Nuevos estándares impulsan la protección contra la corrosión para conductos de acero

En ingeniería eléctrica, seleccionar el método de cableado apropiado es crucial, siendo la vida útil a menudo la principal consideración. La resistencia a la corrosión de los materiales impacta directamente en la fiabilidad y durabilidad de todo el sistema en diversos entornos de instalación. Si bien ningún material es completamente inmune a la corrosión, el proceso es controlable. Los sistemas de conductos de acero son muy favorecidos por su excepcional resistencia mecánica y protección a largo plazo de cables y alambres. Sin embargo, debido a la diversidad de los entornos de instalación, predecir con precisión la vida útil de los sistemas de conductos de acero es casi imposible. Por lo tanto, una comprensión profunda de los requisitos de protección contra la corrosión en las normas de productos de conductos de acero, la adhesión al Código Eléctrico Nacional® (NEC®) , y la aplicación juiciosa de medidas de protección contra la corrosión suplementarias son clave para seleccionar el sistema óptimo para entornos específicos.

Los fabricantes de conductos de acero de EE. UU., incluidos los miembros de la Sección 5RN de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) y el Comité de Conductos Americanos del Instituto de Tubos de Acero de América del Norte (STINA), producen productos de conductos de acero que cumplen con los más altos estándares. Estos productos incluyen conductos de acero rígidos (RSC), conductos metálicos intermedios (IMC), tubos metálicos eléctricos (EMT) y codos, conectores y acoplamientos asociados. Para garantizar el cumplimiento de los requisitos del NEC, todos los conductos deben estar certificados. Los productos miembros de NEMA/STI están certificados según las normas de Underwriters Laboratories (UL): UL 6 para RSC y componentes asociados, UL 1242 para IMC y UL 797 para EMT.

Si bien las normas UL no incluyen pruebas explícitas de vida útil, sí establecen rigurosos requisitos de prueba y rendimiento para los recubrimientos protectores en conductos de acero, EMT y componentes relacionados. Típicamente, el recubrimiento de la superficie exterior (OD) es de zinc, mientras que la superficie interior (ID) puede presentar recubrimientos de zinc u orgánicos. UL emplea la prueba de sulfato de cobre (comúnmente conocida como prueba de Preece) para evaluar la calidad del recubrimiento de zinc, asegurando una protección adecuada contra la corrosión. Una muestra pasa si no aparecen depósitos de cobre brillantes y adherentes después de cuatro inmersiones de 60 segundos en solución de sulfato de cobre.

El proceso de aplicación de zinc a las superficies de acero, conocido como galvanización, ha protegido el acero contra el óxido durante más de 200 años. Las propiedades únicas del zinc lo hacen ideal para la protección contra la corrosión del acero. Primero, crea una barrera física entre el acero y el medio ambiente. Segundo, proporciona protección sacrificial (galvánica). Dado que el acero tiene un potencial más positivo que el zinc (atrayendo electrones del zinc), el flujo de corriente del zinc al acero reduce la tasa de corrosión del acero. Por lo tanto, el recubrimiento de zinc se "sacrifica" para proteger el acero. Incluso con daños localizados, la galvanización continúa protegiendo el acero. El polvo blanco en las superficies de los conductos o EMT indica protección activa de zinc (óxido de zinc), mientras que el rojo indica óxido de acero (óxido de hierro). UL permite recubrimientos suplementarios sobre la protección primaria contra la corrosión (por ejemplo, zinc), que la mayoría de los fabricantes de EE. UU. aplican para una protección adicional.

Para RSC e IMC, UL requiere recubrimientos protectores en las roscas de los conductos hasta la instalación. Estos productos se envían con un conector en un extremo y un protector de rosca en el otro, a menudo codificados por colores según el tamaño: azul para tamaños pares, negro para 1/2 y rojo para 1/4 pulg. en RSC; naranja para tamaños pares, amarillo para 1/2 y verde para 1/4 pulg. en IMC.

En 1965, el NEC añadió un requisito de que "los conductos deben ser adecuados para el entorno corrosivo al que están expuestos". Sin un método claro para demostrar la idoneidad, UL realizó investigaciones, pruebas de campo y pruebas de laboratorio, lo que resultó en directrices de protección contra la corrosión suplementarias publicadas en el Información general para equipos eléctricos (Libro Blanco) y Directorio de equipos de construcción eléctrica (Libro Verde).

Entornos de hormigón: Tanto el hormigón como el suelo presentan altos riesgos de corrosión. Las directrices de UL establecen que los conductos de acero rígidos galvanizados (GRC) o IMC en hormigón normalmente no requieren protección adicional. Para EMT en losas de hormigón sobre el suelo, la protección adicional suele ser innecesaria, pero las instalaciones de losas bajo el suelo pueden requerirla.

Entornos de suelo: UL señala que GRC en contacto con el suelo generalmente no necesita protección adicional a menos que la resistividad del suelo caiga por debajo de 2.000 ohm-cm (medido por las empresas de servicios locales). La autoridad competente (AHJ) determina si se necesita protección adicional. EMT en contacto con el suelo normalmente requiere protección suplementaria.

Transiciones de hormigón a suelo: Puede producirse una corrosión severa donde el conducto de acero o EMT hace la transición del hormigón al suelo. Los fabricantes de NEMA/STI recomiendan al menos 4 pulgadas de protección adicional en ambos lados del punto de transición. En las zonas costeras, el mismo enfoque protege el EMT que hace la transición del hormigón al aire salado.

Comprender las reglas del NEC es esencial para determinar los requisitos de protección contra la corrosión adicionales. El artículo 344 del NEC cubre los conductos metálicos rígidos (incluido el acero, el aluminio, el latón rojo y el acero inoxidable), el artículo 342 aborda el IMC (solo acero) y el artículo 358 cubre el EMT. El artículo 300.6 (Protección contra la corrosión y el deterioro) también contiene información crítica.

Los conductos rígidos de acero y acero inoxidable están permitidos en "todas las condiciones atmosféricas y ocupaciones", incluyendo hormigón, enterramiento directo y áreas severamente corrosivas si "se proporcionan con protección contra la corrosión y se aprueban para la condición". Los conductos de acero listados por UL cumplen con esto a través de su recubrimiento de zinc (típico), con la aprobación de la instalación por parte de la AHJ. Los conductos rígidos de aluminio requieren protección adicional aprobada por la AHJ en hormigón o enterramiento directo.

Los requisitos de IMC reflejan los de los conductos rígidos de acero. EMT está permitido en hormigón, suelo o áreas severamente corrosivas si está debidamente protegido y aprobado. La acción galvánica entre el aluminio y el acero es insignificante, lo que permite su uso combinado si no están expuestos a una corrosión severa.

El artículo 300.6 del NEC incluye requisitos para roscas cortadas en campo: donde se necesita protección contra la corrosión, las roscas deben recubrirse con un compuesto conductivo y resistente a la corrosión aprobado (típicamente pintura rica en zinc o alternativas listadas por UL).

Si bien los recubrimientos de conductos de acero y EMT proporcionan una excelente protección, los entornos altamente corrosivos pueden requerir medidas suplementarias como pintura, envolturas de cinta, envolturas termo retráctiles (todos requieren la aprobación de la AHJ) o recubrimientos de PVC aplicados en fábrica sobre el recubrimiento primario.

Pintura: Las opciones aceptables incluyen recubrimientos de asfalto, pinturas ricas en zinc o pinturas epoxi acrílicas, de poliuretano o resistentes a la intemperie (evite las pinturas a base de aceite o alquídicas). La preparación de la superficie es crítica: limpie, enjuague y seque sin abrasión que pueda dañar la capa de zinc. Las imprimaciones compatibles o los sistemas de dos capas mejoran la protección.

Envolturas de cinta y envolturas termo retráctiles: Las cintas especiales de alta adhesión deben superponerse para cubrir completamente los conductos y accesorios. Las envolturas termo retráctiles no requieren una fuente de calor. Los fabricantes proporcionan orientación sobre la instalación.

Conducto recubierto de PVC: Las normas UL (UL 6, UL 1242, UL 797) abordan los recubrimientos suplementarios, que no necesitan cumplir con los requisitos de protección contra la corrosión primaria. Los recubrimientos no metálicos se evalúan en cuanto a la propagación de la llama, el impacto en la protección primaria, el ajuste del acoplamiento y la continuidad eléctrica. Si el PVC está listado como un método primario junto con la galvanización, también debe pasar las pruebas de niebla salina, CO húmedo ₂ -SO ₂ -aire y UV/agua. NEMA RN-1 proporciona especificaciones de recubrimiento de PVC para ayudar en la selección.

Las roscas cortadas en campo en conductos recubiertos de PVC requieren el mismo recubrimiento conductivo y resistente a la corrosión obligatorio por el NEC, disponible de los fabricantes o como productos listados por UL.

La corrosión es compleja, influenciada por factores como el potencial/resistencia galvánica (entre áreas anódicas/catódicas), polvo, productos químicos, pH, temperatura y humedad. La selección adecuada del producto, el mantenimiento y el control ambiental pueden ralentizar la corrosión.

Más allá del hormigón y el suelo, el polvo puede ser altamente corrosivo (por ejemplo, el conducto recubierto de PVC no es adecuado para ubicaciones de Clase II debido a las cargas estáticas). Los productos químicos afectan tanto a los conductos metálicos como a los no metálicos: los fabricantes pueden proporcionar datos de resistencia química, pero la experiencia local sigue siendo el mejor indicador de aplicabilidad.

En entornos químicos líquidos, el pH afecta a la corrosión. Según la Asociación Americana de Galvanizadores, la galvanización funciona bien en soluciones con un pH superior a 4,0 e inferior a 12,5, mientras que el aluminio se adapta a un pH de 4 a 9.

Los conductos y EMT de acero galvanizado cuentan con excelentes recubrimientos de protección contra la corrosión que garantizan una larga vida útil. En entornos severamente corrosivos, la protección suplementaria puede extender aún más la longevidad del sistema.