Fundamentos de la corrosión metálica

Feb‐2011

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Jornada técnica sobre el acero galvanizado en caliente y sus utilizaciones en la industria

FUNDAMENTOS DE LA

CORROSIÓN METÁLICA

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FUNDAMENTOS DE LA CORROSIÓN METÁLICA

La corrosión es el proceso de reacción de los metales con el medio ambiente para volver a su estado combinado, que es el

termodinámicamente mas estable

Me0 + E Me + ½ 02

PÉRDIDAS DEBIDAS A LA CORROSIÓN

1. Pérdidas directas:Por destrucción de materiales e inutilización de equipos:

2. Pérdidas indirectas:a)Pérdidas en la producción por interrupciones.b)Pérdidas de materias primas.c)Pérdidas por sobre-dimensionado de las instalacionesd)Pérdidas por instalaciones auxiliares.e)Pérdidas de vidas humanas.

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metálico Óxido ambiente) (medio Metal

222 OHMeO OH O 21 Me ⋅⇔++

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Hoy en día el coste anual de la corrosión en España es del 2,2% de su PIB.

La utilización de técnicas adecuadas de protección frente a la corrosión supone un ahorro de hasta el 25% de este coste

COSTES ECONÓMICOS DE LA CORROSIÓNEstudios clásicos sobre los costes de la corrosión son:• 1949. H.H. Uhlig (Corrosion, 6, 29-33, 1950):

Coste anual en EE.UU: 5.500 Millones de $ (Pérdidas directas)• 1966. S. Liechtenstein (Materials Protection, 16, 24, 1967):

Coste anual en EE.UU: 10.000 Millones de $ (Pérdidas directas)• 1971. T.P. Hoar (Devit. Trade and Ind. [Revision of the Instituion of Technology, 32.1,

19-22, 1972)]:Coste anual en UK: 1.365 Millones de Libras (3,5% PIB)

• 1977. National Bureau of Standards/ Battelle Institute(NBS Special Publication 511-I y 511-II Mayo 1978)Coste anual en EE.UU: 70.000 Millones de $ (4,2% PIB)

1. Corrosión Seca (corrosión a alta temperatura)

P.e. Oxidación directa del acero a alta temperatura (>1000 ºC) durante losprocesos de forja y laminación en caliente.

En metales muy activos (Na, K, Mg) puede manifestarse ya a temperaturaambiente.

2. Corrosión electroquímica (corrosión húmeda)

Tiene lugar en condiciones ambientales normales (-10 +50ºC)Se produce por formación de pilas o micro-pilas galvánicas

• Fenómenos de corrosión atmosférica o en medios acuosos• Corrosión por aireación diferencial • Corrosión por par galvánico o de contacto• Corrosión bajo tensión• Corrosión en rendijas, etc.

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Potenciales de Disolución

M M2+ + 2e

CORROSIÓNELECTROQUÍMICA

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POTENCIAL DE DISOLUCIÓN

Viene determinado por la ley de Nerst:

En donde:E = Potencial electrodo-disoluciónEo = Potencial Normal de Disolución (1N)C = Concentración de Cationes (Eq/l)R = Constante gases perfectos (8,314 J/°C/mol)T = Temperatura absoluta (273 + t°C)F = Número de Faraday (96450 C/eq)n = Valencia del Metal

Cln nFRT E E 0 +=

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POTENCIALES NORMALES DE DISOLUCIÓN (Eo)

• Son los potenciales de equilibrio entre los metales y sus disolucionesNormales (1 Eq/l), cuando se miden con relación al Electrodo Normal deHidrógeno a 25°C (cuyo E0 se toma convencionalmente como potencial = 0)

• Los potenciales normales de disolución (E0) de los metales constituyen unaconstante física para cada metal.

• Los E0 nos indican la mayor o menor tendencia que tienen los metales acombinarse (corroerse).

Los metales son tanto más estables cuanto mayor sea su potencial normal de disolución

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Serie de Potenciales Normales de Disolución de los metales. De abajo a arriba aumenta gradualmente la tendencia del metal a disolverse, dando

lugar a cationes.

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• Para que exista corrosión del acero es necesario:

A) OXIGENO

B) HUMEDAD: La humedad relativa crítica sea: >50%

• En la corrosión del acero se forman ÓXIDOS de hierro queson VOLUMINOSOS, POROSOS Y POCO PROTECTORES.

POR ESO EL ACERO SE OXIDA HASTA SU DESTRUCCIÓN

• Los contaminantes atmosféricos que mas aceleran la corrosión del acero son los óxidos de azufre (S02) y los cloruros (CL-): ATMÓSFERAS INDUSTRIALES, URBANAS Y MARINAS

CORROSIÓN ATMOSFÉRICA DEL ACERO

Fe + O2 + H2O ---> FeO . Fe2O3 + H2Occ

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La formación de óxidos no protectores favorece la práctica destrucción de las construcciones de acero

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