CORROSION
Definición:
Reacción química o electroquímica de un metal o aleación con su medio circundante con el consiguiente deterioro de sus propiedades.
La reacción básica de corrosión es por tanto:
Me — Men+ + ne-
No siempre involucra un cambio de peso o deterioro visible
IMPORTANCIA
EFECTOS EN ACTIVIDADES HUMANAS
Industrias química, petroquímica, transportes, aeroespacial, naval, construcción civil, telecomunicaciones, medicina, patrimonio cultural, medio ambiente
Económicas:
– Reemplazo o reposición de maquinarias, equipos e instalaciones corroidas
Mantenimiento preventivo
Sobrediseño
Paralización de planta
Contaminación de productos
Daños a equipos adyacentes
Perdida de eficiencia
Interrupción en comunicación
IMPORTANCIA
COSTOS
Sociales:
Seguridad ? incendios, explosiones, escape de productos tóxicos… ? Pérdida de vidas humanas
Salud ?contaminación ambiental
Perdida de recursos naturales ? metales, minerales, combustibles usados en fabricación
Patrimonio cultural
Apariencia ?desagradables a la vista
IMPORTANCIA
COSTOS
¿POR QUÉ SE CORROEN LOS METALES?
(Gp:) Mineral
(Gp:) Transformación
(Gp:) uso
(Gp:) CORROSIÓN
(Gp:) E
(Gp:) E
“La fuerza impulsora que hace que los metales se corroan es una consecuencia natural de su inestabilidad en la forma metálica”
FACTORES QUE LLEVAN A LA CORROSION
CLASIFICACIÓN DE LA CORROSIÓN
Naturaleza del medio
Mecanismo de corrosión
Apariencia del material
Gaseosa
Atmosférica
Líquida
Subterránea
Química
Electroquímica
General
Galvánica
Hendidura
Picado
Erosión
Cavitación
Selectiva
Biológica
Intergranular
Bajo tensión
Fatiga
CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA
“ Deterioro de un material en que se produce un transporte simultáneo de electricidad, desde ciertas áreas de una superficie metálica, hacia otras áreas, a través de una solución capaz de conducir electricidad”
CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA
Medio acuosos ? Naturaleza Electroquímica
M + ne- ? M+n
Denota la existencia de:
Zona anódica (que sufre la corrosión)
Una zona catódica
Un electrolito
Fuerza electromotriz o fem
Es imposible medir potencial absoluto de una semicelda
SHE electrodo de hidrógeno estandar eºH+/H2= 0
Zn
Cu
Zn
Pt
V
V
Reacciones involucradas
Mecanismo de Oxidación
Corrosión por pila galvánica de electrodo único
CORROSIÓN SEGÚN LA APARIENCIA DEL METAL
(Gp:) Uniforme
(Gp:) Biológica
(Gp:) Picado
(Gp:) Galvánica
(Gp:) Erosión
(Gp:) Hendidura
(Gp:) Intergranular
(Gp:) Bajo tensión
(Gp:) Fatiga
(Gp:) Cavitación
(Gp:) APARIENCIA
(Gp:) Localizada
CORROSIÓN GENERAL O UNIFORME
Es un ataque homogéneo
Permite calcular la vida útil
Produce un deterioro “aceptable”.
La velocidad de corrosión es función de la naturaleza del metal, humedad, presencia de contaminantes
CORROSION ATMOSFÉRICA
· Es el tipo de corrosión más común, se caracteriza por un desgaste general sobre toda la superficie del metal.
· Se da principalmente cuando los metales están expuestos a los ácidos, aunque puede presentarse también en ambientes atmosféricos, en aguas aireadas, en suelos, etc.
· Sucede inicialmente cuando la superficie esta húmeda
CORROSIÓN GALVÁNICA
Dos metales disímiles se acoplan eléctricamente en un medio electrolítico.
CORROSIÓN POR HENDIDURA
Se presenta en espacios confinados o hendiduras que se forman cuando los componentes están en contacto estrecho.
La hendidura debe ser muy cerrada, con dimensiones menores a un milímetro.
Empaquetaduras, empalmes, pernos…
Su mecanismo es similar a la corrosión por picado.
CORROSIÓN POR EROSIÓN
Se da cuando soluciones con rápido flujo desprenden capas adheridas y depósitos que protegen contra la corrosión
Medios de alto flujo o turbulencia ? bombas, conductos turbinas
Son susceptibles los aceros al carbono y aleaciones de Cu y Al
Son resistentes: aleaciones de Ni, Ti.
CORROSIÓN CAVITACIÓN
Presiones ? estallar metal y los revestimientos protectores.
Ocurren a altas velocidades de flujo y cambio brusco en la dirección del mismo.
CORROSIÓN POR GRIETAS
Es causada por los cambios en la acidez, agotamiento del oxígeno, iones disueltos y ausencia de un inhibidor.
CORROSIÓN SELECTIVA O DE ALEACIÓN
Es la remoción preferencial de uno o más metales de una aleación en un medio corrosivo, tal como la remoción del zinc del bronce (dezincación), lo que conlleva al debilitamiento de los metales y a fallas en las tuberías
CORROSIÓN TUBERCULACIÓN
Los tubérculos son cúmulos de productos de corrosión y de depósitos que cubren las regiones localizadas de pérdida de metal.
Pueden atacar tuberías, lo que trae como consecuencia la disminución del flujo.
CORROSIÓN BIOLÓGICA
Microorganismos ? mecanismos que les permiten adquirir la energía vital.
CORROSIÓN INTERGRANULAR
Disolución preferencial en los límites de grano
Las propiedades físicas y químicas difieren con respecto al resto del material
Se presenta en aceros inoxidables, aleaciones de aluminio, de niquel y metales puros.
CORROSIÓN FATIGA
Se presenta a escala microscópica en forma de grietas transcristalinas
Acción simultánea de un medio corrosivo específico y esfuerzos alternados y cíclicos
Tubos intercambiadores de calor
Alabes de turbinas
Aceros en vapores con cloruros
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
El tiempo más efectivo para prevenir la corrosión es durante el diseño
Factores
Condiciones del medio ? comp qca, T °
Aspectos físicos ? Esfuerzos, soldadura, uso
Métodos de prevención de la corrosión
Selección
Material
Método de prevención adecuado
Factor económico
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
Datos de corrosión se derivan de diversas fuentes
Diseños previos (plantas o aplicaciones similares)
Datos del fabricante
Datos en publicaciones
Desarrollos especializados
Diseño de nuevos equipos y materiales
El diseñador debe estar actualizado en las innovaciones que permitan resolver problemas no tratados en el pasado
Naturaleza y composición de los materiales
Se deben considerar las condiciones extremas que puedan cambiar los materiales. Ej: agentes agresivos como los ácidos.
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
Corrosión General
Incrementar el espesor, controlar la composición, conformación de recipientes, P.C combinada con recubrimientos, drenajes de aguas, evitar arrastre de contaminación por aire, accesos para mantenimiento y reparación, evitar las esquinas.
Corrosión Atmosferica:
· Selección de materiales apropiados en el diseño
· Cambios de ambiente (uso de inhibidores, control de PH, desaireación).
· Recubrimientos metálicos o pinturas
· Técnicas electroquimicas:
a. Protección anodica
b. protección catódica
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
Galvanica:
· Selección de materiales
· Efecto de área
· Precaución con recubrimientos
· Inhibidores
· Protección catódica
· Diseño
Aislamiento
Erosion – Cavitacion:
Mitigar turbulencias
Ajustar capacidad de bombeo y dimensiones de tubería
Evitar cambio de dirección
Usar curvas y evitar angulos
Usar deflectores (dism velocidad)
Evitar soldadura dentro de la tubería
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
Hendidura:
Diseño de uniones, soldadura de uniones
Evitar acumulación de líquidos
Limpieza y remoción periódica
Drenaje completo
Sustitución de aleación de menor Rcorr (es preferible una tasa predecible a localizada inpredecible)
Fatiga:
· Disminuir los esfuerzos cíclicos
· Evitar entallas
· Utilizar encubrimientos de sacrificio(cinc, cadmio sobre acero).
· Proporcionar suficiente flexibilidad para reducir sobreesfuerzos debido a expansión térmica, vibración, choques y trabajo de la estructura o equipo
· Utilizar inhibidores de corrosión
· Seleccionar materiales apropiados
· Usar chorro de perdigones el cual induce esfuerzos de compresión en la superficie y tiende a reducir la fatiga por corrosión.
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
· Biologica:
Uso de bactericidas, fungicidas y algicidas los cuales deben ser probados en le laboratorio para determinar las dosis más convenientes a utilizar
· Selección de materiales resistentes a la corrosión
· Realizar análisis bacteriológicos
· Origen del agua y uso previsto
· Naturaleza de las instalaciones
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
Protección catódica
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN
Materiales usados en la conducción de agua, sin y con control de la corrosión