Corrosion

CORROSIÓNCORROSIÓN

Conceptos BásicosConceptos Básicos

CORROSIONCORROSION 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 POR QUÉ SE CORROEN LOS METALESMETALES??

Mineral

Transformación

uso

CORROSIÓN

E 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 FACTORES QUE LLEVAN A LA CORROSIONCORROSION

Factores inherentes al medio corrosivo

Factores inherentes al material

–Temperatura–Naturaleza del medio (s-l-g)–Concentración de oxígeno–pH–Humedad–Contaminantes–Acción de microorganismos–Corrientes externas–Tensiones aplicadas

–Naturaleza del metal o aleación–Presencia de inclusiones en la superficie–Homogeneidad de su estructura–Tratamientos térmicos–Tensiones residuales–Grietas o defectos superficiales–Incrustaciones de óxidos o poros

CLASIFICACIÓN DE LA CORROSIÓNCLASIFICACIÓN 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 ELECTROQUÍMICACORROSIÓN 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 ELECTROQUÍMICACORROSIÓN 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 femFuerza electromotriz o fem

• Es imposible medir potencial absoluto de una semicelda

• SHE electrodo de hidrógeno estandar eºH+/H2= 0

Zn CuZnPt

V V

25

Mecanismo

• 2H+ + 2 electrones H2 (gas)

• O2 (gas) + 2H2O + 4 electrones 4OH- (medio alcalino)

• O2 (gas) + 4H+ + 4 electrones 2H2O (medio ácido)

SERIE ELECTROMOTRIZReacción en Equilibrio

NOBLEE°H (volts)

Au+2 + 2e = Au + 1.7

1/2 O2 + 2H++ 2e— = H2O + 1.23

Pt+2 + 2e— = Pt + 1.2

Ag+1 + 1e— = Ag + 0.80

Cu+2 + 2e— = Cu + 0.34

2H+ + 2e— = H2 0.00 (por definición)

Ni+2 + 2e— = Ni - 0.13

Fe+2 + 2e— = Fe - 0.44

Cr+3 + 3e— = Cr - 0.70

Zn+2 + 2e— = Zn - 0.76

Al+3 + 3e— = Al - 1.66

BASE

CORROSIÓN SEGÚN LA CORROSIÓN SEGÚN LA APARIENCIA DEL METALAPARIENCIA DEL METAL

Uniforme

BiológicaPicado

Galvánica Erosión Hendidura

Intergranular

Bajo tensión Fatiga Cavitación

APARIENCIA

Localizada

CORROSIÓN GENERAL O UNIFORMECORROSIÓN 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 ATMOSFÉRICACORROSION 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

CORROSIÓNCORROSIÓN GALVÁNICAGALVÁNICA

• Dos metales disímiles se acoplan eléctricamente en un medio electrolítico.

CORROSIÓN POR HENDIDURACORROSIÓN 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 EROSIÓNCORROSIÓN 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 CAVITACIÓNCORROSIÓN CAVITACIÓN Presiones estallar metal y

los revestimientos protectores.

• Ocurren a altas velocidades

de flujo y cambio brusco en la dirección del mismo.

CORROSIÓN POR GRIETASCORROSIÓN POR GRIETAS

• Es causada por los cambios en la acidez, agotamiento del oxígeno, iones disueltos y ausencia de un inhibidor.

CORROSIÓN SELECTIVA O CORROSIÓN SELECTIVA O DEALEACIÓNDEALEACIÓN

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 TUBERCULACIÓNCORROSIÓN 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 BIOLÓGICACORROSIÓN BIOLÓGICA

• Microorganismos mecanismos que les permiten adquirir la energía vital.

CORROSIÓN INTERGRANULARCORROSIÓN 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 FATIGACORROSIÓN 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 CORROSIÓNPREVENCIÓN 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

Datos de corrosión se derivan de diversas fuentes• Diseños previos (plantas o aplicaciones similares)• Datos del fabricante• Datos en publicaciones• Desarrollos especializadosDiseño de nuevos equipos y materiales• El diseñador debe estar actualizado en las innovaciones que

permitan resolver problemas no tratados en el pasadoNaturaleza 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 CORROSIÓNPREVENCIÓN DE LA CORROSIÓNCorrosión 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 CORROSIÓNPREVENCIÓN DE LA CORROSIÓNGalvanica: Selección de materiales Efecto de área Precaución con recubrimientos Inhibidores Protección catódica Diseño

Aislamiento Erosion – Cavitacion:Mitigar turbulenciasAjustar capacidad de bombeo y dimensiones de tuberíaEvitar cambio de direcciónUsar curvas y evitar angulosUsar deflectores (dism velocidad)Evitar soldadura dentro de la tubería

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.


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



Protección catódica


Materiales usados en la conducción de agua, sin y con control de la corrosión

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