e Studio Corrosion Galvanic A

Estudio de corrosin galvnica entre acero DOX y diferentes tipos de acero utilizando tres tcnicas

electroqumicas

1ABSTRACTLa corrosin galvnica es una de las formas ms comunes de corrosin que se encuentran en instalaciones de la industria petrolera y en general de transporte de uidos, esto se debe a que los dispositivos de trans-porte integran una variada cantidad de aditamentos, mismos que estn fabricados de distintos materiales que entran en contacto generando celdas de corrosin galvnica.

Las series galvnicas se han considerado como la informacin fuente para predecir el comportamiento de los pares galvnicos entre diferentes tipos de metal de carcter noble o activo. Sin embargo existen metales o aleaciones metlicas que, a pesar de tener un potencial electroqumico noble, cuando son acoplados con otro metal presentan corrientes de corrosin muy bajas, lo que redunda en un par galvnico poco agresivo para el metal ms activo.

El objetivo del estudio fue analizar los pares galvnicos que forma la aleacin Nquel-Cobalto-Boro utilizada como depsito en acero (tambin conocida por su marca acero DOX) en contacto con aceros convencio-nales como el inoxidable y el B7, y aceros con depsitos protectores como el cadminizado y el galvanizado.

La evaluacin se realizo a travs de tres tcnicas bien establecidas: seguimiento de potencial, curvas de polarizacin y monitoreo del potencial galvnico y la corriente galvnica por medio de un ampermetro de resistencia cero.

Los resultados obtenidos muestran que el acero DOX no genera un par galvnico agresivo ya que la salida de corriente que en este se desarrolla es muy pequea comparada con la desarrollada entre otros metales, lo que permite utilizarlo exitosamente como recubrimiento anticorrosivo de larga duracin. Este comporta-miento se atribuye a que la aleacin de Nquel-Cobalto-Boro que integra el depsito en el acero DOX, forma una pelcula pasivante estable en la que la reaccin catdica se polariza a valores muy negativos. La alea-cin presenta una salida de corriente muy pequea lo que hace que la velocidad de corrosin galvnica sea menor en comparacin con la velocidad de corrosin que presentan los metales independientes en el par.

Estudio de corrosin galvnica entre acero DOX y diferentes tipos de acero utilizando tres tcnicas electroqumicas

INTRODUCTION

La industria petrolera gasta millones de dlares anualmente al enfrentar y prevenir problemas relaciona-dos con la corrosion de sus instalaciones, de ah que cada da se deben desarrollar nuevos y mejores mto-dos para poder llevar esta tarea acabo. Uno de estos mtodos de prevencin es el de los recubrimientos metlicos obtenidos electroliticamente, los cuales le coneren al material base ms y mejores propiedades. En la bsqueda de electrodepositos mas ecientes se ha encontrado en las aleaciones una fuente excelente de materiales protectores, aunque la seleccin de estas aleaciones debe ser cuidadosa ya que, adems de ofrecer proteccin a la agresividad de los medios, deben presentar propiedades mecnicas, fsicas, etc. que sean congruentes con el trabajo de la pieza que se pretenda proteger. Una de estas aleaciones esta presen-te en el proceso DOX, el cual ha sido probado durante aos en las instalaciones de PEMEX ofreciendo resul-tados muy satisfactorios. La aleacin DOX presenta excelentes propiedades anticorrosivas ante los medios que se presentan regularmente en las instalaciones petroleras, ofreciendo velocidades de corrosin muy bajas aun comparadas con los aceros inoxidables a la par de que el costo de su produccin es mucho mas bajo.

Otro punto ha considerar entre estos recubrimientos es la generacin de pares galvanicos. La corrosin galvanica es comn en muchos procesos donde uno o dos material se encuentran ntimamente ligados y expuestos al mismo medio, este tipo de corrosin se presenta al estar presentes dos materiales con diferen-tes capacidades para enfrentar la agresividad del medio, conrindose el uno al otro facilidades de deterio-ro que por si solos pueden o no llegar a presentar. Luego entonces, en la bsqueda de estos materiales protectores, la facilidad para generar corrosin galvanica debe ser muy bien analizada con el objetivo de que al involucrar estos electrodepsitos se evite el dao a los otros materiales presentes en las instalacio-nes.

NOMENCLATURA: Corrosin galvanica, potencial de corrosin, densidad de corriente de corrosin, pen-dientes de Tafel, polarizacin, corrosin galvanica, potencial galvanico, teora del potencial mixto.


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3DESARROLLO EXPERIMENTALPara cumplir con los objetivos planteados en esta investigacin se llevo a cabo el siguiente desarrollo expe-rimental: Seguimiento de potencial de los metales a evaluar, realizacin de curvas de polarizacin, medi-cin del potencial galvnico y de la corriente galvnica.

TCNICA 1: SEGUIMIENTO DE POTENCIAL

Para el seguimiento de potencial se instal una celda con dos electrodos: Electrodo de trabajo-acero a evaluar, electrodo de referencia-electrodo de calomel saturado. El seguimiento de potencial se llevo a cabo durante 60 minutos.

TCNICA 2: CURVAS DE POLARIZACIN

Para las curvas de polarizacin se instal un sistema de tres electrodos cuyas funciones y composiciones son las siguientes: Electrodo de trabajo- acero a evaluar, Electrodo de referencia-calomel saturado, Electro-do auxiliar: grato de alta pureza y alta densidad.

Las condiciones para cada prueba fueron: Polarizacin catdica 600 mV ms negativos que el potencial de reposo, polarizacin andica 600 mV ms positivos que el potencial de reposo. El barrido de potencial fue de 1mV por segundo.

TCNICA 3: MEDICIN DEL POTENCIAL GALVNICO Y DE LA CORRIENTE GALVNICA

Se utiliz un electrodo de referencia de calomel saturado para el seguimiento del potencial en el par. La distancia entre metales formadores del par fue de 10 cm. Se utiliz un Potenciostato Gill AC como amper-metro de resistencia cero.


Figura 1.- celda utilizada para evaluar pares galvanicos

Como puede observarse en la gura 1 la relacin de reas del par galvnico es de 1 a 1. Si bien las normas internacionales para este tipo de pruebas indican que se deben evaluar geometras reales, en esta prueba se pretende comparar la agresividad de los pares, por lo que se decidi utilizar reas con esta relacin.

Se utiliz un electrodo de referencia de calomel saturado como apoyo para el seguimiento de potencial del par galvnico; tanto al potencial galvnico como a la corriente galvnica.

El seguimiento del potencial y de la corriente galvnica se llevo a cabo durante 7 das.

CONDICIONES DE LAS TCNICAS EMPLEADAS:

Para las tres tcnicas utilizadas se cumplieron las siguientes condiciones:

ACEROS EVALUADOS

Acero aleado grado B7, Acero B7 tratado con el proceso DOX 20 micras de recubrimiento, Acero inoxidable 316Acero B7 galvanizado con 20 micras de recubrimientoAcero B7 cadminizado con 20 micras de recubrimiento

LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES

Los aceros con electrodeposito fueron desengrasados y enjuagados con detergente y agua destilada, despus secados con acetona para su posterior exposicin a los medios, los aceros sin tratamientos fueron lijados hasta grado 600 desengrasados, enjuagados y secados.

MEDIOS DE PRUEBA

Se evaluaron los aceros en tres diferente medios:

Medio cido: Los medios cidos fueron preparados a travs de cidos concentrados de cido sulfrico los cuales se llevaron a disoluciones de 0.1 molar en concentracin con la nalidad de obtener un pH igual a 1.

Medio salino (neutro). Los medios salinos fueron una solucin de Cloruro de Sodio tres por ciento en peso.

Medio dulce. Los medios dulces se prepararon a partir de una solucin de Cloruro de Sodio 3% en peso a la cual se le burbujeo, durante una hora, Bixido de Carbono gaseoso. Con este tiempo de burbujeo se asegura alcanzar un pH de saturacin, que para estos medios es de alrededor de 3.9.


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5RESULTADOS Y ANLISIS

POTENCIAL DE CORROSIN

Dado que el potencial de corrosin de una celda de corrosin denir cunta energa est involucrada en el proceso, y por lo tanto si una reaccin se llevara o no a cabo de manera espontnea, es necesario ubicar qu elemento se comporta como ctodo y qu elemento como nodo.

Este comportamiento puede detectarse estudiando de forma independiente a cada metal, enfrentndolo con un electrodo de potencial conocido. El potencial generado por la celda (metal de prueba y de referen-cia) indicar indirectamente el valor de potencial del metal evaluado.

La gura 2 muestra la manera en que se sigui el potencial de los diferentes aceros en medios salinos-neutros, hasta su estabilizacin, los otros medios no se muestran, sin embargo el tratamiento de la prueba es el mismo.

La gura 3 muestra claramente que sin importar el medio en que se este realizando la prueba de potencial, el acero DOX presenta los valores ms positivos, seguido del acero inoxidable, cadminizado, B7 y galvani-zado. Tambin se observa que para todos los aceros, el medio que genera los potenciales ms activos es el que presenta la saturacin con CO2.

An en un medio tan oxidante, el DOX presenta un carcter ms noble (potenciales ms positivos) que cual-quier otro metal.


Figura 2.- Seguimiento del potencial en una solucin salina 3% de NaCl en peso.

Figura 3.- Comparacin entre los distintos metales en los diferentes medios.

La gura 4 muestra el comportamiento de acero DOX en un medio saturado con O2. Se observa que el potencial baja rpidamente hacia valores ms negativos pero en poco tiempo recupera su carcter noble, aunque en este caso no se alcanza la estabilizacin rpidamente. En un medio altamente oxidante como este, el acero DOX sigue mostrando ese perl de metal ms noble que los dems metales evaluados.

Investigaciones realizadas con acero DOX en medios cidos y bsicos revelan que este material produce una pelcula formada principalmente por xidos de nquel y de cobalto. Dado que el nquel y el cobalto son los constituyentes de la aleacin acero DOX y que estos presentan caractersticas muy similares, se ha con-siderado que la pelcula formada es una solucin slida muy estable de los xidos ya mencionados. El hecho de que el potencial se estabilice rpidamente sugiere que la formacin de la pelcula se presenta rpidamente y que la misma es muy estable. Lo anterior indica que el contenido de oxigeno en el medio juega un papel clave para controlar el espesor de la pelcula de oxido formada y mantener su naturaleza protectora en el acero DOX.

Por otro lado, el hecho de que el acero DOX presente un valor de potencial ms positivo, signicar que al estar acoplado con otros aceros presentar un carcter catdico haciendo que el otro metal tome el papel del nodo.La diferencia de potencial entre el DOX y los aceros se puede ver en la siguiente tabla.


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Figura 4.- Seguimiento de potencial en medios saturados de oxigeno. Comparacin con un medio sin saturacin de

oxigeno.

Tabla 1. Diferencia de potencial entre los metales formando un par galvnico terico

7Dadas las diferencias de potencial presentadas en la tabla, se podra pensar que el acero DOX al estar aco-plado con estos metales va a generar un par galvnico muy daino, haciendo que la velocidad de corrosin del metal al que est acoplado aumente considerablemente. Sin embargo, las mediciones de potencial no son sucientes para evaluar la actividad de los metales en pares galvnicos, ya que estas no consideran la polarizacin que sufren las interfases formadas por el medio y el metal.

Es as que los valores del potencial slo validan que el par galvnico se forme, pero no indican dos cuestio-nes fundamentales relativas a la cintica del par: En cunto tiempo se formar el par galvnico y una vez formado el par galvnico tendr o no carcter agresivo.

POLARIZACIN DE LOS ACEROS

El manejo de los siguientes resultados esta enfocado a tratar de describir el comportamiento cintico del acero DOX en diferentes medios en comparacin con los otros metales evaluados, lo que permite puntuali-zar sus diferencias y cmo stas determinan el perl cintico del acero DOX.


Figura 5.-. Curvas de polarizacin para los diferentes aceros en medio cido, solucin de cido sulfrico, H2SO4 0.1 molar,

temperatura 20 0C.

Figura 6.- Curvas de polarizacin para los diferentes aceros en medio salino, solucin de Cloruro de Sodio, NaCl, 3% en

peso, temperatura 20 0C.

Figura 7 Curvas de polarizacin para los diferentes aceros en medio salino, solucin de Cloruro de Sodio, NaCl, 3% en peso, saturada con Bixido de Carbono, CO2 , temperatura 20 0C.

Figura 8.-. Comparacin de los valores de densidad de corriente de corrosin entre los diferentes aceros, inmersos

en los tres medios de prueba.

DATOS CINTICOS

La gura 8 muestra que el medio ms agresivo fue el cido. Destaca el caso del galvanizado que cambi hasta en un orden de magnitud el valor respecto al del medio salino saturado con CO2.

El acero DOX presenta la densidad de corriente (dcc) ms baja, en cualquiera de los medios probados, se hace notar que la velocidad de la reaccin catdica que se lleva a cabo en la supercie del acero DOX tam-bin es muy lenta comparada con la de los otros metales evaluados.

En medio salino la dcc que presenta el acero DOX es de 2.51 x 10-2 A/m2, el cadminizado para el mismo medio presenta 7.5 x 10-2 A/m2 y el galvanizado es de 24.86 x 10-2 A/m2, un orden de magnitud mayor que el acero DOX.

El acero inoxidable presenta dcc`s ms altas que el acero DOX, sobre todo cuando est presente un medio salino.

Los dems recubrimientos varan dependiendo del medio al que estn expuestos.

La pendiente catdica, pc, es una medida del grado de polarizacin que sufren los metales, es decir, la mag-nitud del cambio que sufre una reaccin electroqumica cuando, al estar en equilibrio, se ve perturbada por un ujo de corriente. La gura 9 muestra cmo la reaccin catdica sobre el acero DOX sufre una polariza-cin ms grande que los dems metales evaluados en todos los medios; esto nos dice que una vez que se inicia el proceso de corrosin en un sistema donde el acero DOX este involucrado, y empiece a circular corriente (ujo de electrones), el acero DOX tender a llevar la reaccin catdica a valores ms negativos

En este sentido, la reaccin catdica requerir un valor de potencial ms negativo para que se pueda llevar a cabo; si el potencial de la celda generada no alcanza ste valor, el proceso se detendr al no haber la ener-ga necesaria para que opere.


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Figura 9.- Relacin de pendientes catdicas entre los diferentes metales y los distintos medios.

9El acero cadminizado presenta un valor de polarizacion catdica no tan alto. Por ejemplo, en solucin salina, que es el medio donde presenta un valor ms grande se obtienen los siguientes valores de polariza-cin: DOX 205 mV y cadminizado 160 mV. Los valores de pc que presenta el acero DOX son mayores que los de cualquier otro metal, y entre estos ltimos hay variaciones dependiendo del medio al que estn expues-tos.

Respecto a las polarizaciones anodicas se observa nn las guras 5 a 7 que los metales presentan diferente comportamiento a polarizaciones superiores a los 300 mV. En medio cido el acero inoxidable presenta rpidamente una pasivacin, muy probablemente por los xidos de cromo que se forman en su supercie. Esta pelcula no es conductora.

Los dems metales en este medio podran estar formando una pelcula. En el caso de DOX esta pelcula se polariza de manera muy particular. La pelicula formada es estable, electroliticamente hablando, se manten-dra presente aun cuando se presenten salidas de corriente muy altas ya que el cambio de potencial es minimo.

El galvanizado presenta una pasivacin cuando recibe grande salidas de corriente. En el caso de la solucin salina todos los metales presentan (en mayor o menor grado) una pasivacin, formada por una pelcula que seguramente ser poco conductora en un rango corto de potencial; sin embargo a grandes rangos de potencial perder estabilidad

La relacin lineal no denida que presentan las curvas nos lleva a ser muy cuidadosos con la valoracin de la pendiente andica, pa, (polarizacin) que sufren los metales evaluados.

La gura 10 muestra los valores de pa los cuales indican el comportamiento andico de los metales evalua-dos. Dado que estas pendientes se obtienen muy cerca del potencial de equilibrio, estaremos pensando como proceso andico la disolucin del metal, aunque ms adelante pueda o no pasivarse como se ha comentado.

La gura 10 muestra que el comportamiento andico de los aceros probados es muy similar. En la solucin salina saturada con CO2, los valores de pendientes corresponden con los presentados tericamente en la oxidacin del hierro que son de 40 mV. Los valores de las pendientes cambian para las otras dos soluciones, pero en general los aceros se comportan de manera similar entre ellos.

Los valores de las pendientes en el medio cido son:

Acero DOX 70 mV,Acero inoxidable 85 mV, Acero cadminizado 80 mV, Acero B7 87 mV, Acero galvanizado 110 mV Los valores de pendiente andica en medios salinos son muy similares en todos los metales evaluados: Acero inoxidable 78mV, Acero galvanizado 100 mV, Acero Cadminizado 103 mV, Acero DOX 98 mV, Acero B7 83 mV


La comparacin entre los metales evaluados nos dice que el valor de la polarizacin de la reaccin andi-ca del acero DOX no presenta cambios signicativos.

Tomando en cuenta los tres valores cinticos presentados en prrafos anteriores (densidad de corriente de corrosin, pendientes catdicas y pendientes andicas), y si se compara el acero DOX con los resulta-dos del resto de los metales evaluados, se puede decir que: El acero DOX presenta la dcc ms baja en todos los medios, el acero DOX presenta una polarizacin andica muy similar a la del resto de metales evaluados y la polarizacin de la reaccin catdica del acero DOX es muy alta

Esto lleva a pensar que el comportamiento del acero DOX esta regido por el proceso catdico que se presenta en su supercie. Que debe estar desarrollando una pelcula compuesta por xidos de nquel y xidos de cobalto que provoca que la velocidad de la reaccin catdica sea muy lenta y, que en general, la velocidad de corrosin del acero DOX tambin lo sea.

POTENCIAL GALVNICO Y CORRIENTE GALVNICA EN FUNCIN DEL TIEMPO Para poder evaluar el comportamiento del acero DOX en par galvnico, se han simulado distintos pares entre los metales evaluados: DOX-Acero inoxidable, Galvanizado-Cadminizado, B7-DOX, etc. Todos estos pares fueron evaluados en los tres medios estudiados (salino-neutro, cido y carbnico).

Se deni que el tiempo de la prueba sera de 7 das. En este tiempo la mayora de los pares galvnicos formados present un comportamiento de corriente y potencial estable, lo que permite presumir que en los pares no se presentar cambio de polaridad en el largo plazo.

Se muestran primero los resultados del par entre acero DOX y otros metales y ms adelante el resto. Adems se hace una comparacin entre los valores de corriente galvnica que indican la velocidad de corrosin que generan los pares galvnicos (corriente de corrosin galvanica, ccg).


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Figura 10.- Relacin de pendientes andicas entre los diferen-tes metales y los distintos medios.

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Los valores que presentan las grcas 11 a 13 indican que el rango de valores de ccg en medio cido esta entre 23 y 82 A, y en particular se tiene: Par con inoxidable 24 A, Par con B7 79 A, Par con cadminizado 82 A, Par con galvanizado: 79 A

Es interesante notar que el valor de la ccg de los otros pares es muy similar, alrededor de 80 A y el valor del potencial alrededor de -650 mV. Esto indica que cuando se genera un par galvnico entre el acero DOX y cadminizado, galvanizado o B7, acero DOX induce en estos metales un comportamiento de par galvnico equivalente.

A tiempo cero el par acero DOX-Inoxidable presenta casi los mismos valores de ccg que a tiempo 100 horas, comportamiento que no ocurre en los otros aceros evaluados. Por ejemplo, para el par DOX-galvanizado a tiempo cero el valor de cgg es del orden de 900 A y para el par DOX-B7 es de alrededor de 100 A, esto


Figura 11.- Pares formados con acero DOX en medio cido, H2SO4 pH= 1, temperatura 20 oC, presin 0.7 Bar aprox.

Relacin de rea entre electrodos 1 a 1.

Figura 13.-. Pares formados con acero DOX en medios salinos, NaCl 3 % en peso, saturados con CO2 pH = 3.6, temperatura 20 oc, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea

entre electrodos 1 a 1.

Figura 12.- Pares formados con acero DOX en medios salinos, NaCl 3 % en peso. pH = 6.4, temperatura 20oC, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea entre electrodos 1

a 1.

indica que la supercie de los aceros recubiertos (cadminizado y galvanizado) cambia pero se estabiliza con el tiempo y adems, como se ver ms adelante, no aumentar su deterioro por el efecto del par con el DOX.

En medio salino se encuentran similitudes con el medio cido. Por ejemplo, el par Acero Dox-Inoxidable es el que se estabiliza ms rpido y presenta los valores de potencial ms nobles (-480 mV), aunque en este medio la salida de corriente no es la menor, ya que presenta un valor de 30 A comparada con los 11 A y 7.9 A que presentan con el cadminizado y el galvanizado respectivamente. Al igual que en medio cido estos dos ultimos pares parten de valores muy altos (336 A para cadminizado y 275 A para galvani-zado).

En cuanto a los potenciales en medio salino, el par acero DOX-Inoxidable se orienta hacia valores ms negativos al igual que los pares con galvanizado y B7, slo el par con cadminizado se orienta hacia valores ms positivos.

En medios salinos se presentan los valores ms bajos: Acero inoxidable 0.56 A, Cadminizado 8 A, Galva-nizado 16 A, B7 42 A.

Aunque para el B7 el cambio no es tan notable ya que inicia en tiempo cero con un valor de 97 A. No as el cadminizado con 139 A y sobre todo el galvanizado con 850 A. Esto indica que en estos dos ltimos pares se presenta un proceso rpido de corrosin, mismo que con el tiempo baja su velocidad y se estabi-liza. Los valores de potencial juegan muy bien con lo anterior, ya que todos los pares muestran un carc-ter ms positivo con el tiempo y se estabilizan.

El valor del potencial en el par acero DOX-B7 cambia muy poco a lo largo de la prueba, iniciando en -692 mV y terminando en -680 mV. Un cambio muy ligero al igual que el que se present en la prueba de ccg. El inoxidable sigue presentando valores de potencial muy estables y ms positivos que cualquier otro. Todo lo anterior podra explicarse en el hecho de que los medios carbnicos tienden a formar pelculas de carbonato sobre la supercie de los aceros. Dichas pelculas al parecer se mantienen muy estables, pare-ciera que la presencia del par con el DOX no genera inestabilidad en las pelculas y por lo tanto podran estar evitando el avance en el proceso de corrosin.

En la gura 14 se muestran los valores de velocidad de corrosin galvnica, vcg, que ofrece el DOX en par galvnico. Los valores de vcg que se presentan en los pares con DOX son muy pequeos en comparacin con los de los metales independientes lo cual es mostrado en la gura8 , esta gura indica que los valores de vc de los metales evaluados son muy altos en comparacin con los que ofrece el par con DOX. Por ejemplo, el acero galvanizado presenta una vc de 2.1 mm/ao, en medio cido de forma individual y en par con DOX es de 0.185 mm/ao, es decir menos de dos rdenes de magnitud, por lo que se puede decir que la contribucin del DOX es de menos del 10 %. Una manera de evaluar mejor estos resultados es comparando los pares que se generan entre los distintos metales y observando cules generan salidas de corriente ms grandes y por lo tanto velocidades de corrosin ms grandes.Las siguientes guras presentan el comportamiento de los pares formados entre los metales restantes en los tres medios.


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Figura 14.- Valoracin de la velocidad de corrosin que aportar el par galvnico al metal andico. Comparacin entre los diferentes

medios.

Figura 15.- Pares formados con acero inoxidable en medio cido, H2SO4 pH= 1, temperatura 20 oC, presin 0.7 Bar

aprox. Relacin de rea entre electrodos 1 a 1. No se presenta el par con DOX.

Figura 16.- Pares formados con acero inoxidable en medios salinos, NaCl 3 % en peso. pH = 6.4, temperatura 20 oC, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea entre electrodos 1 a 1. No se presenta

el par con DOX.

Figura 17.- Pares formados con acero inoxidable en medios salinos, NaCl 3 % en peso, saturados con CO2 pH = 3.6, temperatura 20 oC, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea

entre electrodos 1 a 1. No se presenta el par con DOX.

Figura 18.- Pares formados con acero B7 en medio cido, H2SO4 pH= 1, temperatura 20 oc, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea

entre electrodos 1 a 1. No se presenta el par con DOX ni con inoxidable.

Figura 19.- Pares formados con acero B7 en medios salinos, NaCl 3 % en peso. pH = 6.4, temperatura 20 oc, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea entre electrodos 1 a 1. No se

presenta el par con DOX ni con acero inoxidable.

El comportamiento de las guras 15 a 23 se puede resumir de la siguiente manera.

PARES CON INOXIDABLE EN MEDIO CIDO.

Los valores del potencial y de la corriente se estabilizan con el tiempo.

Los valores del potencial para todos los pares son prcticamente los mismos, no hay cambios entre B7, cad-minizado y galvanizado. El valor de la corriente galvnica se presenta en un margen de 112 A a 350 A, valores mucho ms grandes que los que presenta el acero DOX. Adems, los valores iniciales de ccg son muy altos: 4633 A para cadminizado, 11847 A para galvanizado, y para acero B7 888 A. Estos valores son ms grandes que los que present el par con DOX. Si bien los valores de ccg son ms grandes que en el par


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Figura 20.- Pares formados con acero B7 en medios salinos, NaCl 3 % en peso, saturados con CO2 pH = 3.6, temperatura 20 oc, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea entre electrodos 1 a 1. No

se presenta el par con DOX.

Figura 21.- Par formado con acero cadminizado en medio cido, H2SO4 pH= 1, temperatura 20 oc, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea entre electrodos 1 a 1. No se presenta

el par con DOX, con inoxidable ni con B7.

Figura 22.- Par formado con acero cadminizado en medios salinos, NaCl 3 % en peso. pH = 6.4, temperatura 20 oC, presin 0.7 Bar aprox. Relacin de rea entre electrodos 1 a 1. No se

presenta el par con DOX, con inoxidable ni con B7.

Figura 23.- Pares formados con acero B7 en medios salinos, NaCl 3 % en peso, saturados con CO2 pH = 3.6, temperatura 20 oC, presin 0.7 Bar aprox., relacin de rea entre electro-dos 1 a 1. No se presenta el par con DOX, con inoxidable ni

con B7.

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con acero DOX, en este medio el resto de los materiales evaluados presentan comportamiento muy similar en cuanto a la estabilizacin, ya que todos los aceros llegan a valores de potencial similares (alrededor de -645 mV.).

PARES CON INOXIDABLE EN MEDIO SALINO.

En este medio, el par con galvnico presenta varios momentos: El primero se da entre el tiempo cero y tiempo de alrededor de 6 horas donde la ccg baja rpidamente de valores de 321 A a 136 A, Despus se mantiene estable por casi 50 horas y a partir de entonces la ccg baja de forma ms ligera hasta 38 A, valor que alcanza en 126 horas y despus se estabiliza. El comportamiento con los dems metales se presenta de forma similar, es decir un cambio inicial muy alto en el valor de ccg que despus se estabiliza hasta alcanzar el valor reportado para el caso de Acero inoxidable-B7 que es de 6.6 A y para cadminizado 26 A. Los valo-res de potencial se mantienen muy estables durante toda la prueba.

Pares en medio salino con CO2

En este medio se presenta un comportamiento muy interesante Los pares formados por Inoxidable-Galvanizado, B7-Galvanizado y el Cadminizado-Galvanizado presentan ciclos en el valor de la ccg (ver guras 17, 20 y 23), aunque el valor del potencial se mantiene muy estable. Los dems pares de B7 y cadminizado con galvanizado en cido presentan altas salidas de ccg al inicio de la prueba, alrededor de 500 A, y estabilizacin de sta a tiempos de 50 horas. Esta conducta cclica podra estar indicando la presencia de pelculas, posiblemente pasivantes, muy poco estables las cuales con el tiempo se disuelven en el medio, permitiendo la corrosin para, despus, volverse a formar. En el caso de DOX esta pelcula debe ser ms estable ya que no se presentan estos comportamientos cclicos.

COMPARACIN DE LA ACTIVIDAD DE LOS DIFERENTES PARES GALVNICOS:

Para poder llevar a cabo una mejor evaluacin, mediante comparacin, de los diferentes pares galvnicos formados, se presentan las guras 24 a 27


Figura 24.- Comparacin de DOX en par con inoxidable y los dems metales evaluados. Valoracin de la velocidad de corrosin que aportar el par galvnico al metal andico.

Diferentes medios.

En todos los medios el acero DOX genera el par menos agresivo, ya que ofrece la menor ccg. En medios carbnicos, en par con inoxidable, se presenta la salida de corriente ms pequea.

En la gura 24 se estn presentando los valores de ccg ms pequeos de los ciclos. Tanto en acido sulfrico como en acido carbnico se presentan los valores ms altos, aunque el par con galvanizado en medio carbnico presenta un valor mas alto y con B7 en sulfrico el valor mas alto.

En la gura 25 se observan valores de corrosin galvnica entre el acero DOX y el cadminizado. No as en soluciones cidas donde el valor que presenta el cadminizado es ms grande que el que presenta el acero DOX: 0.39 mm/ao para cadminizado y 0.1752 mm/ao para DOX. Todo esto en par con B7. El par ms daino es el formado entre B7 e inoxidable en medio cido al presentar alrededor de 0.8mm/ao.

En general los pares formados entre cadminizado y el resto de los metales evaluados en cualquier medio no son muy agresivos. El par ms agresivo es con acero inoxidable en medio cido, pero en este caso es el acero inoxidable el que le conere este comportamiento al par. Como ya se vio en la gura 3.28, los pares con acero inoxidable llegan a ser los ms agresivos sobre todo en medios cidos y carbnicos.

Mediante valores cinticos y de medicin de corriente en par galvnico, se ha presentado que el acero DOX, adems de ser un metal muy resistente a la corrosin, no genera pares galvnicos tan dainos como el inoxidable o el galvanizado, incluso el cadminizado, como se observa en la gura 28, donde en compara-cin con el DOX en medio salino y carbnico presenta valores muy altos de velocidad de corrosin galvni-ca al estar en par con el galvanizado.

Teora del potencial mixto aplicado al comportamiento del DOX como par galvnico

Mediante la teora del potencial mixto, es decir la forma en que un proceso o reaccin se polariza por la accin de otra reaccin, se presentar un argumento para explicar el comportamiento que hasta ahora ha mostrado el acero DOX.


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Figura 25.- Comparacin de DOX en par con B7 y los dems metales evaluados. Valoracin de la velocidad de corrosin que aportara el par galvnico al metal andico. Diferentes

medios.

Figura 26.- Comparacin de DOX en par con cadminizado y los dems metales evaluados. Valoracin de la velocidad de corrosin que aportara el par galvnico al metal andico.

Diferentes medios.

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La gura 29 muestra el comportamiento catdico del DOX sobre el sistema y la consecuente polarizacin del nodo hacia valores de potencial ms catdicos, con lo que la velocidad de reaccin andica ser ms lenta en el acero acoplado que sin acoplar.

Lo anterior se explica con curvas de Evans Tafel, mostrando el control catdico del DOX sobre el par galv-nico.


Figura 27.- Comparacin de DOX en par con galvanizado y los dems metales. Valoracin de la velocidad de corrosin que aportar el par galvnico al metal andico. Diferentes

medios.

Figura 28.- Comportamiento del acero DOX en par galvni-co. La salida de corriente disminuye por lo que el par galv-nico formado no aumentar la salida de corriente del metal

andico.

CONCLUSIONES El acero DOX presenta un potencial ms noble, que los otros metales, en todos los medios probados, por lo tanto se comportara como ctodo en cualquier par galvnico con estos metales.

La densidad de corriente de corrosin que produce el acero DOX es muy baja por lo que la velocidad de las reacciones ser muy lenta.

La polarizacin catdica sobre el acero DOX es muy alta, es decir, se requiere un cambio energtico muy grande para que esta se lleve a cabo.

El potencial del par galvnico que forma el acero DOX es ms positivo que el potencial andico del resto de los metales evaluados, por lo que stos sern llevados a comportamientos ms nobles, menos corrosi-vos.

La salida de corriente que genera el acero DOX, en par galvnico, es muy baja y no puede considerarse agresiva.

En comparacin con metales como acero inoxidable, acero cadminizado y acero galvanizado, el acero DOX genera un par galvnico poco agresivo por lo que la velocidad de corrosin del metal acoplado no aumentar.

AGRADECIMIENTOSLos autores agradecen al laboratorio de corrosin de la UNAM y a DTA de Mxico por haber cubierto en su totalidad los costos de este trabajo.

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