Development of an electrical resistance-based corrosion monitoring system for offshore applications

Resumen

El objetivo principal de la tesis es el desarrollo de un sistema de monitorización remota de la corrosión para estructuras off-shore (eólica y oil & gas). Mediante este sistema se pretende medir en forma remota la velocidad de corrosión de estructuras expuestas a un medio altamente agresivo como el marino, y así conocer en tiempo real el estado de salud de las estructuras en servicio, permitiendo reducir costes de mantenimiento y reparación, etc. Las condiciones de trabajo de las estructuras offshore representan diversos retos científico-tecnológicos: El ambiente corrosivo y los fenómenos combinados de corrosión-fatiga, corrosión bajo tensión, tribocorrosión, los esfuerzos mecánicos debido al viento, olas, bloques de hielo flotante, la fragilización por hidrógeno, el biofouling en la parte sumergida, son algunos de ellos. Si bien se han llevado a cabo múltiples trabajos en el diseño de materiales y componentes offshore con el objetivo principal de incrementar la vida útil de los mismos, las condiciones extremas de trabajo a la que están sometidos estos materiales siguen representando un desafío que necesita de nuevos desarrollos.En la presente tesis se recogen sendos estados del arte relacionados con las diversas estructuras marinas susceptibles de ser monitorizadas por este sistema, los fenómenos de corrosión y como afectan a los materiales de interés, y estrategias sobre la protección frente a la corrosión y la monitorización de la misma. Paralelamente, se hace hincapié en el efecto de las bacterias sulfatoreductoras en la aleación de acero al carbono HSLA de grado R5 escogido en el presente proyecto. Se detalla la caracterización del acero HSLA empleado, su comportamiento frente a la corrosión comparado con otras aleaciones, una caracterización metalográfica completa que avala el uso del presente material en líneas de fondeo.Finalmente, se detalla de manera cronológica el desarrollo del sensor de corrosión basado en la técnica de la resistencia eléctrica, así como la caracterización de fenómenos parásitos asociados a las medidas de baja y ultra-baja resistencia sobre el que se basa el funcionamiento del sensor.