Svein Jacob Kaspersen – Jotun
La battaglia contro la corrosione, in particolare la corrosione in stato di isolamento (CUI) è sempre di più al centro dell’attenzione nel settore energetico. Come sta affrontando questa tematica l’industria e come ridurre i rischi? Una nuova procedura di test standard che affronta questa importante sfida potrebbe preparare il terreno, così che il settore energetico possa conservare l’integrità dell’acciaio.
CUI è una problematica molto seria per gli impianti per la produzione di energia e lo è e lo sarà da e fino a quando ci sarà l’isolamento delle attrezzature d’acciaio. L’umidità si infiltra nel materiale isolante a causa della condensa oppure da fonti esterne.
In combinazione con temperature alte o cicliche, ciò crea le condizioni ottimali per uno sviluppo rapido della corrosione.
In base a quanto affermato dalla Norwegian Petroleum Safety Authority, più del 20% degli incidenti principali che riguardano gli impianti di petrolio e gas, che sono stati riportati nei paesi dell’Unione Europea a partire dal 1984, sono stati associati al CUI*. Quindi, non vi sono dubbi sul fatto che il CUI rappresenta una vera e propria sfida per quegli stabilimenti che si pongono come primo obiettivo quello di ridurre i rischi e i pericoli.
Spiegando questo tema da un punto di vista tecnico, Svein Jacob Kaspersen, Responsabile R&D di Speciality Temp and Tank di Jotun Performance Coatings ha affermato: “L’acciaio di carbonio standard può essere danneggiato dalle infiltrazioni di umidità nell’isolante a causa di precipitazioni della condensa nei processi ciclici oppure quando sistemi vengono disattivati per ragioni di manutenzione.
L’acciaio inossidabile può essere soggetto alla corrosione provocata dalla sollecitazione indotta dal cloruro esterno nel caso in cui contaminanti quali i cloruri dell’atmosfera o del sistema isolante siano presenti sulla superficie dell’acciaio.
Di conseguenza, le strutture d’acciaio in isolamento vengono protette normalmente con rivestimenti per prevenire i danneggiamenti correlati alla corrosione durante l’uso delle attrezzature”.
La CUI non è una scoperta recente, infatti questo argomento è stato discusso negli ultimi 50 anni anche se l’attenzione di recente è aumentata notevolmente. L’isolamento è richiesto anche per mantenere stabile la temperatura in alcuni dei vari processi che hanno luogo nelle raffinerie.
Kaspersen ha poi aggiunto che “una delle principali ragioni per cui l’importanza di CUI è cresciuta è che gli operatori sono sempre più convinti del ruolo dell’efficienza energetica e di come sia un fattore determinante per gli elementi di un impianto. Ciò può richiedere temperature fresche e criogeniche, ma anche temperature elevate”.
UNA MINACCIA NASCOSTA
Nonostante l’interesse crescente per CUI in ambito industriale, esso non sembra essere un punto fermo di riferimento.
Uno dei principali problemi è che scoprire CUI è estremamente difficile per i vari componenti coinvolti. Durante i processi, l’acciaio si espande e si contrae quando esposto a sbalzi di temperatura, ma il rivestimento che protegge l’acciaio potrebbe espandersi e contrarsi a velocità differenti. Ciò crea sollecitazioni sul rivestimento e potrebbe causare screpolature e esfoliazione lasciando l’acciaio privo di protezione e ad alte temperature, il rivestimento stesso potrebbe collassare.
“Per una condotta non isolata questa degradazione del rivestimento sarebbe visibile durante le ispezioni di routine. Tuttavia, una volta che lo strato di isolamento sia stato disposto attorno alla condotta, questi danneggiamenti diventano invisibili; potrebbero essere presenti dei segni in casi estremi come la formazione di macchie oppure il distacco di parte dell’isolante, ma su questo non è possibile fare affidamento. Inoltre, l’isolamento stesso richiede protezione dagli elementi in casi di esposizione e una copertura esterna o alloggiamento a copertura dello stesso”, ha sottolineato Svein Jacob Kaspersen.
Sebbene i produttori di vari componenti, tubature, rivestimenti, isolanti e involucri esterni possano aver lavorato e sviluppato prodotti finalizzati a ridurre l’incidenza di CUI, essi hanno operato prevalentemente su basi separate. Parte della sfida si pone quindi in ragione del fatto che vi è stata scarsa collaborazione fra le parti coinvolte.
LAVORARE INSIEME PER RISOLVERE IL PROBLEMA
Questa situazione è esistita fino al 2018 quando è stata pubblicata una normativa ISO per i test dei rivestimenti. I criteri di accettazione di analisi di ISO 19277 Qualification per i sistemi di rivestimento protettivi in stato di isolamento sono stati considerati un passo avanti nella giusta direzione ma gli elementi obbligatori non hanno analizzato in effetti il rivestimento con l’isolante.
Nello stesso anno, è stato avviato un Progetto comune dell’Industria (JIP) negli USA e la fase 1 è stata portata a termine nel 2023. Il lavoro è stato coordinato ed eseguito dall’Istituto di Ricerca Southwest (SwRI) a San Antonio, in Texas. La finalità iniziale è consistita nel determinare la durabilità di vari rivestimenti e tipologie di sistemi isolanti, applicabili a CUI. Fra coloro che ne hanno preso parte si citano otto operatori dell’industria petrolifera e del gas, cinque produttori di rivestimenti fra cui Jotun e un certo numero di fornitori di sistemi isolanti.
Leonardo Caseres, Responsabile Ingegnere del Dipartimento di Ingegneria dei Materiali del Southwest Research Institute si è espresso con queste parole: “Sono lieto che dopo anni di collaborazione, abbiamo infine stabilito un nuovo e aggiornato metodo di test per sistemi di rivestimenti e isolanti. Sebbene CUI abbia attirato sempre più attenzione in questi ultimi anni, la ricerca approfondita di questo argomento ha avuto dei limiti e questo è il motivo per cui il nostro progetto comune dell’industria (JIP) è un bene a vantaggio di tutta l’industria”.
Ha poi aggiunto: “Questo progetto si è basato su un approccio sistematico, analizzando come vari sistemi isolanti operano con i rivestimenti, riflettendo scenari realistici in cui vengono utilizzati vari rivestimenti insieme a varie tipologie di isolanti. Le conoscenze dei produttori di rivestimenti e di sistemi isolanti hanno dato un contributo inestimabile all’approfondimento. Inoltre, gli utilizzatori finali hanno fornito prospettive interessanti sul modo in cui questi sistemi hanno offerto la loro prestazione nella vita quotidiana nel corso degli anni. Collaborazioni come queste sono essenziali per approfondire le conoscenze su tematiche complesse come CUI. Questi progressi faciliteranno enormemente lo sviluppo di nuovi rivestimenti e di nuovi prodotti isolanti”.
La nuova procedura di test standard è pubblicata dall’Associazione per la Protezione e Prestazione dei Materiali (AMPP) come Metodo di Test per la Valutazione dei Rivestimenti Protettivi per Uso in condizioni di isolamento AMPP TM21442. Il documento AMPP afferma la logica che vi sta alla base e cioè che “Il metodo di test CUI attualmente disponibile in ambito industriale non riproduce le condizioni sul campo e si basa sul criterio ‘passa/non passa’ condotto per un tempo di esposizione prefissato ed è inadatto a stimare la vita utile del rivestimento e la prestazione. La normativa AMPP fornisce una metodologia di test completa e simula le condizioni sul campo in stato di isolamento per stabilire la prestazione di un rivestimento in uso”.
Nel corso del SwRI JIP, i vari avvolgimenti delle condotte con diverse tipologie di isolanti sono stati sottoposti ad analisi in condizioni secche/umide e cicli termici variabili da 21°C a 80°C e da 21°C a 315°C. Fra i rivestimenti analizzati vi erano prodotti della serie Jotatemp che hanno offerto una prestazione globalmente soddisfacente.
Commentando la partecipazione di Jotun a SwRI JIP, Ingrid Vee, Global Category Manager. Heat Resistance di Jotun ha affermato: “Siamo orgogliosi di aver dato un contributo allo sviluppo di questo nuovo standard industriale fornendo supporto e informazione e condividendo la nostra esperienza e abilità nel mondo della ricerca”.
Dal momento che lo studio del 2021 eseguito da DNV per il Norwegian Petroleum Institute ha registrato che gli operatori considerano CUI “la più grande minaccia all’integrità meccanica degli impianti produttori di petrolio e gas”, è comprensibile come mai questo tema sia ormai molto ‘caldo’ in ambito industriale. La degradazione dei componenti d’acciaio in un impianto energetico porrebbe un grande rischio per chi fosse nelle immediate vicinanze e influenzerebbe una vasta area oltre l’impianto stesso.
