Formas de Corrosion Informe Final 2013-I

7/27/2019 Formas de Corrosion Informe Final 2013-I

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

AREA ACADEMICA DE INGENIERIA QUIMICA

CORROSION IINFORME DE LABORATORIO N 6

FORMAS DE CORROSION

ALUMNO:

DE LA CRUZ ORMEO, IVAN RENZO

DOCENTE:

ING. JUAN QUIROZ

2013-I


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LABORATORIO DE CORROSION I

FORMAS DE CORROSION 2

LABORATORIO DE CORROSION N 6

FORMAS DE CORROSION

Pg.

1. OBJETIVOS 3

2. MARCO TEORICO (SEGN SU MORFOLOGIA) 3

3. MARCO TEORICO (SEGN ACCIONES FISICAS SIMULTANEAS) 15

4. CASO DE REAL DE LA CORROSION 20

5. BIBLIOGRAFIA 24


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LABORATORIO DE CORROSION N 6FORMAS DE CORROSION

1. OBJETIVOS

Observar las diferentes formas de corrosin que se produce sobre un metal expuesto a

un medio circundante y el cual puede llegar a producir falla por corrosin de la piezametlica. Dar un diagnstico y de qu forma de corrosin se presenta para los diversos tipos de

metales de nuestra experiencia.

Describir un problema de corrosin en la industria.

2. MARCO TEORICO

SEGN LA MORFOLOGIA DEL ATAQUE

2.1 CORROSION UNIFORME

Uniforme o corrosin general es la forma ms clsica de la corrosin, pero no siempre es elms importante en trminos de coste o de seguridad.

Se caracteriza por la existencia de varios procesos electroqumicos individuales que seproducen de manera uniforme sobre la totalidad de la superficie considerada.

Las consecuencias de la corrosin uniforme son una disminucin en el espesor de metal porunidad de tiempo (o una prdida de peso por unidad de superficie por unidad de tiempo) si losproductos de corrosin son solubles, o un depsito ms o menos uniforme de estos productossi son insolubles.

Corrosin uniforme puede ser limitado o impedido por una eleccin adecuada del material,incluyendo el uso de recubrimientos metlicos u orgnicos, la modificacin del medio (pH,temperatura, concentraciones de oxgeno disuelto y las impurezas electroactivos, la adicin deinhibidores, etc), la proteccin catdica

La corrosin de una puerta de acero inoxidable ferrtico en una atmsfera que contiene azufre.


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2.2 CORROSION GALVANICA

La corrosin galvnica puede ser definida simplemente como el efecto resultante del contactoentre dos metales o aleaciones diferentes en un entorno de conduccin corrosivo. Otro trminoempleado es acoplamiento galvnico.Cuando un metal se sumerge en una solucin electroltica, es posible medir su disolucin

(naturales corrosin). Para cada solucin, es posible establecer una "serie galvnica", es decir,un rango de diferentes metales y aleaciones como una funcin de este potencial medido.Cuando dos metales diferentes o aleaciones sumergidas en la misma solucin se unen entre selctricamente, una corriente elctrica se establece entre ellos, resultante de la creacin decortocircuito. El potencial de acoplamiento debe de mentira necesidad entre los dos potencialespara los metales no acoplados y un aumento de la corrosin general, se observa en la aleacinmenos noble y una disminucin o supresin de la corrosin en el material ms noble.

Debido a modificaciones en el electrolito, las inversiones pueden ocurren en la serie depotenciales. Por lo tanto, el zinc cubierta con los productos de corrosin pueden ser ms"noble" que el hierro en determinadas aguas calientes (problema encontrado en tanques de

agua caliente domsticos); el estao puede llegar a ser menos "noble" que el hierro ensoluciones de cidos orgnicos (problema que se encuentra en las latas de alimentos).

Para una corriente dada entre dos metales diferentes, la densidad de corriente, y por tanto lavelocidad de disolucin del metal menos noble (nodo), ser mayor cuanto menor es el reasuperficial S Una del nodo. El uso de desfavorables relaciones de rea de superficie ha llevadoa muchos fracasos costosos ya menudo espectacular.

Algunos medios de prevenir la corrosin galvnica: elegir combinaciones de metal en el que loscomponentes estn tan cerca como sea posible en la serie galvnica correspondiente, evitaruna relacin de superficie desfavorable. Siempre que sea posible, utilice un sello, aislante,recubrimiento, etc para evitar el contacto directo entre los dos metales diferentes, evitar

uniones roscadas entre materiales muy distantes entre s en la serie galvnica

La corrosin galvnica entre un tubo de cobre y soldadura de cobre-fsforo en la regin de

soldadura fuerte


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2.3 CORROSIN SELECTIVA

Es la corrosin selectiva de uno o ms componentes de una aleacin de solucin slida.Tambin se conoce como separacin, lixiviacin selectiva o ataque selectivo. Casos comunesde corrosin selectiva tenemos por ejemplo la descarburacin, decobaltificacin,descincificacin, y la corrosin de grafito.

Descarburacin : Es la prdida selectiva de carbono de la capa superficial de una aleacinque contiene carbono debido a la reaccin con una o ms sustancias qumicas en un medioque contacta con la superficie.

Decobaltificacin: Es lixiviacin selectiva de cobalto de cobalto-base, tales como aleacionesde Stellite, o de carburos cementados.

Desnickelacin: Es la lixiviacin selectiva de niquel a partir de aleaciones que contienennquel. Lo ms comn observado en aleaciones de cobre- nquel despus de un servicioprolongado en agua dulce.

Descincacin: Es la lixiviacin selectiva de Zinc a partir de Zinc que contienen aleaciones. Loms comnmente encontrados en las aleaciones de cobre- zinc que contienen menos de 85%de cobre despus de servicio prolongado en agua que contiene oxgeno disuelto.

Corrosin del Grafito: Es el deterioro del hierro gris fundido en el que los componentesmetlicos se lixivia selectivamente o se convierten en los productos de corrosin que salen delgrafito intacta. Corrosin grafticos no debe ser confundida con otra grafitizacin plazo, que seutiliza para describir la formacin de grafito en el hierro o acero, por lo general dedescomposicin de carburo de hierro a temperaturas elevadas.

MECANISMO

Lo que hace que la corrosin selectiva ataque a diferentes metales y aleaciones es ladiferencia electroqumica de los potenciales (o potenciales de corrosin) en el mismoelectrolito. Aleaciones modernas contienen un nmero de diferentes elementos potenciales decorrosin. La diferencia de potencial entre los elementos de aleacin es la fuerza motriz para elataque preferencial en el ms activo elemento de la aleacin.

En el caso de descincificacin de latn , el Zinc es preferentemente lixiviado de la aleacin deCobre y Zinc, dejando tras de s una capa superficial rica en cobre que es poroso y frgil.


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PREVENCIN

La corrosin selectiva se puede prevenir a travs de los siguientes mtodos:

Seleccione metales o aleaciones que son ms resistentes a la lixiviacin. Por ejemplo,inhibe el bronce es ms resistente que el bronce a la descincificacin alfa, hierro dctiles ms resistente a la corrosin de grafito que la fundicin gris.

Controlar el medio ambiente para minimizar la lixiviacin selectiva.

Utilice la proteccin del nodo de sacrificio o catdica de proteccin catdica decorriente impresa.

2.4 CORROSIN POR PICADURA

Es una forma de ataque localizado que ocurre como regla general sobre una superficiemetlica cubierta de xido y que da lugar a la formacin de hoyos en el metal. El dimetro delos mismos suele ser pequeo. En ocasiones aparecen aislados y otras veces tan agrupadosque parece que den lugar a una superficie rugosa.

Una picadura se define como una cavidad o agujero con un dimetro en superficie inferior oigual a la profundidad.

Evaluacin. El picado es impredecible, especialmente cuando se producen hoyos profundos:a) La velocidad de crecimiento es variable y depende de la migracin de los agentes dentro yfuera del poro.b) La morfologa depende de la metalurgia de la aleacin y de la geometra del poro.

La clasificacin de muestras se hace atendiendo a cartas estndar que recogen informacinsobre la densidad de poros, tamao, profundidad. Se trata de un procedimiento tedioso, que noda valores mximos de profundidad de poro, que en ocasiones son los ms tiles.Ej: A-4, B-3, C-2: tendra un nmero de poros de 1x105 picaduras/m2, una abertura superficialmedia de 8 mm2 y una profundidad media de 0,8 mm.La cuantificacin del picado frente a la corrosin general se consigue con la introduccin delfactor de picado, p/d, donde p es la penetracin mxima medida por microscopa y d es lapenetracin media determinada a partir de la prdida de peso de la muestra.Factor=1 corrosin uniforme.Factor penetracin general cercana a 0.


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Esquem a de la mo rfolog a po r pic adura.

Efecto del rea expuesta en la profu ndid ad d e las pic aduras.

Mecanismo de la corrosin por picado

1) Iniciacin:El picado se inicia a partir de un cierto potencial, Epit, que se usa como una medida de laresistencia a la corrosin por picado. Cuanto ms noble (positivo) es Epit, ms resistente es laaleacin.La presencia de cloruro en el medio provoca un aumento de la corriente a todos lospotenciales, dramtico para E>Epit. Este incremento se interpreta como un descenso delsobrepotencial andico en el interior de las picaduras.Ej: serie de aleaciones Fe/Cr:%Cr Epit mayor resistencia al picado tras largas exposiciones al agua del mar.Existen iones que desplazan el potencial de picado hacia valores ms positivos:OH->NO3->SO42->ClO4Adtomos que incrementan la resistencia del acero, aumentando Epit: Cr, Ni, Mo, Re.El potencial del oxgeno en aire a pH=7 (0,8 V) o el potencial Fe2+/Fe3+ (0,77 V) son

suficientemente nobles como para producir el picado de muchos acero inoxidables.


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Por qu el picado comienza a E>Epit?

A) Creacin de un campo elctrico a travs de la capa de xido all donde es ms fina: seinduce la penetracin de cloruro en el metal. Conductividad del xido se favorece la disolucin del metal a travs del xido as comola condensacin de vacancias para producir la rotura del xido.

B)Adsorcin competitiva del oxgeno y del cloruro: afinidad oxgeno > afinidad cloruro E [Cl-] cerca de la superficie.Cuando el cloruro se pone en contacto con el metal, favorece la hidratacin de los ionesmetlicos, con lo que se facilita la disolucin del metal.Papel de los iones extraos: compiten con el Cl- por los sitios de la superficie pasiva. A unacierta concentracin de iones extraos, se inhibe el proceso de picado:

log [Cl-]=k log[A]+cte.

Metales afectados por la presencia de cloruro: Al, Fe, Cr, Fe/Cr.Metales no afectados (alta afinidad por el oxgeno): Ti, Ta, Mo, W, Zr.

Efecto de la presencia de cloruros s obre las cu rvas corr iente potencia l .

2) Propagacin:

Las condiciones autogeneradoras para el proceso de picado son:

Dentro de la picadura y evitando la repasivacin:

a) Enriquecimiento en iones cloruro por migracin.b) Generacin de una disolucin cida, por la hidrlisis de los iones metlicos con laconsecuente subida del potencial de pasivacin.c) Alta conductividadd) Suministro de oxgeno limitado, debido en parte a la baja solubilidad del oxgeno en elelectrolito concentrado de la picadura.


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En la boca de la picadura:

Formacin de una costra (tubrculo) de hidrato, que contrarresta la dilucin de la picadura pordifusin y conveccin y en consecuencia refuerza los factores listados ms arriba.

Alrededor de la picadura y evitando la corrosin uniforme:

a) Proteccin catdica causada por la corriente de corrosin.b) Pasivacin por el lcali formado en la reaccin catdica,particularmente en la presencia dehidrgeno-carbonato clcico.c) Depsito de metales nobles, como el cobre, sobre ctodos locales, lo que aumenta sueficiencia, de manera que el potencial se mantenga por encima de Epp. El potencial andicotiene que estar evidentemente en la zona activa, lo que se facilita por el hecho de la subida delpotencial de pasivacin en el interior de la picadura.

CASOS REAL ES DE CORROSION POR PICADURA

MUESTRA N01

MORFOLOGIA:

Varilla de acero con hoyos de dimetro mediano y profundidad relativamenteconsiderable y ligeras deformaciones a su alrededor.

Se puede observar la formacin de capa de oxido en toda la superficie metlica, propiodel material.

DIAGNOSTICO:

Posible corrosin por picadura probablemente debido a la morfologa accidentada quepresentaba el metal, y que provoco el rompimiento de la capa de oxido.

MUESTRA N02


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MORFOLOGIA:

Varilla de metal (aluminio), en forma de trenzas. Se puede notar pequeos agujeros distribuidos en toda la superficie.

DIAGNOSTICO:

La muestra probablemente fue un cable de electricidad y/o afines fabricado de materialaluminio debido a su buena resistencia a la corrosin, debido a que forma una capa deoxido(Al2O3) protectora.

Esta capa de oxido con el tiempo forma algunas zonas andicas en toda la superficie,generalmente cerca a las zonas de trensado, lo cual genero que en estas zonas iniciela corrosin en forma de poros y luego en agujeros, conforme avance el tiempo.

MUESTRA N03.

MORFOLOGIA.

Tubo en U, soldado por un extremo de acero inoxidable. Puede notarse corrosin generalizada, es decir en toda la superficie. Pero con predominio de picadura en la zona cercana a la soldadura.

DIAGNOSTICO.

El tubo al estar soldado por un extremo, muy probablemente sufri corrosin galvnicaen esa zona, la cual explica la morfologa empobrecida.

Tambin se puede ver que el propio metal por ser inoxidable, formo su propia capa deoxido y que esta ya era de espesor considerable.

Pero puede notarse que cerca a la zona de soldadura, se formaron pequeas zonasandicas, debido a la morfologa accidentada y muy probable pequeos poros que seformaron. Con ello se inicio y desarrollo la corrosin por picadura, que puede notarsecomo puntos negros en el metal.

PREVENCION


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2.5 CORROSION INTERGRANULAR

En la mayora de los casos de corrosin, incluyendo la corrosin uniforme, los lmites de losgranos se comportan esencialmente de la misma manera que los propios granos. Sin embargo,en ciertas condiciones, los lmites de grano puede sufrir marcada ataque localizado, mientrasque el resto del material permanece inalterado. La aleacin se desintegra y pierde sus

propiedades mecnicas.Este tipo de corrosin es debido o bien a la presencia de impurezas en los lmites, o paraenriquecimiento local o el agotamiento de uno o ms elementos de aleacin. Por ejemplo,pequeas cantidades de hierro en el aluminio o el titanio (en el que los metales de hierro tieneuna baja solubilidad), segregar a los lmites de los granos, donde pueden inducir la corrosinintergranular. Ciertas fases precipitado (por ejemplo, Mg 5Al 8 , Mg 2 de Si, MGZN 2 , MNAL 6 ,etc) tambin se sabe que causan o mejorar ataque intergranular de altas aleaciones dealuminio, especialmente en cloruro de ricos en medios de comunicacin.

El fenmeno observado corrosin por exfoliacin en aleaciones de aluminio laminado esgeneralmente, pero no siempre, intergranular en la naturaleza. En este caso, los productos decorrosin ocupan un volumen mayor que el metal "consumido", generando una presin alta enlas cintas de metal sin corrosin, que conduce a la formacin de ampollas.

Numerosos tipos de aleacin pueden sufrir ataque intergranular, pero el ejemplo prctico msimportante es la corrosin intergranular de los aceros inoxidables austenticos, relacionadoscon el agotamiento del cromo en la vecindad de los lmites, debido a la precipitacinintergranular de cromo carburos (Cr23 C 6 ), durante un tratamiento "sensibilizante" calor o ciclotrmico.

Corrosin intergranular

2.6 CORROSIN BAJO DEPSITO.

Corrosin por aireacin diferencialSupongamos un electrodo de oxgeno:

()

[

]


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Aunque este proceso no est en equilibrio ni siquiera sobre platino, es interesante ver en qusentido se desplaza el potencial cuando se altera la presin de oxgeno:

1/2H2O+1/4O2(1 atm)+e- OH-

Entonces, para la reaccin: 1/4O2(0,2 atm)1/4O2(1 atm)

[ ]La reaccin espontnea es la escrita al revs: En una clula de aireacin diferencial elelectrodo en contacto con la presin de oxgeno ms baja tiende a ser nodo y el que est encontacto con la ms alta ctodo.Clula de aireacin diferencial de Grubitsch: dos electrodos de hierro sumergidos endisoluciones 0,1 N de NaCl con diafragma poroso, un compartimento con purga de nitrgeno yel otro con aire comprimido.

N2: Ecorr,A: Fe Fe2++2e-2H2O+2e- 2OH-+H2

Aire: Ecorr,C: Fe Fe2++2e-O2+2H2O+4e- 4OH-..Controlada por difusin

Esquem a de una clul a de aireacin d iferenc ial de Gru bit sch.

En el diagrama de Evans correspondiente se observa que:

Ecorr,A


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Si asumimos una distribucin de corriente uniforme no hay corrosin preferencial. Sin embargo:a) las diferencias en sobrepotencial suelen causar distribuciones de corriente no uniformes. Lavelocidad de penetracin ser mxima en la zona desaireada y dentro de ella en la reginfrontera con la zona aireada.b) cambios de concentracin con el tiempo:

CTODO: OH- pHNODO: pH: Fe Fe2++2e-Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+

Adems se produce la migracin de aniones (Cl-) hacia la zona andica.Ctodo PASIVACINnodo ACTIVACIN

Hay una clara aceleracin de la corrosin andica sobre la catdica. El proceso de corrosindiferencial es autocataltico.

Paradoja de la ciencia de la corrosin: la corrosin ocurre sobre aquellas partes que estnlibres de la sustancia corroyente: O2 disuelto.

Anlisis d e los p otenciales en el caso d e la existencia de u na pila d e aireacindiferen cial ent re dos electro do s idnti co s de Fe.

Corros in bajo depsitosOcurre en agua y soluciones acuosas con depsitos de arena, hojas muertas, papel,... quehacen ms difcil el acceso de oxgeno. La corrosin ocurre en la parte ms protegida delagente corrosivo.

MUESTRA N01


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MORFOLOGIA.

Tubo en doblado en U, y pintado por fuera. Se nota en su interior una gran capa de solido mas oxido depositada en la zona

doblada.

DIAGNOSTICO

Muy probablemente el tubo era un codo, que transportaba algn fluido, con altasconcentraciones de slidos que se fueron depositando con el tiempo y que por dentrosegn lo expuesto en el fundamento terico, se formo una celda de aireacin diferencial,con carencia de oxigeno lo cual provoco el ataque debajo de esta zona recubierta con elslido.

MUESTRA N02

MORFOLOGIA.

Tubera doblada con una ranura en la zona de doblz. Se nota capa de oxido uniforme en la seccin recta. En la zona sealada, cerca a la ranura un pequeo agujero y con una

profundidad apreciable.

DIAGNOSTICO.

Tubera transportando algn fluido, la cual provoco la corrosin uniforme en lasuperficie interior.

En la zona del agujero muy probablemente se deposito algn solido lo cualprovoco este tipo de corrosin.

La tubera estaba en dicha posicin horizontal, debido a la posicin del

depsito en el cual se produjo la corrosin.

PREVENCION:

Utilizar soldadas juntas a tope en vez de remachadas o atornilladas juntas ennuevos equipos.

Eliminar las grietas en las juntas traslapadas ya existentes por medio desoldadura o soldadura continua.

Evitar la creacin de condiciones de estancamiento y asegurar el drenajecompleto en los vasos.

El uso de aleaciones ms altas (ASTM 48) para una mayor resistencia a lacorrosin.


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SEGN ACCIONES FISICAS SIMULTNEAS

3.1 CORROSIN POR EROSIN

Es cuando el movimiento del medio corrosivo sobre la superficie metlica incrementa la

velocidad de ataque debido a desgaste mecnico, este recibe el nombre de corrosinpor erosin. La erosin generalmente se atribuye a la remocin de pelculas superficiales

protectoras, como por ejemplo, pelculas de xido formadas por el aire, o bien, productos

adherentes de la corrosin. La corrosin por erosin, generalmente tiene la apariencia de

picaduras poco profundas de fondo, como se ve en la Figura 1.

Figura 1. Esquema del mecanismo de turbulento remolino de aguas abajo de la su cotizacin

de corrosin-erosin de boxes.

La corrosin por erosin prospera en condiciones de alta velocidad, turbulencia, choque, etc., y

frecuentemente se observa en impulsores de bombas, agitadores y en codos y cambios

de direccin de tuberas. Los lquidos con suspensin conteniendo partculas slidas duras

pueden igualmente causar este tipo de problema.

En materiales dctiles, la incidencia del erosivo genera una drstica deformacin plstica

localizada, as como un endurecimiento por deformacin y formacin de costras. En los

materiales frgiles, el deterioro es causado por agrietamiento, fractura y desprendimiento de

pequeas partes del material (Pea, 2001), que deja el espacio para que gases como el CO 2

incrementen la corrosin, lo cual conlleva una disminucin en el espesor de la tubera, y de no

ser controlado, la prdida del material. El flujo que circula a travs de la tubera lleva elementos

slidos como slice, gases como el CO2 y agua salada, que influyen de manera determinante

en el deterioro por corrosin de la tubera. Por lo tanto, se estudia la influencia de estos

elementos, para determinar su efecto en un acero de tubera.


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IDENTIFICACIN DE CORROSIN POR EROSIN

Corrientemente se identifica por la aparicin en la superficie metlica de surcos y ondas con

contornos caractersticos de la corriente del fluido.

La corrosin por erosin se suele presentar en tuberas, especialmente en codos, ngulos y

cambios bruscos de dimetro posiciones donde el flujo cambia de direccin y suele convertirse

en turbulento. Hlices, labes de turbinas, vlvulas y bombas son susceptibles de presentar

este tipo de corrosin.

"Herradura" erosin-corrosin tipo de dao en una tubera de cobre

CONTROL DE LA CORROSIN POR EROSIN

Un procedimiento para paliar la corrosin por erosin consiste en cambiar el diseo

parar eliminar los efectos de turbulencia. Tambin existen materiales con elevada

resistencia a la corrosin por erosin. Adems eliminando las partculas y las burbujas

de la disolucin, disminuyen la posibilidad erosiva.


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3.2 CORROSION BAJO TENSION (Stress corrosin)

Corrosin bajo tensin (SCC) es un proceso que implica la iniciacin de grietas y supropagacin, posiblemente hasta completar el fracaso de un componente, debido a la accincombinada de carga de traccin mecnica y un medio corrosivo. De hecho, es la presencia detensiones de traccin que es tensiones peligrosas, de compresin que ejercen una influencia

protectora.

SCC se produce con frecuencia en los medios que son poco o no agresivo hacia el metal oaleacin en cuestin en ausencia de carga de traccin (por ejemplo, aceros inoxidablesaustenticos en agua a alta temperatura y vapor). Las prdidas de peso asociadas songeneralmente muy pequeas e insignificantes incluso en comparacin con la extensin deldao total que haya. Esta forma de corrosin es de gran importancia prctica y representa unriesgo permanente en numerosas instalaciones industriales, tanto en trminos de lasconsecuencias econmicas y las consideraciones de seguridad implicados (personal,confiabilidad del equipo, el respeto del medio ambiente). No hay ninguna categora conocida delos metales y las aleaciones comerciales de que es totalmente inmune a la CEC. Incluso los

materiales tales como vidrios, plsticos y cauchos tambin pueden ser propensos a este tipo deataque en ciertas condiciones.

El tiempo necesario para una parte a fallar por SCC puede variar desde unos pocos minutoshasta varios aos.

medio para reducir o prevenir la corrosin bajo tensin son: la eliminacin de las tensionesresiduales de aliviar el estrs de calor, tratamientos de purificacin del medio, la eleccin delmaterial ms adecuado, la mejora de la condicin de la superficie, evitar las tensionessuperficiales de mecanizado, realizar tratamientos de granallado en soldaduras para inducirtensiones superficiales de compresin, aplicar los mtodos externos de proteccin (proteccincatdica, inhibidores y revestimientos protectores orgnicos o inorgnicos).


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3.3 CORROSION POR FATIGA

Corrosin fatiga difiere de SCC por el hecho de que las tensiones aplicadas ya no sonestticos, sino cclico (peridicamente fluctuante o alternando cargas).

En el caso de los aceros, el lmite de fatiga convencional determina a partir de las denominadascurvas de Whler (aplica tensin en funcin de ciclos hasta el fallo = f (N)) no existe para las

pruebas realizadas en un medio corrosivo. Sea cual sea el nivel de estrs, falta el tiempo se

producir despus de un nmero finito de ciclos.

Las grietas son generalmente transgranular en la naturaleza, con poca tendencia a la

ramificacin. Sin embargo, unas pocas grietas secundarias pueden aparecer pequeas en la

vecindad de la grieta principal.

Aunque no existe una relacin directa entre la sensibilidad a la fatiga por corrosin y las

propiedades mecnicas del material, las aleaciones de alta resistencia tienden a ser ms

altamente propensos.

Corrosin fatiga daos pueden prevenirse o reducirse disminuyendo las tensiones de traccin,

ya sea mediante el uso de recocido de relajacin de esfuerzos, mediante la modificacin de

diseo de componentes, o mediante la aplicacin de tratamientos mecnicos superficiales tales

como granallado, para introducir las tensiones superficiales de compresin. Mejora de la

condicin de la superficie mediante un pulido general, es beneficioso. Los inhibidores de

corrosin son muy eficaces.


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3.4 CORROSION POR CAVITACION

El fenmeno de corrosin-cavitacin se produce cuando un elemento metlico aparece encontacto con liquido circula a muy alta velocidad, y debe considerarse, por tanto, como un casoextremo de corrosin-erosin.

Mecanismo de la co rrosin-cavitacin

Desde el punto de vista fsico mecnico, el fenmeno de cavitacin consiste en lo siguiente:

Cuando un liquido se mueve en rgimen turbulento en un instante determinado y en unaposicin determinada en el seno del liquido pueden producirse fuertes depresiones de maneraque una pequea porcin del liquido, en contacto con una regin de baja presin, presente enuna tensin de vapor superior a la de su entorno. En estas condiciones una pequesimacantidad del liquido pasara a fase vapor formando una burbuja de cavitacin de muy pequeotamao (alrededor del 10-3 mm).

Un instante despus la burbuja cavitacional se sita en el entorno a la presin normal, a laque se encuentra el lquido, lgicamente superior a la del vapor, e implosiona. En ese

momento la presin de salida del lquido de la burbuja cavitante es del orden de decenas demiles de atmosferas, y la velocidad de salida de la pequesima cantidad del lquido queconstitua la burbuja cavitante puede alcanzar los 500m/s.

Cuando las burbujas cavitantes explosionan (implosionan) cerca de la superficie metlica,erosionan y rompen pelculas protectoras e incluso arrancan pequeas cantidades delmaterial originando rugosidades que se convierten en zonas preferentes para la nucleacinde nuevas burbujas cavitantes. La aparicin de estas regiones del metal limpio propician elataque por mecanismos de corrosin electroqumica formndose nuevas pelculas deproductos de corrosin slidos que, de nuevo, son eliminados por el proceso cavitacional,actuando ambos fenmenos, por tanto, sinrgicamente.

Fig. Implosin de una burbuja

Desde el punto de vista morfolgico se caracteriza por la aparicin de socavaduras en formade herradura orientadas en la direccin del flujo.


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MUESTRA N01

MORFOLOGIA.

Hlice y/o aleta de un probable sistema de bombeo. Se nota corrosin en toda la superficie en forma de agujeros y en la zona extrema

superior los agujeros han atravesado el metal.

DIAGNOSTICO:

Clsico diagnostico de corrosin por cavitacin, explicado en el fundamento terico. La zona extrema superior ha sufrido mayor ataque agresivo por cavitacin, debido a

que en la periferia la velocidad es mayor (velocidad proporcional a la distancia delradio), por ende mayor presin y consecuente mayor fuerza en la implosin.

PREVENCION:

Se deben seleccionar aleaciones duras, de estructura cristalina homognea,preferiblemente monofsicas y de grano fino.

Suelen dar especficamente buenos resultados los aceros inoxidables austenticos yferrticos, aleaciones de cobre de elevada dureza como el bronce de aluminio y lassuperaleaciones de base cobalto.

Es tambin recomendable actuar sobre el diseo, tratando de reducir la velocidad dedesplazamiento del fluido y las posibles vibraciones del elemento metlico.

La aplicacin de proteccin catdica, en los casos en que tcnicamente es factible,suele dar buenos resultados. El efecto es doble: por una parte el control del

mecanismo electroqumico de la corrosin, y por otra, en el caso concreto de acero, alobligar al elemento metlico a trabajar a un potencial por debajo del correspondiente ala reduccin del agua con formacin de H2(g), las burbujas de este gas, formadas sobrela superficie metlica, actan amortiguando el efecto de implosin de las burbujascavitantes y reduciendo, por tanto, el efecto erosivo de la superficie.


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4. CASO REAL DE LA CORROSION

1. ESTRUCTURA:Metal pintado de negro que se utiliza como puerta principal en la entrada de la casa de mivecino.

2. MATERIAL:

Puerta de acero al carbono que ha sido recubierta con una pintura negra anticorrosiva que seha ido desprendiendo conforme se ha ido corroyendo.

3. MEDIOS AGRESIVOS:

La estructura est expuesta al medio ambiente, polvo, humedad, lluvia, cambio de temperaturay al sudor de las manos de las personas que utilizan para abrir la puerta.

4. FUNCION DE LA ESTRUCTURA:

La estructura del material es utilizada como puerta principal para la entrada de un edificio ytambin una parte de su superficie como soporte para la chapa en la cual se introduce la llave.

5. TIPOS DE CORROSION PARA EL CASO:

Dentro de los tipos de corrosin tenemos varios ataques la cual a ocasionada que el metal secorroya.

A. Corrosin Uniforme:

Se observa que el ataque se extiende en forma homognea sobre toda la superficie metlicadonde se encuentra la chapa.


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Mecanismo:

El mecanismo general es la reduccin del oxigeno por parte del medio ambiente y la oxidacindel hierro formando el hidrxido no protector Fe (OH)2.

nodo: Fe Fe2+ + 2e-Ctodo: O2 + 2H2O + 4e

- 4OH-

Reaccin Global: 2Fe + O2 + 2H2O 2Fe (OH)2

Prevencin:

Cambiar el tipo de material por una material ms resistente y usar un tipo adecuado depintura anticorrosiva.

B. Corros in Loc alizada

B.1 Corrosin galvnica:

Existe este tipo de corrosin debido a que hay contacto del acero al carbono con otro tipo demetal que ha sido soldado como un adorno adorno, la presencia de humedad del medioambiente da como resultado la formacin de una celda electroqumica dando a este tipo decorrosin alrededor del material soldado.


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Mecanismo:

El metal analizado (acero al carbono) en contacto con el material de adorno (bronce), el medioambiente y el conductor elctrico forman una celda galvnica producindose la oxidacin delhierro y la reduccin del oxigeno formndose un hidrxido Fe (OH)2 la cual es un hidrxido noprotector que hace que deteriore el contorno del metal de la figura mostrada.

Prevencin:

Se debe hacer combinaciones de metales o aleaciones lo mas junto que estn en laserie galvnica para evitar este tipo de corrosin.

Instalar un metal andico a ambos metales de la celda.

B.2 Corrosin por rendija o grieta:

Esta es la forma de corrosin que es caracterizada por un intenso ataque localizado en grietasexpuestas a agentes corrosivos siendo el principal el ion Cl- producido por la lluvia.

Mecanismo:

El mecanismo bsico de este tipo de corrosin es que el acero al carbono en contacto con unasolucin salina, en presencia de oxigeno, produce la disolucin del metal M y la reduccin deiones oxigeno e hidrxido.

nodo:Fe Fe+2 + 2e-

Ctodo:O2 + 2H2O + 4e

- 4OH-

Inicialmente la reaccin ocurre uniformemente sobre toda la superficie, incluyendo las grietas.Despus de un corto tiempo, el oxigeno producido en las grietas se agota entonces lareduccin del oxigeno se detiene pero la disolucin del Fe continua produciendo un exceso decarga positiva en la solucin, la cual es necesaria equilibrar con la migracin de los iones cloroa la grieta. Esto da como resultado el aumento de concentracin del metal clorado en estazona.

Fe2+ + Cl- + H2O MOH + H+ + Cl-

Esta ecuacin muestra la solucin acuosa tpica donde el Fe clorado se disocia en un hidrxidoinsoluble y acido libre. Esto da como resultado el aumento del metal Fe en la disolucinproducindose un aumento acelerado auto cataltico.


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Prevencin:

Hacer mantenimiento para remover empaquetaduras hmedas slidos como polvo,residuos, etc.

Eliminar rendijas en juntas solapadas por medio de una soldadura continua.

B.3 Corrosin por picadura:

Este tipo de corrosin es la disolucin localizada y acelerada del Fe. Esto es producto de laruptura de la pelcula de oxido.

Este material est expuesto a la lluvia que a su vez es acida, quien nos proporciona mediosagresivos siendo el principal el ion Cl- y otros iones como Br-, I- que los proporciona el medioambiente o las mismas personas al manipular constantemente la puerta.

Mecanismo:

Debido a que el metal est sometido a defectos propios como los bordes de grano,dislocaciones en su interior de su estructura y micro heterogeneidades. Brinda las condicioneselectroqumicas necesarias para reacciones de corrosin.

Dislocacin del metal: Fe Fe+2 + 2e-Hidrlisis: Fe2+ + H2O Fe(OH)2 + H

+

Reaccin global: Fe2+ + 2H2O Me(OH)+ + H+ + H2O Fe(OH)2 + 2H

+

Prevencin

Hacer un constante mantenimiento para evitar el acumulamiento de hmedas o salesdebido al medio ambiente.

Cuando se haga dicho mantenimiento se debe limpiar con agua libre de cloro por lomencionado en el mecanismo.

Mantener al metal libre de incrustaciones.

5. BIBLIOGRAFIA

Gonzales, J. Control de la corrosin, Edicin en espaol, Cenim, Madrid,1989.

Enrique Otero Huerta, Control y degradacin de materiales, Espaa, EditorialSintesis, 2001.

Principles and prevention of corrosion, Denny A. Jones, Pearson-Prentice Hall, 2005.

Documents

Formas de Corrosion Informe Final 2013-I