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CorrCAD


CorrCAD permite abordar de manera realista y precisa una gran variedad de problemas de corrosión científicos y técnicos, tanto en instalaciones marítimas como en instalaciones terrestres. CorrCAD puede predecir el grado de control de corrosión proporcionado por un sistema de protección catódica por corriente impresa (PCCI) o por un sistema de protección catódica por ánodo galvánico o de sacrificio (PCAG/PCAS). También permite evaluar el efecto de las corrientes vagabundas, como las generadas por electrodos de corriente continua de alta tensión (HVDC) o por sistemas de tracción ferroviaria de corriente continua, sobre la corrosión de estructuras metálicas enterradas. CorrCAD incluye métodos avanzados que ayudan a optimizar la ubicación y las características del sistema de protección contra la corrosión, así como a minimizar los efectos de la interferencia por corrientes vagabundas en las estructuras protegidas, como tuberías y tanques terrestres, plataformas petroleras marítimas, muelles de carga marinos y otras instalaciones similares.

Módulos de cálculo aplicables

RESAP MALZ HIFREQ




Descripción técnica

La función principal de CorrCAD consiste en determinar el grado de control de la corrosión proporcionado por un sistema en particular. Las aplicaciones típicas de CorrCAD para el control de la corrosión incluyen sistemas de protección catódica por corriente impresa (PCCI), en los cuales una corriente catódica es inyectada en la estructura a proteger, y la conexión de metales más eléctricamente activos que el que está siendo protegido (es decir, un material mas anódico) en sistemas de protección catódica por ánodo galvánico o de sacrificio (PCAG o bien PCAS), en los cuales el ánodo proporciona electrodos para reemplazar aquellos que se perdieron durante la oxidación del metal protegido.

CorrCAD también permite estimar el efecto de las corrientes vagabundas, como las generadas por electrodos de corriente continua de alta tensión (HVDC) o por sistemas de tracción ferroviaria de corriente continua, sobre la corrosión de estructuras metálicas enterradas Puede evaluar el nivel de corrosión de la estructura y ayuda a optimizar la ubicación y las características del sistema de protección contra la corrosión (como PCCI o PCAG) para minimizar los efectos de la interferencia de las corrientes vagabundas en las estructuras protegidas, como tuberías, tanques, plataformas petroleras, navíos, muelles de carga marinos y otras instalaciones similares.


Interfaz principal de CorrCAD




Aspectos técnicos destacados

La interfaz gráfica del usuario basada en CAD ofrece una solución completa y simple para definir con precisión redes complejas, visualizar y modificar las estructuras a proteger y sus sistemas de protección, así como para calcular y examinar los resultados. CorrCAD integra el poder computacional de los módulos MALZ y HIFREQ, incluyendo su capacidad de calcular las corrientes de extensas redes de conductores y la resolución de condiciones límite electroquímicas no lineal utilizando un enfoque iterativo de punto fijo. Los módulos de cálculo MALZ y HIFREQ son los motores principales que permiten calcular las corrientes y los campos electromagnéticos de los conductores en una red arbitraria inmersa en estructuras de suelo arbitrarias. La resolución de problemas de protección catódica (PC) utiliza los métodos numéricos de MALZ o HIFREQ con la iteración simple de punto fijo. Comienza con un valor inicial de potencial o de corriente y resuelve las condiciones límite no lineales. La curva de polarización (condición límite no lineal) es utilizada durante el proceso iterativo para calcular la nueva entrada (potencial o corriente) para la siguiente iteración. La iteración se detiene cuando la diferencia entre dos etapas sucesivas es inferior al umbral de tolerancia especificado o si se alcanzó el número máximo de iteraciones.

Los módulos de cálculo de CorrCAD toman en cuenta los efectos de polarización, es decir, consideran la resistencia de polarización. El potencial calculado de estructura a suelo es la diferencia de potencial entre el potencial del metal de la estructura protegida y el potencial del electrolito en el punto de referencia e incluye el potencial de polarización. Tanto la caída de potencial del recubrimiento como del potencial del suelo remoto -es decir, con la PCCI conectada a la estructura a proteger- son consideradas como la caída de potencial óhmico que se debe eliminar de la evaluación de la efectividad de la protección catódica. La medida real de efectividad de la PC o la caracterización directa del nivel de interferencias de las corrientes vagabundas constituye el potencial de polarización, es decir, la PCCI no está conectada a la estructura a proteger. Dicho esto, CorrCAD:

  • Tiene en cuenta la resistencia de polarización para los cálculos.
  • Proporciona el potencial de polarización que es el valor más significativo para la evaluación de la corrosión.

CorrCAD ofrece la posibilidad de determinar la efectividad de la corrosión considerando los datos de polarización experimentales, como las curvas de polarización. Cuando la tubería cuenta con un buen recubrimiento, CorrCAD calcula la densidad de corriente utilizando la curva de polarización proporcionada del acero recubierto, elimina los efectos de la caída de potencial óhmico para que la densidad de corriente de la protección del recubrimiento y la sobretensión correspondiente (que resulta cuando la PCCI no está conectada a la estructura a proteger) se obtengan con precisión.




Capacidades de CorrCAD

Este un resumen de las capacidades del paquete de software CorrCAD.

  • Permite modelar con precisión extensas redes de puesta tierra metálicas en complejas estructuras de suelo, como suelos con capas horizontales y verticales con volúmenes finitos multiregión integrados de suelos que poseen resistividades arbitrarias sin necesidad de utilizar soluciones tediosas basadas en elementos finitos.
  • Permite calcular las corrientes de fuga, los potenciales de tierra y los campos eléctricos asociados con una red enterrada de conductores o estructuras metálicos, teniendo en cuenta un proceso de polarización no lineal.
  • Toma en cuenta la atenuación a lo largo de los conductores y determina las caídas de potencial entre una parte y otra del sistema, así cono las tensiones de transferencia hacia otras estructuras enterradas, lo que permite un cálculo preciso de los potenciales a lo largo de la tubería. La presencia de impedancias concentradas (resistencias y condensadores) también puede ser tomada en cuenta.
  • Permite modelar tuberías recubiertas, cada una con diferentes características de recubrimiento (es decir, resistividad, permitividad y espesor efectivos del recubrimiento), si se desea. Asimismo. admite plenamente cables y placas.
  • Finalmente, toma en cuenta el potencial electroquímico de polarización, que es el indicador más significativo de la efectividad de la protección catódica y de la conveniencia de los métodos de mitigación implementados con el objetivo de minimizar los efectos de las interferencias de las corrientes vagabundas. El proceso de polarización no lineal puede ser tomado en consideración utilizando cinco modelos:
    • 1) El modelo no lineal de polarización por activación de la ecuación de Butler-Volmer, que utiliza el método de mínimos cuadrados no lineales para determinar los cuatro parámetros que controlan el modelo, a saber, la densidad de corriente de corrosión, el potencial de equilibrio y las pendientes anódica y catódica de Tafel.
    • 2) El modelo no lineal de polarización por concentración de la ecuación de Butler-Volmer, que utiliza el método de mínimos cuadrados no lineales para determinar los cinco parámetros que controlan el modelo, a saber, la densidad de corriente de corrosión, el potencial de equilibrio, las pendientes anódica y catódica de Tafel y la densidad de la corriente catódica límite.
    • 3) El modelo no lineal de polarización por concentración anódica y catódica de Butler-Volmer, que utiliza el método de mínimos cuadrados no lineales para determinar los seis parámetros que controlan el modelo, a saber, la densidad de corriente de corrosión, el potencial de equilibrio, las pendientes anódica y catódica de Tafel y las densidades de corriente límite anódica y catódica.
    • 4) El modelo de polarización polinomial, que utiliza el método de mínimos cuadrados para determinar los coeficientes de un modelo polinomial.
    • 5) El modelo de polarización de la tabla de búsqueda que utiliza la interpolación lineal para determinar el valor de la polarización entre dos muestras consecutivas de datos de polarización.



Interfaz intuitiva y poderosas funcionalidades

CorrCAD proporciona una interfaz gráfica de usuario sumamente intuitiva que simplifica y reduce el tiempo necesario para especificar los parámetros del sistema a analizar. Las principales características y funcionalidades de esta interfaz son:

La interfaz de CAD

Esta interfaz permite importar o definir las coordenadas de la trayectoria de una estructura metálica mediante gráficas o tablas utilizando formatos estándar, como Excel CSV, o un archivo SICL del programa MALT, MALZ o bien HIFREQ de SES, así como archivos KML de Google Earth™. Es posible asignar características apropiadas con diferentes secciones transversales a cada trayectoria.

Múltiples energizaciones

La energización apropiada de una red de estructuras metálicas es esencial cuando se efectúan estudios de protección contra la corrosión. CorrCAD ofrece la capacidad de energizar el sistema en intervalos definidos o ubicaciones arbitrarias. Esta capacidad proporciona una manera fácil de calcular los potenciales de tubería a suelo (simulando la conexión de la protección catódica (PC) a la estructura a proteger en el campo) a lo largo de tuberías y estructuras similares, así como de verificar si los potenciales de tubería al suelo no se atenúan a niveles inadecuados lejos de los rectificadores y que los potenciales de tubería a suelo no sean excesivos en las ubicaciones de la energización de corriente (es decir, rectificadores).

Modelos de ánodos y de estructuras personalizadas

CorrCAD admite el modelado detallado de ánodos, cables, placas o cualquier estructura utilizando la función de modelización 'Entidad', los que pueden ser predefinidos en un archivo MALZ o HIFREQ e importados desde las colecciones de bases de datos proporcionadas, para despúes ser insertados en cualquier ubicación de la red del sistema.

Rendimiento de los ánodos en complejos de suelo

CorrCAD proporciona información detallada sobre el rendimiento de ánodos de sacrificio individuales, como la tasa de consumo, la esperanza de vida y la vida útil del ánodo. Además, un análisis de las camas anódicas está disponible. Todos los análisis se pueden efectuar para modelos de suelo arbitrario y multicapas. Un modelo de suelo puede ser fácilmente importado a partir de un archivo de salida de RESAP o de un archivo de SoilModelEditor, de un archivo de entrada de MALZ o HIFREQ; también puede ser simplemente definido en el módulo integrado SoilModelEditor.

Potencial nativo respecto a un electrodo de sulfato de cobre o un electrodo estándar de hidrógeno

Los potenciales nativos (serie galvánica) pueden ser especificados en CorrCAD para tomar en cuenta el potencial natural de un metal con respecto al suelo. Para simplificar las cosas, en la presente versión es posible importar los valores medidos con respecto a los electrodos de sulfato de cobre y los electrodos estándar de hidrógeno. Los efectos de la polarización que representan el comportamiento de ambas estructuras metálicas y de los ánodos son considerados, de proceder.

Polarización

Las curvas de polarización para cada reacción electroquímica individual, así como las reacciones catódicas y anódicas y la polarización pueden ser, opcionalmente, especificadas y presentadas y serán utilizadas en los cálculos. CorrCAD proporciona una herramienta de digitalización, llamada SESCurveFitDigitizer, puede digitalizar curvas de polarización en formatos estándar de imagen a fin de obtener los parámetros de la curva de polarización que son necesarios para efectuar un análisis completo de corrosión de acuerdo al tipo de función seleccionado.

Herramientas completas de presentación y de datos de salida

Los valores pertinentes calculados pueden ser presentados como una gráfica de curvas en 2D o de manchas en 2D o como una gráfica en 3D. La mayoría de los resultados pueden ser exportados hacia un archivo de formato CSV de Excel.

Ayuda en línea contextual

Cuando necesite una explicación o un recordatorio rápido de la función de una sección de ventana, simplemente haga clic en dicha sección, presione la tecla F1 y una ayuda contextual se abrirá de inmediato.