin-Williams diseña productos con una larga vida útil, facilidad de inspección y facilidad de aplicación como prioridad.
LARGA VIDA ÚTIL
Sherwin-Williams puede generar mejores tiempos de servicio y mejorar los costos del ciclo de vida mediante el desarrollo de recubrimientos que tienen mayor flexibilidad, resistencia química y retención de bordes. Como proveedor de soluciones de servicio completo, Sherwin-Williams se compromete a optimizar y hacer evolucionar su sólida cartera de productos para garantizar que los activos y las inversiones a largo plazo estén protegidos.
FACILIDAD DE INSPECCIÓN
Para los revestimientos de tanques, los procesos de inspección deben considerarse en una etapa temprana. De acuerdo con los estándares TU 11 de la Sociedad de Recubrimientos Protectores (SSPC) y en colaboración con los principales fabricantes de linternas UV, Sherwin-Williams ha desarrollado revestimientos con tecnología OAP. Estos revestimientos proporcionan una inspección visual eficiente y efectiva de recubrimientos epóxicos para aplicaciones industriales. Sherwin-Williams también ha desarrollado revestimientos con una retención superior de los bordes para garantizar que los materiales funcionen con un rendimiento óptimo tras la inspección.
FACILIDAD DE APLICACIÓN
La demanda de una mayor productividad ha llevado al desarrollo de productos que se pueden aplicar durante ventanas de aplicación más amplias, dentro de rangos más amplios de temperatura y humedad, y mediante múltiples capas en un día. Sherwin-Williams ha formulado productos para una fácil aplicación y un rápido retorno al servicio.
PUREZA
La capacidad de mantener la pureza en materiales clave en la industria del petróleo y el gas es crucial. La nueva tecnología de revestimiento de tanques de Sherwin-Williams cumple con la norma EI 1541, reconocida mundialmente: Requisitos para sistemas de revestimiento protector interno utilizados en sistemas de manipulación de combustible de aviación, que incluye varios requisitos estrictos de pureza que deben cumplirse una vez que el combustible ha estado expuesto al revestimiento.
La “Próxima generación» de recubrimientos de tanques: NOVA-PLATE® 360
La tecnología de revestimiento siempre está cambiando. Simplemente reemplazar lo que había anteriormente no es una opción: es importante mejorar y evolucionar los revestimientos para satisfacer los requisitos cambiantes del mercado.
Con las crecientes demandas de la industria del petróleo y el gas (temperaturas, presiones y exposición a sustancias químicas agresivas), Sherwin-Williams ha desarrollado Nova-Plate 360, un revestimiento de tanques de novolac reforzado con escamas. Este revestimiento altamente reticulado utiliza la última tecnología curativa multifuncional y novolaca y es el primer producto de su tipo.
Nova-Plate 360 proporciona una resistencia excepcional contra disolventes cada vez más agresivos y puede soportar mayores temperaturas y presiones. Este revestimiento minimiza el tiempo de inactividad de los activos y ahorra tiempo durante el proceso de inspección.
Sherwin-Williams implementó el proceso de desarrollo de productos con las siguientes intenciones en mente:
El sistema de polímero (resina) se optimizó para ofrecer resistencia química sin comprometer la flexibilidad, un requisito clave para una larga vida útil del revestimiento, vida útil y tiempo de curado.
La pigmentación fue seleccionada para salvaguardar la resistencia química y las propiedades de barrera. Se utilizó tecnología avanzada para unir los pigmentos a la resina, lo que mejora el rendimiento y refuerza la película mientras mantiene la viscosidad requerida para todos los métodos de aplicación comunes (sin aire, plural y otros).
Se incorporó óxido de aluminio para mejorar la resistencia a la abrasión.
Se incluyó PTFE, un aditivo hidrófobo con una resistencia química excepcional, para optimizar y mejorar las propiedades de limpieza sin afectar la capacidad del revestimiento para adherirse al acero o las propiedades del recubrimiento.
Se incorporó Opti-Check™ OAP para ayudar con la inspección, reduciendo la dependencia de las pruebas de chispas de alto voltaje.
Todas estas características se ajustaron y equilibraron con precisión para garantizar que el rendimiento y las características de la aplicación no se vieran comprometidos. Se utilizó un revestimiento competitivo clave para comparar durante cada etapa de desarrollo para garantizar que el rendimiento estuviera por delante de los productos actuales en el mercado.
Como referencia, la Tabla 3 muestra los resultados de las pruebas para Nova-Plate 360.
TABLA 3: PRUEBAS DE RENDIMIENTO DE NOVA-PLATE 360
TIPOS DE PRUEBAS PRUEBAS COMPLETADAS Aplicación e inspección 1. Airless spray (proporción baja) Propiedades mecánicas 1. Dureza Pruebas de inmersión isotérmica NACE TM0174 e ISO 2812 – para aprobaciones y guía de resistencia química – se han realizado extensas pruebas de terceros Prueba de autoclave Pruebas de terceros en mezclas de hidrocarburos, agua y gases ácidos
Nova-Plate 360 y API Para tanques de almacenamiento, es vital seguir API 652 para la correcta selección y aplicación de revestimientos según las condiciones de servicio y sustrato. Sherwin-Williams tiene una amplia experiencia con revestimientos de tanques, lo que le ha permitido diseñar Nova-Plate 360, un revestimiento con una larga vida útil que cumple con API 652.
Las inspecciones estándar de tanques de almacenamiento seguirán siendo un requisito de API 653 para garantizar una vida útil óptima. El diseño integral de revestimientos también se puede utilizar para simplificar el proceso de inspección a través de las siguientes características:
Al diseñar intencionalmente Nova-Plate 360 para que sea resistente a la abrasión y fácil de limpiar, este revestimiento simplifica los procesos de vaciado, limpieza e inspección. La facilidad de limpieza y la reducción de daños pueden ofrecer importantes ahorros de tiempo y dinero durante la vida útil del tanque.
Las mejoras con pigmentos ópticamente activos ofrecen beneficios durante la aplicación, ya que se puede comprobar si el revestimiento tiene agujeros. El uso de lámparas UV durante las inspecciones planificadas también identificará cualquier daño en el revestimiento, que puede no ser visible a simple vista, especialmente porque no se recomienda realizar pruebas de chispas después del servicio.
Están apareciendo nuevos métodos in situ que permiten una inspección predictiva más rápida de los tanques de almacenamiento. Nova-Plate 360 está diseñado para ser compatible con dichas técnicas de inspección. Estos métodos se aceptan como compatibles con API 653 y, combinados con revestimientos de larga duración, ofrecen enormes ahorros potenciales en los costos de inspección durante la vida útil proyectada de un tanque.
Satisfacer la necesidad de una vida útil más larga
Para satisfacer las demandas del mercado, Sherwin-Williams necesitaba desarrollar un nuevo producto que integrase la química novolac con la tecnología de aglutinante. Nova-Plate 360 cumple con estos estrictos requisitos del mercado en términos de rendimiento y precio, y exhibe propiedades de aplicación mejoradas.
Nova-Plate 360 no solo permite ahorrar tiempo mediante la aplicación y el curado, sino que su tecnología OAP identifica inmediatamente las áreas festivas y perdidas, lo que permite realizar rectificaciones al instante. La tecnología y la capacidad de UHS también se pueden aplicar en una amplia gama de espesores (15 a 50 mils), lo que hace que este revestimiento sea adecuado para proyectos de construcción y mantenimiento nuevos, donde se requiere la aplicación sobre superficies picadas.
La capacidad de resistir materiales agresivos se ha vuelto cada vez más importante para los tanques del siglo XXI, que a menudo contienen biocombustibles y gasolina oxigenada. A diferencia de sus predecesores, Nova-Plate 360 puede resistir estos químicos agresivos a altas temperaturas y presiones, lo que demuestra su rendimiento superior y su alta versatilidad de uso final.
Es probable que API 652 y API 653 sigan siendo los estándares clave de selección e inspección de revestimientos en el mercado durante bastante tiempo. Al desarrollar productos basados en nuevas tecnologías, iteraciones y aprendizajes, Sherwin-Williams ha demostrado que se pueden lograr ahorros de tiempo y costos. Este producto ha demostrado que los revestimientos de próxima generación pueden reducir la complejidad para los propietarios y especificadores.
Fuentes
API RP 652 Linings of Aboveground Petroleum Storage Tank Bottoms, Fifth Edition
API Std 653 Tank Inspection, Repair, Alteration, and Reconstruction, Fifth Edition, Includes Addendum 1 (2018), Addendum 2 (2020), and Errata 1 (2020)
EI Standard 1541 Requirements for internal protective coating systems used in aviation fuel handling systems
MIL-PRF-23236D, Performance Specification: Coating Systems for Ship Structures (15 Sep 2009)
ASTM D4541-17> Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers
NACE TM0174-2002, Laboratory Methods for the Evaluation of Protective Coatings and Lining Materials on Metallic Substrates in Immersion Service
ISO 2812-2:2018 Paints and varnishes — Determination of resistance to liquids — Part 2: Water immersion method
TM0185-2006-SG, Evaluation of Internal Plastic Coatings for Corrosion Control of Tubular Goods by Autoclave Testing
APÉNDICE A: ESTÁNDARES API
La API proporciona un marco y orientación sobre la construcción, protección e inspección de tanques de almacenamiento de acero sobre el suelo, incluidos:
API 650: Ofrece orientación sobre la construcción de tanques
API 651: sugiere el mejor uso de la protección catódica
API 652: Revisa los tipos y selección de revestimientos para protección de tanques de almacenamiento.
API 653: brinda orientación sobre los intervalos de inspección y cómo los revestimientos pueden ayudar a aumentarlos.
API 652 proporciona una guía detallada sobre la selección de un revestimiento y una dirección parcial sobre el tipo de revestimiento que se debe utilizar, pero en última instancia, la selección del revestimiento la decide la especificación o el ingeniero. La selección del revestimiento queda en manos del proveedor, considerando que los revestimientos genéricos pueden no tener el mismo rendimiento.
API 652 se basa en los siguientes criterios:
Estado del sustrato
Historial del tanque (incluidas reparaciones, hundimientos, carga anterior)
Material almacenado (temperatura, homologaciones, pureza y flexibilidad)
Durabilidad
API 652 también enfatiza la importancia de la preparación y aplicación de la superficie para lograr el rendimiento deseado del revestimiento. Los proveedores de revestimientos de calidad ofrecerán altos niveles de inspección durante la aplicación para ayudar a garantizar el rendimiento óptimo del revestimiento.
Cada categoría tiene diferentes características de rendimiento y aplicación.
Las inspecciones posteriores se determinan de acuerdo con un protocolo de inspección basado en riesgos, medido según la tasa de corrosión; y cumplir todos los criterios puede aumentar el intervalo máximo a 15 años.
Película delgada (<20 mils [500μm]) Película gruesa (>20 mils [500μm]) Película gruesa reforzada Epoxi solvente tradicional Epoxi sin solventes Epoxi sin solventes Fenólico de alta temperatura Epoxi fenólico sin solventes Epoxi fenólico sin solventes Epoxi sin disolventes Vynil Ester en escamas de vidrio Novolacs reforzadas Epoxi fenólico sin solventes
