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EXAMEN SEPTIEMBRE 2003 Duración: 1h 30 min Asignatura: CORROSION (TEORÍA Y CUESTIONES) NO SE PERMITE LA UTILIZACIÓN DE NINGÚN TIPO DE MATERIAL 1) (2P) TIPOS DE CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA: Corrosión galvánica. Corrosión por aireación diferencial. 2) (1P) Describa y compare la corrosión del oro, tantalio, cobre y wolframio en base a sus diagramas de Pourbaix. Su discusión debe incluir las propiedades de corrosión de estos metales en agua aireada y desaireada. 3) (1P) Complete la figura que se da a continuación, marcando completamente los ejes, dibujando la línea de Tafel anódica para el metal y la curva catódica correspondiente a la reducción de oxígeno identificando la región de corriente límite. También debe quedar indicado el valor de la corriente de corrosión. 4) UN CASO DE CORROSIÓN Material Plomo, cubierta de un cable eléctrico subterráneo de 10 kV Medio natural Suelo carente de sulfuros no corrosivo para el Pb; pH=8,3; Productos de corrosión: PbO 2 , PbCl 2 , PbSO 4 Apariencia Picaduras Tiempo servicio 19 años En el anverso puede verse la figura correspondiente. Señalar qué tipo de corrosión está actuando, en qué consiste este tipo de corrosión y en qué manera la mitigaría.

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EXAMEN SEPTIEMBRE 2003 Duración: 1h 30 min Asignatura: CORROSION (TEORÍA Y CUESTIONES) NO SE PERMITE LA UTILIZACIÓN DE NINGÚN TIPO DE MATERIAL

1) (2P) TIPOS DE CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA: Corrosión galvánica. Corrosión por aireación diferencial.

2) (1P) Describa y compare la corrosión del oro, tantalio, cobre y wolframio en base a sus diagramas de Pourbaix. Su discusión debe incluir las propiedades de corrosión de estos metales en agua aireada y desaireada.

3) (1P) Complete la figura que se da a continuación, marcando completamente los ejes, dibujando la línea de Tafel anódica para el metal y la curva catódica correspondiente a la reducción de oxígeno identificando la región de corriente límite. También debe quedar indicado el valor de la corriente de corrosión.

4) UN CASO DE CORROSIÓN Material Plomo, cubierta de un cable eléctrico subterráneo de 10 kV Medio natural Suelo carente de sulfuros no corrosivo para el Pb; pH=8,3; Productos de corrosión: PbO2,

PbCl2, PbSO4 Apariencia Picaduras Tiempo servicio 19 años En el anverso puede verse la figura correspondiente. Señalar qué tipo de corrosión está actuando, en qué consiste este tipo de corrosión y en qué manera la mitigaría.

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EXAMEN SEPTIEMBRE 2003 Duración: 2 h Asignaturas: CORROSION (PROBLEMAS) y CORROSIÓN Y PROTECCIÓN SE PERMITE LA UTILIZACIÓN DE CUALQUIER TIPO DE MATERIAL

1) (1 P) Usando la información termodinámica que sigue, muestre por qué no deben usarse ánodos de Mg en sistemas de protección catódica por ánodos de sacrificio en áreas donde el suelo es alcalino.

Especie Potencial químico estándar(J/mol) Mg+2 -455578 MgO -595984

Reacciones – Magnesio Mg2+ + 2e = Mg MgO +2H++2e=Mg+H2O MgO+2H+=Mg2++H2O

2) (1,5 P) a) Use la información que sigue para determinar las velocidades de corrosión (densidades de corriente) del cobre, hierro y zinc por separado en la disolución que se especifica. b) Determine la velocidad de corrosión de cada uno de los metales cuando los tres están acoplados. SEÑALE CLARAMENTE TODAS LAS HIPÓTESIS QUE HAGA.

Cu2++2e = Cu Eo= + 0.34 V jo = 10-4 A/cm2 Fe2++2e = Fe Eo= - 0.44 V jo = 10-6 A/cm2 Zn2++2e = Zn Eo= - 0.76 V jo = 10-2 A/cm2 2H++2e = H2 Eo= - 0 V jo = 10-4 A/cm2 (sobre todos los metales) Reducción de O2 jlim = 10-4 A/cm2 (control por difusión)

Las densidades de corriente de intercambio para los metales corresponden a una concentración de los mismos de 10–4 M. El pH de la disolución es igual a 7.

3) (1 P) Se instala un sistema de protección catódica basado en un solo rectificador y un único lecho de ánodos para proteger una conducción subterránea de 257 km de longitud. Se realiza una prueba de campo (con interrupción de la corriente para evitar errores en la lectura del potencial) obteniéndose los siguientes resultados:

Emedido, x = 0 km -1.8 V Emedido, x = 48 km -1.0 V Ecorr -0.5 V ρconducción 18 x 10-6 Ω-cm ρsuelo 2500 Ω-cm ρrelleno 300 Ω-cm

Una vez puesto en funcionamiento, el sistema opera aplicando a la tubería un potencial de –2,0 V. a) ¿Cree que el sistema es capaz de proteger totalmente la conducción tal y como está operando? b) En caso negativo, ¿puede el sistema rectificador/lecho de ánodos llegar a proteger totalmente la

conducción cambiando las condiciones de operación? Asuma que la descarga de hidrógeno y el desprendimiento catódico del recubrimiento pueden ser problemáticos para potenciales menores de –2,5 V.

NOTA: todos los potenciales están referidos al Cu/CuSO4(sat)

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3) (1,5 P) La velocidad de corrosión es un parámetro importante en la determinación del tiempo de vida de componentes y estructuras. Dos de los métodos electroquímicos de medida de velocidades de corrosión implican la realización de barridos potenciodinámicos o de medidas de resistencia de polarización. La figura (a) es un gráfico de resistencia de polarización obtenido para un acero suave en las condiciones de uso en un reactor químico (pH=5, T=25ºC) mientras que la figura b correponde al barrido potenciodinámico completo.

a) Determine el valor del potencial de corrosión. b) Calcule la velocidad de corrosión a partir del barrido potenciodinámico completo y después

a partir del gráfico de resistencia de polarización. c) Señale las ventajas y desventajas de ambos métodos de medida de la velocidad de

corrosión.