7.- METODOS PARA EVITAR LA CORROSION Las posibilidades de lucha contra la corrosión son múltiples, por lo que el técnico tiene que escoger la más adecuada para cada caso, tanto desde el punto de vista económico y de su conveniencia y eficacia práctica. Las técnicas anticorrosivas hacen uso de alguno o varios de los siguientes métodos : 1.- Modificación del medio. 2.- Recubrimientos protectores. 3.- Modificación del metal. 4.- Polarización Polarización electroquímica electroquímica catódica o anódica. anódica. 5.- Modificación del diseño o proyecto de una instalación.
7.1. METODOS BASADOS BASADOS EN LA MODIFICACION MODIFIC ACION DEL MEDIO a. Des humidificación del medio. b. Desairación del agua. c. Adición de inhibidores.
a.
DESHUMIDIFICACION DESHUMIDIF ICACION DEL AIRE - Piezas y equipos equipos pequeños pequeños que vayan a ser transportados o almacenados se usan envases herméticos, colocando en el interior un agente desecante como Gel de SILICE. - En Almacenes Almacenes y lugares lugares grandes se emplean. emplean. i. Condensación Condensación de humedad sobre un un sistema de refrigeración. refrigeración. ii. Calentamiento del del local para disminuir disminuir la humedad relativa. iii. Absorción de de humedad sobre sobre un desecante desecante sólido.
b. DESOXIGENACION DEL AGUA Es un recurso utilizado en el agua de calderas, mediante la adición de sustancias reductoras como Sulfito o Hidracina, Hidracina, se elimina químicamente químicamente el oxígeno disuelto disuelto en el agua.
DEAEREADOR -También se logra mediante mediante métodos físicos, se emplea emplea vapor para elevar la temperatura, el O 2 se hace insoluble y es arrastrado por el vapor.
1.-Entrada para suministro de agua 2.-Entrada para suministro de vapor 3.- Venteo para agua 4.- Cono de atomización 5.- Colector de agua 6.- Deflector 7.- Válvula de atomización 8- Tanque de almacenamiento
Water containing oxygen. The following reaction occurs: 2Fe + H2O + O2 --- > Fe2O3 + 2H|
Oxygen pits can act as stress-concentration sites, thereby fostering the development of corrosion-fatigue cracks, caustic cracks, and other stress-related failures.
Calderas de vapor acuotubulares
c.
INHIBIDORES DE CORROSION
Son compuestos químicos que añadidos al electrólito en contacto con el metal a proteger, y generalmente en pequeña cantidad (ppm), disminuyen considerablemente la velocidad de corrosión del metal. La eficacia depende de tres (3) variables: - El metal a protegerse. - El medio corrosivo (electrólito). - Condiciones experimentales como temperatura, pH, ubicación, etc.
CLASIFICACION DE LOS INHIBIDORES a). De acuerdo al mecanismo. - Anódicos - Catódicos - De absorción
b). Según su composición química. - Orgánicos - Inorgánicos.
c). En función de su aplicación. - En fase vapor. - Para aguas (blandas, duras). - Para soluciones neutras. - Para metales (acero, cobre, etc.).
A.
INHIBIDORES QUE TRATAN DE NUETRALIZAR LA REACCION CATODICA EN MEDIOS NEUTROS O BASICOS. Reducción del oxígeno O 2+2H2O+4e-=4OH- cualquier inhibidor capaz de retirar oxígeno del medio facilitara la polarización catódica impidiendo el funcionamiento de las pilas de corrosión. Ej.
SULFITOS consumen oxígeno SO3Na2+1/2O2 = SO4Na2
HIDRACINA N2H4 + O2 = N2 + 2H2O
B. INHIBIDORES CATODICOS EN MEDIO ACIDO Reacción catódica de reducción del hidrógeno 2H + + 2e- = H2 (g), los inhibidores presentan una elevada sobretensión de hidrógeno Ejm.
Añadir cationes -
Sb3+ + 3e = Sb 3+ As + 3e = As
En general los inhibidores catodicos son menos eficaces que los anódicos
INHIBIDORES ANODICOS Se consideran como tales a aquellos inhibidores que se oponen a que tenga lugar la reacción anódica. Estos inhibidores son de dos tipos:
a. Inhibidores anódicos oxidantes Son los que favorecen la formación de capas de pasivación.
Ej. CROMATOS, DICROMATOS, NITRITOS Estos inhibidores disminuyen su eficacia cuando en el electrolito existen los iones Cl y SO4 =
b. Inhibidores anódicos de precipitación Son los que inducen la precipitación de productos insolubles sobre las áreas del metal con comportamiento anódico. Ej. 1. Alcalis (NaOH) que precipita hidróxidos. 2. Fosfatos y poli fosfatos que precipitan fosfatos insolubles 3. Silicatos.
INHIBIDORES CATODICOS Son todas aquellas sustancias químicas que tienden a impedir la reacción catódica.
INHIBIDORES ORGANICOS Su mecanismo de actuación se basa en una absorción del inhibidor sobre la superficie metálica, bien sea sobre las áreas anódicas, catódicas o ambas. Ej.
FOSFONATOS; sus propiedades inhibidoras son insuficientes cuando se emplean solos, por tanto se utilizan siempre mezclados, fundamentalmente con cromatos y sales de Zn. MECAPTOBENZOTIAZOL (MBT), inhibidor de corrosión del cobre y aleaciones. INHIBIDORES EN FASE VAPOR Son moléculas orgánicas que presentan una tensión de vapor suficientemente elevada como para pasar a la fase vapor y luego es absorbida en fase vapor sobre la superficie metálica. Esta absorción puede ser mediante FISISORCION (fuerzas de VAN DER WALLS) y QUIMISORCION (enlace químico) Ej.
NITRATOS DE CICLOEXILAMONIO CARBONATO DE CICLOEXILAMINO
2.-METODOS BASADOS EN RECUBRIMIENTOS PROTECTORES Su fundamento radica en aislar el metal del medio corrosivo interponiendo algún tipo de barrera entre ambos.
a. Recubrimientos por conversión Obtenidos por reacción química con ácidos. Ej.
FOSFATADO, CROMATADO, PAVONADO, ANODIZADO. b. Recubrimientos metálicos Recubrimientos electrolíticos, por deposición química, por inmersión en baño de metal fundido, por pulverización. Ej.
NIQUELADO, ZINCADO, CROMADO. c. Recubrimientos orgánicos -Pinturas. -Recubrimientos plásticos. -Caucho. -Resinas.
3.- METODOS BASADOS EN LA MODIFICACION DEL METAL a.
Cuando agregamos aleantes al acero para obtener acero inoxidable tales como Cromo y Níquel, en general una aleación resistente a la corrosión.
b.
Cuando a acero inoxidable se le agrega molibdeno para evitar la corrosión con el agua de mar.
METODOS ELECTROQUIMICOS: POLARIZACION CATODICA Y ANODICA PROTECCION ANODICA, se basa en llevar el metal (Fe) a la región de pasivación, su efecto se destruye por ejemplo si existen cloruros ( Cl ) , la capa pasivamente formada se rompe. PROTECCION CATODICA, se basa en llevar el metal (Fe) a la región de inmunidad, donde el metal es más estable. CLASIFICACION DE LA PROTECCION CATODICA 1.- CORRIENTE GALVANICA (ANODOS DE SACRIFICIO) 1.1 Ánodos de magnesio: Con backfill y sin backfill 1.2 Ánodos de zinc : Con backfill y sin backfill 1.3 Ánodos de aluminio : Sin backfill
VENTAJAS Y LIMITACIONES No requiere de corriente externa En general es económico para requisitos de corriente de hasta 5 amp. No requiere mantenimiento Tiene limitada vida útil
No requiere acompañamiento operacional Pueden ser usados en electrolitos de baja resistividad. No presentan problemas de interferencia Drenaje o suministro de corriente limitado. Fácil instalación Mejor distribución puntual de la corriente total necesaria.
2.-
CORRIENTE IMPRESA
2.1
ANODOS DISPERSORES
2.1.1 Ánodos dispersores consumibles (con o sin Backfill) Grafito, ferrosilicio, plomo/plata y plomo/platino
2.1.2 Ánodos dispersores nobles (sin Backfill) Platino, Titanio, Niobio y Tantalio
2.2
RECTIFICADORES DE CORRIENTE ( DE ALTERNA A CONTINUA )
2.2.1 Convencionales (Taps primarios y secundarios) 2.2.2. Auto regulables
VENTAJAS Y LIMITACIONES Requiere de corriente externa Es económico para requisitos de corriente mayores a 5 amperios. Requiere mantenimiento Larga y renovable vida útil Requiere de acompañamiento operacional esporádico Puede ser usado en cualquier rango de resistividad de suelo Puede presentar problemas de interferencia Flexibilidad en el control de corriente entregada Instalación complicada Distribución de la corriente a gran barrida Puede requerir servicios mayores.
3.-CRITERIOS DE SELECCION DEL SISTEMA 3.1 AGRESIVIDAD DEL MEDIO ( ELECTROLITO, TIERRA O AGUA ) RESISTIVIDAD (Ohm-cm) 20-500 500-1,000 1,000-2,000 2,000-5,000 5,000-10,000 10,000-25,000 + 25,000
CLASIFICACION Extremadamente agresivo Muy agresivo Agresivo Moderadamente agresivo Medianamente agresivo Ligeramente agresivo No es agresivo
PROTECCION CATODICA Corriente impresa, Al y Zn Corriente impresa, Mg y Zn Corriente impresa y Mg Corriente impresa y Mg Corriente impresa y Mg Corriente impresa y Mg No requiere C.I. ni A. S.
3.2 Cantidad de corriente requerida 3.3 Vida útil esperada 3.4 Instalaciones vecinas y geometría de la estructura a proteger
INTERPRETACION DEL POTENCIAL ELECTRICO ELECTRODO DE REFERENCIA
POTENCIAL DE PROTECCION (VOLT)
POTENCIAL DE PROTECCION SI EXISTEN BACTERIAS
Cu / Cu SO4
- 0.85
- 0.95
Ag/ Ag Cl
- 0.80
- 0.90
BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS Reacción general : 4Fe + CaSO4 + 4 H2O
FeS + 3 Fe (OH )2 + Ca (OH) 2
REACCIONES INTERMEDIAS Fe
Fe +
CaSO4 + 8H + 8e
-
2+
+ 2OH
+2e
-
CaS + 4H2O
CaS + 2 H2O Fe
2+
--------------> 1 --------------> 2
H2S + Ca (OH) 2
--------------> 3
Fe (OH) 2
--------------> 4
-
Fe (OH) 2 + H2S
FeS + 2 H2O
--------------> 5
Efectuando el balance antes de sumar las cinco ecuaciones obtenemos la reacción general del mecanismo de corrosión de las bacterias sulfato reductoras.
MANERA PRÁCTICA DE COMPROBAR LA EXISTENCIA DE BACTERIAS FeS + 2 HCl ( 20 % )
H2S + Fe
2+
+ 2 Cl 2
