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