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Corrosión




Enviado por Oscar González



    INTRODUCCION

    DEFINICIONES *

    PROTECCION
    CATODICA
    *

    FUNDAMENTO DE LA PROTECCION
    CATODICA
    *

    POLARIZACION
    CATODICA.
    *

    CONSIDERACIONES DE DISEÑO
    PARA LA PROTECCION CATODICA EN TUBERIAS
    ENTERRADAS
    *

    RESPECTO A LA ESTRUCTURA A
    PROTEGER
    *

    RESPECTO AL
    MEDIO
    *

    SISTEMAS DE PROTECCION
    CATODICA
    *

    ANODO GALVANICO *

    CARACTERISTICAS DE UN ANODO DE
    SACRIFICIO
    *

    TIPOS DE ANODOS *

    RELLENO
    BACKFILL
    *

    DISEÑO DE INSTALACION PARA
    ANODO GALVANICO
    *

    CARACTERISTICAS DE LOS ANODOS
    GALVANICOS
    *

    CORRIENTE
    IMPRESA
    *

    ANODOS UTILIZADOS EN LA CORRIENTE
    IMPRESA
    *

    FUENTE DE
    CORRIENTE
    *

    EL RECTIFICADOR *

    OTRAS FUENTES DE
    CORRIENTES
    *

    COMPARACION DE LOS SISTEMAS *

    MEDIAS CELDAS DE
    REFERENCIA
    *

    CRITERIOS DE
    PROTECCION
    *

    RESISTIVIDAD DEL SUELO *

    Introduccion

    El presente trabajo tiene como finalidad
    ampliar los conocimientos teóricos que se imparten en la
    cátedra, mediante la investigación bibliográfica de este
    tema.

    Se pretende con ello enfocar varios
    puntos de vistas sobre un tema que es suma importancia dentro de
    la carrera de mantenimiento,
    en vista de los efectos indeseables que la corrosión deja en equipos, maquinarias y
    estructuras.

    Se plantearán las posibles
    soluciones a
    este fenómeno natural de los materiales
    como lo son entre otros y muy principalmente la protección
    catódica, en sus diferentes versiones.

    El trabajo consta de un desarrollo el
    cual como fue indicado ha sido redactado mediante la investigación en textos.

    Definiciones

    Se entiende por corrosión la interacción de un metal
    con el medio que lo rodea, produciendo el consiguiente deterioro
    en sus propiedades tanto físicas como químicas. Las
    características fundamental de este
    fenómeno, es que sólo ocurre en presencia de un
    electrólito, ocasionando regiones plenamente
    identificadas, llamadas estas anódicas y catódicas:
    una reaccción de oxidación es una reacción
    anódica, en la cual los electrones son liberados
    dirigiéndose a otras regiones catódicas. En la
    región anódica se producirá la
    disolución del metal (corrosión) y, consecuentemente en la
    región catódica la inmunidad del metal.

    Los enlaces metálicos tienden a
    convertirse en enlaces iónicos, los favorece que el
    material puede en cierto momento transferir y recibir electrones,
    creando zonas catódicas y zonas anódicas en su
    estructura. La
    velocidad a
    que un material se corroe es lenta y continua todo dependiendo
    del ambiente donde
    se encuentre, a medida que pasa el tiempo se va
    creando una capa fina de material en la superficie, que van
    formándose inicialmente como manchas hasta que llegan a
    aparecer imperfecciones en la superficie del metal.

    Este mecanismo que es analizado desde un
    punto de vista termodinámico electroquímico, indica
    que el metal tiende a retornar al estado
    primitivo o de mínima energía, siendo la corrosión por lo tanto la causante de
    grandes perjuicios económicos en instalaciones enterradas.
    Por esta razón, es necesario la oportuna
    utilización de la técnica de protección
    catódica.

    Se designa químicamente corrosión por suelos, a los
    procesos de
    degradación que son observados en estructuras
    enterradas. La intensidad dependerá de varios factores
    tales como el contenido de humedad, composición química, pH del
    suelo, etc. En
    la práctica suele utilizarse comúnmente el valor de la
    resistividad eléctrica del suelo como
    índice de su agresividad; por ejemplo un terreno muy
    agresivo, caracterizado por presencia de iones tales como
    cloruros, tendrán resistividades bajas, por la alta
    facilidad de transportación iónica.

    La protección catódica es
    un método
    electroquímico cada vez más utilizado hoy en
    día, el cual aprovecha el mismo principio
    electroquímico de la corrosión, transportando un gran
    catódo a una estructura
    metálica, ya sea que se encuentre enterrada o sumergida.
    Para este fin será necesario la utilización de
    fuentes de
    energía externa mediante el empleo de
    ánodos galvánicos, que difunden la corriente
    suministrada por un transformador-rectificador de
    corriente.

    El mecanismo, consecuentemente
    implicará una migración
    de electrones hacia el metal a proteger, los mismos que
    viajarán desde ánodos externos que estarán
    ubicados en sitios plenamente identificados, cumpliendo
    así su función

    A está protección se debe
    agregar la ofrecida por los revestimientos, como por ejemplo las
    pinturas, casí la totalidad de los revestimientos
    utilizados en instalaciones enterradas, aéreas o
    sumergidas, son pinturas industriales de origen orgánico,
    pues el diseño
    mediante ánodo galvánico requiere del cálculo de
    algunos parámetros, que son importantes para proteger
    estos materiales,
    como son: la corriente eléctrica de protección
    necesaria, la resistividad eléctrica del medio
    electrólito, la densidad de
    corriente, el número de ánodos y la resistencia
    eléctrica que finalmente ejercen influencia en los
    resultados.

    Tipos de
    Corrosión

    Se clasifican de acuerdo a la apariencia
    del metal corroído, dentro de las mas comunes
    están:

    1. Corrosión uniforme: Donde la
      corrosión química o
      electroquímica actúa uniformemente sobre toda la
      superficie del metal
    2. Corrosión galvánica:
      Ocurre cuando metales
      diferentes se encuentran en contacto, ambos metales poseen
      potenciales eléctricos diferentes lo cual favorece la
      aparición de un metal como ánodo y otro como
      cátodo, a mayor diferencia de potencial el material con
      mas áctivo será el ánodo.
    3. Corrosión por picaduras:
      Aquí se producen hoyos o agujeros por agentes
      químicos.
    4. Corrosión intergranular: Es la
      que se encuentra localizada en los límites de grano,
      esto origina perdidas en la resistencia que
      desintegran los bordes de los granos.
    5. Corrosión por esfuerzo: Se
      refiere a las tensiones internas luego de una
      deformación en frio.

    Protección contra la
    corrosión

    Dentro de las medidas utilizadas
    industrialmente para combatir la corrosión están las
    siguientes:

    1. Uso de materiales
      de gran pureza.
    2. Presencia de elementos de
      adición en aleaciones,
      ejemplo aceros inoxidables.
    3. Tratamientos térmicos
      especiales para homogeneizar soluciones
      sólidas, como el alivio de tensiones.
    4. Inhibidores que se adicionan a
      soluciones
      corrosivas para disminuir sus efectos, ejemplo los
      anticongelantes usados en radiadores de los
      automóviles.
    5. Recubrimiento superficial: pinturas,
      capas de oxido, recubrimientos metálicos
    6. Protección
      catódica.

    Protección
    catódica

    La protección catódica es
    una técnica de control de la
    corrosión, que está siendo aplicada
    cada día con mayor éxito en el mundo entero, en que
    cada día se hacen necesarias nuevas instalaciones de
    ductos para transportar petróleo,
    productos
    terminados, agua;
    así como para tanques de almacenamientos, cables
    eléctricos y telefónicos enterrados y otras
    instalaciones importantes.

    En la práctica se puede aplicar
    protección catódica en metales como acero, cobre, plomo,
    latón, y aluminio,
    contra la corrosión en todos los suelos y, en casi
    todos los medios
    acuosos. De igual manera, se puede eliminar el agrietamiento por
    corrosión bajo tensiones por corrosión, corrosión intergranular,
    picaduras o tanques generalizados.

    Como condición fundamental las
    estructuras
    componentes del objeto a proteger y del elemento de sacrificio o
    ayuda, deben mantenerse en contacto eléctrico e inmerso en
    un eléctrolito.

    Aproximadamente la protección
    catódica presenta sus primeros avances, en el año
    1824, en que Sir. Humphrey Davy, recomienda la protección
    del cobre de las
    embarcaciones, uniéndolo con hierro o zinc;
    habiéndose obtenido una apreciable reducción del
    ataque al cobre, a pesar
    de que se presento el problema de ensuciamiento por la
    proliferación de organismos marinos, habiéndose
    rechazado el sistema por
    problemas de
    navegación.

    En 1850 y después de un largo
    período de estacamiento la marina Canadiense mediante un
    empleo
    adecuado de pinturas con antiorganismos y anticorrosivos
    demostró que era factible la protección
    catódica de embarcaciones con mucha economía en los
    costos y en el
    mantenimiento.

    Fundamento de
    la protección catódica

    Luego de analizadas algunas condiciones
    especialmente desde el punto de vista electroquímico dando
    como resultado la realidad física de la
    corrosión, después de estudiar la existencia y
    comportamiento
    de áreas específicas como
    Anodo-Cátodo-Electrólito y el mecanismo mismo de
    movimiento de
    electrones y iones, llega a ser obvio que si cada fracción
    del metal expuesto de una tubería o una estructura
    construida de tal forma de coleccionar corriente, dicha estructura no
    se corroerá porque sería un
    cátodo.

    La protección catódica
    realiza exactamente lo expuesto forzando la corriente de una
    fuente externa, sobre toda la superficie de la estructura.

    Mientras que la cantidad de corriente
    que fluye, sea ajustada apropiadamente venciendo la corriente de
    corrosión y, descargándose desde todas las
    áreas anódicas, existirá un flujo neto de
    corriente sobre la superficie, llegando a ser toda la superficie
    un cátodo.

    Para que la corriente sea forzada sobre
    la estructura, es
    necesario que la diferencia de potencial del sistema aplicado
    sea mayor que la diferencia de potencial de las microceldas de
    corrosión originales.

    La protección catódica
    funciona gracias a la descarga de corriente desde una cama de
    ánodos hacia tierra y
    dichos materiales
    están sujetos a corrosión, por lo que es deseable
    que dichos materiales se
    desgasten (se corroan)a menores velocidades que los materiales que
    protegemos.

    Teóricamente, se establece que el
    mecanismo consiste en polarizar el cátodo,
    llevándolo mediante el empleo de una
    corriente externa, más allá del potencial de
    corrosión, hasta alcanzar por lo menos el potencial del
    ánodo en circuito abierto, adquiriendo ambos el mismo
    potencial eliminándose la corrosión del sitio, por
    lo que se considera que la protección catódica es
    una téctica de

    Polarización
    catódica.

    La protección catódica no
    elimina la corrosión, éste remueve la
    corrosión de la estructura a
    ser protegida y la concentra en un punto donde se descarga la
    corriente.

    Para su funcionamiento práctico
    requiere de un electrodo auxiliar (ánodo), una fuente de
    corriente continua cuyo terminal positivo se conecta al electrodo
    auxiliar y el terminal negativo a la estructura a
    proteger, fluyendo la corriente desde el electrodo a
    través del electrólito llegando a la estructura.

    Influyen en los detalles de diseño
    y construcción parámetro de geometría
    y tamaño de la estructura y
    de los ánodos, la resistividad del medio
    electrólito, la fuente de corriente, etc.

    Consideraciones de diseño
    para la protección catódica en tuberías
    enterradas

    La proyección de un sistema de
    protección catódica requiere de la investigación de características respecto a la estructura a
    proteger, y al medio.

    Respecto a
    la estructura a proteger

    1. Material de la
      estructura;
    2. Especificaciones y propiedades del
      revestimiento protector (si existe);
    3. Características de construcción y dimensiones
      geométricas;
    4. Mapas, planos de localización,
      diseño y detalles de construcción;
    5. Localización y características de otras estructuras
      metálicas, enterradas o sumergidas en las
      proximidades;
    6. Información referente a los
      sistemas de
      protección catódica, los característicos sistemas de
      operación, aplicados en las estructuras
      aledañas;
    7. Análisis de condiciones de
      operación de líneas de transmisión
      eléctrica en alta tensión, que se mantengan en
      paralelo o se crucen con las estructuras
      enterradas y puedan causar inducción de la corriente;
    8. Información sobre todas las
      fuentes de
      corriente continua, en las proximidades y pueden originar
      corrosión;
    9. Sondeo de las fuentes de
      corriente
      alterna de baja y media tensión, que podrían
      alimentar rectificadores de corriente o condiciones
      mínimas para la utilización de fuentes
      alternas de energía;

    Respecto
    al medio

    Luego de disponer de la información anterior, el diseño
    será factible complementando la información con las mediciones de las
    características campo como:

    1. Mediciones de la resisitividad
      eléctrica a fin de evaluar las condiciones de
      corrosión a que estará sometida la estructura.
      Definir sobre el tipo de sistema a
      utilizar; galvánico o corriente impresa y, escoger los
      mejores lugares para la instalación de
      ánodos;
    2. Mediciones del potencial
      Estructura-Electrólito, para evaluar las condiciones
      de corrosividad en la estructura, así mismo, detectar
      los problemas
      de corrosión electrolítica;

      1. Lugares de baja
        resistividad.
      2. Distribución de la
        corriente sobre la estructura.
      3. Accesibilidad a los sitios para
        montaje e inspección
    3. Determinación de los lugares
      para la instalación de ánodo bajo los siguientes
      principios:
    4. Pruebas para la determinación
      de corriente necesaria; mediante la inyección de
      corriente a la estructura bajo estudio con auxilio de una
      fuente de corriente continua y una cama de ánodos
      provisional. La intensidad requerida dividida para área,
      permitirá obtener la densidad
      requerida para el cálculo;

    Sistemas de
    protección catódica

    Anodo
    galvánico

    Se fundamenta en el mismo principio de
    la corrosión galvánica, en la que un metal
    más activo es anódico con respecto a otro
    más noble, corroiéndose el metal
    anódico.

    En la protección catódica
    con ánodo galvánicos, se utilizan metales fuertemente
    anódicos conectados a la tubería a proteger, dando
    origen al sacrificio de dichos metales por
    corrosión, descargando suficiente corriente, para la
    protección de la tubería.

    La diferencia de potencial existente
    entre el metal anódico y la tubería a proteger, es
    de bajo valor porque
    este sistema se usa
    para pequeños requerimentos de corriente, pequeñas
    estructuras y
    en medio de baja resistividad.

    Características de un ánodo de
    sacrificio

    1. Debe tener un potencial de
      disolución lo suficientemente negativo, para polarizar
      la estructura de acero (metal
      que normalmente se protege) a -0.8 V. Sin embargo el potencial
      no debe de ser excesivamente negativo, ya que eso
      motivaría un gasto superior, con un innecesario paso de
      corriente. El potencial práctico de disolución
      puede estar comprendido entre -0.95 a -1.7 V;
    2. Corriente suficientemente elevada,
      por unidad de peso de material consumido;
    3. Buen comportamiento de polarización
      anódica a través del tiempo;
    4. Bajo costo.

    Tipos de
    anodos

    Considerando que el flujo de corriente
    se origina en la diferencia de potencial existente entre el metal
    a proteger y el ánodo, éste último
    deberá ocupar una posición más elevada en la
    tabla de potencias (serie electroquímica o serie
    galvánica).

    Los ánodos galvánicos que
    con mayor frecuencia se utilizan en la protección
    catódica son: Magnesio, Zinc, Aluminio.

    Magnesio: Los ánodos de
    Magnesio tienen un alto potencial con respecto al hierro y
    están libres de pasivación. Están
    diseñados para obtener el máximo rendimiento
    posible, en su función de protección
    catódica. Los ánodos de Magnesio son apropiados
    para oleoductos, pozos, tanques de almacenamiento de agua,
    incluso para cualquier estructura que requiera
    protección catódica temporal. Se utilizan en
    estructuras
    metálicas enterradas en suelo de baja
    resistividad hasta 3000 ohmio-cm.

    Zinc: Para estructura
    metálica inmersas en agua de mar
    o en suelo con
    resistividad eléctrica de hasta 1000 ohm-cm.

    Aluminio: Para estructuras
    inmersas en agua de
    mar.

    Relleno
    Backfill

    Para mejorar las condiciones de
    operación de los ánodos en sistemas
    enterrados, se utilizan algunos rellenos entre ellos el de
    Backfill especialmente con ánodos de Zinc y Magnesio,
    estos productos
    químicos rodean completamente el ánodo produciendo
    algunos beneficios como:

    • Promover mayor eficiencia;
    • Desgaste homogéneo del
      ánodo;
    • Evita efectos negativos de los
      elementos del suelo sobre el
      ánodo;
    • Absorben humedad del suelo
      manteniendo dicha humedad permanente.

    La composición típica del
    Backfill para ánodos galvánicos está
    constituida por yeso (CaSO4), bentonita, sulfato de sodio, y la
    resistividad de la mezcla varía entre 50 a 250
    ohm-cm.

    Diseño
    de instalación para ánodo
    galvánico

    Características de los ánodos
    galvánicos

    Anodo

    Eficiencia

    Rendimiento am-hr/kg

    Contenido de energia
    am-hr/kg

    Potencial de
    trabajo(voltio)

    Relleno

    Zinc

    95%

    778

    820

    -1.10

    50%yeso;50%bentonita

    Magnesio

    95%

    1102

    2204

    -1.45 a -1.70

    75%yeso;20%bentonita;5%so4na2

    Aluminio

    95%

    2817

    2965

    -1.10

     

    Corriente
    impresa

    En este sistema se
    mantiene el mismo principio fundamental, pero tomando en cuenta
    las limitaciones del material, costo y
    diferencia de potencial con los ánodos de sacrificio, se
    ha ideado este sistema mediante
    el cual el flujo de corriente requerido, se origina en una fuente
    de corriente generadora continua regulable o, simplemente se hace
    uso de los rectificadores, que alimentados por corriente alterna
    ofrecen una corriente eléctrica continua apta para la
    protección de la estructura.

    La corriente externa disponible es
    impresa en el circuito constituido por la estructura a proteger y
    la cama anódica. La dispersión de la corriente
    eléctrica en el electrólito se efectúa
    mediante la ayuda de ánodos inertes cuyas características y aplicación
    dependen del electrólito.

    El terminal positivo de la fuente debe
    siempre estar conectado a la cama de ánodo, a fin de
    forzar la descarga de corriente de protección para la
    estructura.

    Este tipo de sistema trae
    consigo el beneficio de que los materiales a
    usar en la cama de ánodos se consumen a velocidades
    menores, pudiendo descargar mayores cantidades de corriente y
    mantener una vida más amplia.

    En virtud de que todo elemento
    metálico conectado o en contacto con el terminal positivo
    de la fuente e inmerso en el electrólito es un punto de
    drenaje de corriente forzada y por lo tanto de corrosión,
    es necesario el mayor cuidado en las instalaciones y la exigencia
    de la mejor calidad en los
    aislamientos de cables de interconexión

    Anodos
    utilizados en la corriente impresa

    Chatarra de hierro: Por su
    economía
    es a veces utilizado como electrodo dispersor de corriente.
    Este tipo de ánodo puede ser aconsejable su
    utilización en terrenos de resistividad elevada y es
    aconsejable se rodee de un relleno artificial constituido por
    carbón de coque. El consumo
    medio de estos lechos de dispersión de corriente es de 9
    Kg/Am*Año

    Ferrosilicio: Este
    ánodo es recomendable en terrenos de media y baja
    resistividad. Se coloca en el suelo incado o
    tumbado rodeado de un relleno de carbón de coque. A
    intesidades de corriente baja de 1 Amp, su vida es
    prácticamente ilimitada, siendo su capacidad
    máxima de salida de corriente de unos 12 a 15 Amp por
    ánodo. Su consumo
    oscila a intensidades de corriente altas, entre o.5 a 0.9
    Kg/Amp*Año. Su dimensión más normal es la
    correspondiente a 1500 mm de longitud y 75 mm de
    diámetro.

    Grafito: Puede utilizarse
    principalmente en terrenos de resistividad media y se utiliza
    con relleno de grafito o carbón de coque. Es
    frágil, por lo que su transporte y
    embalaje debe ser de cuidado. Sus dimensiones son variables,
    su longitud oscila entre 1000-2000 mm, y su diámetro
    entre 60-100 mm, son más ligeros de peso que los
    ferrosilicios. La salida máxima de corriente es de 3 a 4
    amperios por ánodo, y su desgaste oscila entre 0.5 y 1
    Kg/Am*Año

    Titanio-Platinado: Este
    material está especialmente indicado para instalaciones
    de agua de mar,
    aunque sea perfectamente utilizado en agua dulce o
    incluso en suelo. Su
    característica más relevante es
    que a pequeños voltajes (12 V), se pueden sacar
    intensidades de corriente elevada, siendo su desgaste
    perceptible. En agua de mar
    tiene, sin embargo, limitaciones en la tensión a
    aplicar, que nunca puede pasar de 12 V, ya que ha tensiones
    más elevadas podrían ocasionar el despegue de la
    capa de óxido de titanio y, por lo tanto la
    deterioración del ánodo. En aguas dulce que no
    tengan cloruro pueden actuar estos ánodos a tensiones de
    40-50 V.

    Fuente de
    corriente

    El
    rectificador

    Es un mecanismo de transformación
    de corriente alterna
    a corriente continua, de bajo voltaje mediante la ayuda de
    diodos de
    rectificación, comúnmente de selenio o silicio y
    sistemas de
    adecuación regulable manual y/o
    automática, a fin de regular las características de la corriente,
    según las necesidades del sistema a
    proteger

    Las condiciones que el diseñador
    debe estimar para escoger un rectificador son:

    1. Características de la corriente
      alterna disponible en el área (voltios, ciclos,
      fases);
    2. Requerimiento máximo de salida
      en C.D (Amperios y Voltios);
    3. Sistemas de montaje: sobre el piso,
      empotrado en pared, en un poste;
    4. Tipos de elementos de
      rectificación: selenio, silicio;
    5. Máxima temperatura
      de operación;
    6. Sistema de seguridad:
      alarma, breaker, etc;
    7. Instrumentación:
      Voltímetros y Amperímetros, sistemas de
      regulación;

    Otras
    fuentes de
    corrientes

    Es posible que habiendo decidido
    utilizar el sistema de
    corriente impresa, no se disponga en la zona de líneas de
    distribución de corriente eléctrica,
    por lo que sería conveniente analizar la posibilidad de
    hacer uso de otras fuentes
    como:

    • Baterías, de limitada
      aplicación por su bajo drenaje de corriente y vida
      limitada;
    • Motores generadores;
    • Generadores
      termoeléctricos;

    Comparación de los
    sistemas

    A continuación se detalla las
    ventajas y desventajas de los sistemas de
    protección catódica;

    Anodos
    galvánicos

    Corriente impresa

    No requieren potencia
    externa

    Requiere potencia
    externa

    Voltaje de aplicación
    fijo

    Voltaje de aplicación
    variable

    Amperaje limitado

    Amperaje variable

    Aplicable en casos de
    requerimiento de corriente pequeña, económico
    hasta 5 amperios

    Util en diseño de cualquier requerimiento de
    corriente sobre 5 amperios;

    Util en medios
    de baja resistividad

    Aplicables en cualquier
    medio;

    La interferencia con estructuras enterradas es
    prácticamente nula

    Es necesario analizar la
    posibilidad de interferencia;

    Sólo se los utiliza hasta
    un valor
    límite de resistividad eléctrica hasta 5000
    ohm-cm

    Sirve para áreas
    grandes

    Mantenimiento simple

    Mantenimiento no simple

     

    Resistividad eléctrica
    ilimitada

     

    Costo alto de
    instalación

    Medias celdas
    de referencia

    La fuerza
    electromotriz (FEM) de una media celda como constituye el
    sistema
    Estructura-Suelo o
    independientemente el sistema cama de
    Anodos-Suelo, es posible
    medirla mediante la utilización de una media celda de
    referencia en contacto con el mismo
    electrólito.

    Las medias celdas más conocidas
    en el campo de la protección catódica

    son:

    • HIDROGENO O
      CALOMELO(H+/H2)
    • ZINC PURO (Zn/Zn++)
    • PLATA-CLORURO DE
      PLATA(Ag/AgCl)
    • COBRE-SULFATO DE COBRE(Cu/SO4Cu)

    La media celda de Hidrógeno tiene
    aplicación práctica a nivel de laboratorio
    por lo exacto y delicado. También existen instrumentos
    para aplicación de campo, constituida por solución
    de mercurio, cloruro mercurioso, en contacto con una
    solución saturada de cloruro de potasio que mantiene
    contacto con el suelo.

    La media celda de Zinc puro para
    determinaciones en suelo, siendo condición necesaria para
    el uso un grado de pureza de 99.99%, es utilizado en agua bajo
    presiones que podrían causar problemas de
    contaminación en otras soluciones y
    también como electrodos fijos.

    La media celda Plata-Cloruro de plata de
    poco uso pese a ser muy estable, se utilizan especialmente en
    instalaciones marinas. Más comúnmente utilizados en
    los análisis de eficiencia de la
    protección catódica son las medias celdas de
    Cobre-Sulfato
    de cobre debido a
    su estabilidad y su facilidad de mantenimiento
    y reposición de solución

    La protección del acero bajo
    protección catódica se estima haber alcanzado el
    nivel adecuado cuando las lecturas del potencial-estructura-suelo
    medidos con las diferentes celdas consiguen los siguientes
    valores:

    ELECTRODO

    LECTURA

    Ag-AgCl

    -0.800V

    Cu-SO4Cu

    -0.850V

    Calomel

    -0.77V

    Zn puro

    +0.25V

    Criterios de
    protección

    Cuando se aplica protección
    catódica a una estructura, es extremadamente importante
    saber si esta se encontrará realmente protegida contra la
    corrosión en toda su plenitud.

    Varios criterios pueden ser adoptados
    para comprobar que la estructura en mención está
    exenta de riesgo de
    corrosión, basados en unos casos en función de la
    densidad de
    corriente de protección aplicada y otros en función
    de los potenciales de protección obtenidos.

    No obstante, el criterio más apto
    y universalmente aceptado es el de potencial mínimo que
    debe existir entre la estructura y terreno, medición que
    se realiza con un electrodo de referencia. El criterio de
    potencial mínimo se basa en los estudios realizados por el
    Profesor Michael Pourbaix, en 1939, quién
    estableció a través de un diagrama de
    potencial de electrodo Vs pH del medio,
    un potencial mínimo equivalente a -850 mv con
    relación al electrodo de referencia cobre-sulfato
    de cobre,
    observando una zona definida por la inmunidad del acero.

    Los criterios de potencial mínimo
    de protección que se utilizará es de –850 mv
    respecto al Cu/SO4Cu como mínimo y permitiendo recomendar
    así mismo, un máximo potencial de protección
    que pueda estar entre los 1200 mv a -1300 mv, sin permitir
    valores
    más negativos, puesto que se corre el riesgo de sobre
    protección, que afecta de sobre manera al recubrimiento de
    la pintura, ya
    que hay riesgos de
    reacción catódica de reducción de
    hidrógeno gaseoso que se manifiesta como un ampollamiento
    en la pintura.

    Resistividad
    del suelo

    Cuando se diseña
    protección catódica o simplemente cuando se estudia
    la influencia de la corrosión en un medio en el cual se
    instalará equipos o se tenderá una línea, es
    necesario investigar las características del medio, entre estas
    características, relacionada directamente
    con el fenómeno corrosivo se encuentra la resistividad del
    medio.

    La resistividad es la recíproca
    de la conductividad o capacidad del suelo para conducir corriente
    eléctrica. En la práctica se ejecutan medidas de
    resistencia de
    grandes masas de material y se calcula un valor promedio
    para el mismo.

    Las áreas de menor resistividad
    son las que tienden a crear zonas anódicas en la
    estructura, pero así mismo son las zonas más aptas
    para instalación de las camas de ánodos

    En la práctica se realiza esta
    medida empleando un voltímetro y un amperímetro o
    bien instrumentos especiales como el Vibro-Graund complementados
    mediante un equipo de cuatro picas o electrodo directamente en el
    campo y mediante el Soil Box en laboratorio.

    Cuando se ejecuta en el campo, el
    método
    consiste en introducir en el suelo 4 electrodos separados por
    espaciamientos iguales, los espaciamientos representan la
    profundidad hasta lo que se desea conocer la resistividad este
    espaciamiento se lo representa con (d).

    Se calcula la resistividad aplicando la
    siguiente fórmula:

    rs
    =2*3.1416*d*Resistencia.

    Resistividad ohm-cm

    Características

    bajo 900

    Muy corrosivo

    900 a 2300

    Corrosivo

    2300 a 5000

    Moderadamente corrosivo

    5000 a 10000

    Medio corrosivo

    Sobre 10000

    Menos corrosivo

    Conclusiones

    Como conclusiones tenemos los siguientes
    puntos:

    1. El proceso de
      corrosión debe ser visto como un hecho que pone en
      evidencia el proceso
      natural de que los metales vuelven
      a su condición primitiva y que ello conlleva al
      deterioro del mismo. No obstante es este proceso el
      que provoca la investigación y el planteamiento de
      fórmulas que permitan alargar la vida útil de los
      materiales
      sometidos a este proceso.
    2. En la protección
      catódica entran en juego
      múltiples factores los cuales hay que tomar en cuenta al
      momento del diseño del sistema, inclusive es un acto
      de investigación conjunta con otras
      disciplinas mas allá de la metalurgia,
      como la química y la
      electrónica.
    3. En el trabajo
      se confirma que la lucha y control de
      la corrosión es un arte dentro del
      mantenimiento y que esta área es bastante
      amplia, dado el sinnúmero de condiciones a los cuales se
      encuentran sometidos los metales que
      forman equipos y herramientas.
    4. Como última conclusión
      está el hecho de que hay que ahondar en estos
      conocimientos pues ellos formarán parte integral de la
      labor que debe desempeñar un Ingeniero de Mantenimiento.

    Bibliografía

    Introducción A La
    Metalúrgica Física

    Sidney H. Avner

    Sistemas De Protección
    Catódica

    Elizabeth García. Universidad de
    Sonora. México

     

     

    Autor:

    Oscar González

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