CORROSIÓN
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CORROSIÓN
INDICE INTODUCCION ¿COMO OCURRE LA CORROSION? ¿COMO CONTROLAR LA CORROSION ? Protección catódica. PROPIEDADES DE UN MATERIAL ANÓDICO Las propiedades !e de"e re!nir !n #ateria$ anódico %UENTES DE CORRIENTE M&todos de pre'ención de corrocion T&cnicas de corriente i#presa i#presa ( a$terna Protección catódica Corriente a$terna ( directa Tipos de corrocion
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INTRODUCCION La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la elocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal ! de las propiedades de los metales en cuestión. "tros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos. #l proceso de corrosión es natural ! espontáneo. #s un problema industrial importante, pues puede causar accidentes (ruptura de una pie$a) !, además, representa un costo importante, !a que se calcula que cada pocos segundos se disuelen cinco toneladas de acero en el mundo, procedentes de unos cuantos nanómetros o picómetros, inisibles en cada pie$a pero que, multiplicados por la cantidad de acero que existe en el mundo, constitu!en una cantidad importante. La manera de corrosión de los metales es un fenómeno natural que ocurre debido a la inestabilidad termodinámica de la ma!oría de los metales. #n efecto, salo raras excepciones (el oro, el %ierro de origen meteorítico), los metales están presentes en la &ierra en forma de óxidos, en los minerales (como la bauxita si es aluminio o la %ematita si es %ierro). Desde la pre%istoria, toda la metalurgia %a consistido en reducir los óxidos en ba'os %ornos, luego en altos %ornos, para fabricar el metal. La corrosión, de %ec%o, es el regreso del metal a su estado natural, el óxido.
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¿COMO OCURRE LA CORROSION? ara el caso del fierro ! del cero, que son los materiales de construcción mas comunes, el proceso de corrosión considera la formación de peque*as pilas galánicas en toda la superficie expuesta, presentándose un flu'o de electrones de las $onas anódicas donde se disuele el fierro %acia las $onas catódicas donde se desprende %idrogeno o se forman iones %idroxilo (álcali)+ para cerrar el circuito eléctrico se requiere la presencia de un electrolito proporcionado por el medio. #l siguiente diagrama muestra esta situación.
igura - medio corrosio
METODOS PARA PRE)ENIR LA CORROSION la fec%a se cuenta con arios métodos que %an resultado ser los más prácticos para controlar la corrosión del cero, cu!a selección para cada caso depender de las condiciones del medio ! de factores técnico / económicos. #stos métodos pueden 'ustificarse a traés de un análisis del mecanismo de corrosión mostrado en la figura, en la siguiente forma
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Modi*icación de$ #edio •
0riterios generales.
•
1n%ibidores de corrosión.
•
&ratamiento de aguas (calderos).
Protección #ediante rec!"ri#ientos de pint!ras •
inturas ! sistemas de pintado.
•
undamentos de preparación de superficies.
•
Selección de sistemas de pintado.
Po$ari+ación e$ectro!,#ica •
rotección catódica.
•
rotección anódica.
Trata#ientos de con'ersión ( rec!"ri#ientos #et-$icos •
0romati$ado, fosfati$ado ! anodi$ado.
•
2alani$ado por inmersión en caliente.
•
3ecubrimientos electrolíticos (cromado, niquelado, cincado, etc.).
•
4etali$ado.
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Tipos de corrosión Corrosión at#os*&rica
igura 5 corrosión atmosférica #ste tipo de corrosión en esencia corresponde al tipo de corrosión más com6n que emos día a día ! que por otra parte es la que tenemos más a la ista de los diferentes tipos de corrosión. #ste tipo de ataque se presenta en casi todos los metales que están expuestos a la acción de los elementos atmosféricos, tales como el oxígeno del aire, productos de combustión ! smog presentes en la atmósfera, radiación solar ! mu! especialmente el agua, proeniente de condensación o lluia. Si la corrosión se presenta en forma pare'a ! uniforme sobre toda la superficie metálica se denomina corrosión uniforme, que puede ser %6meda o seca, electroquímica o química, siendo necesario seleccionar los materiales de construcción más adecuados ! los métodos de protección más eficientes para su control. or otro lado, el da*o producido por una corrosión uniforme es fácil de medir ! cuantificar, por lo que las fallas inesperadas pueden ser eitadas simplemente con una inspección regular de los materiales. 6
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Corrosión a$'-nica
igura 7 corrosión galánica La corrosión galánica se produce cuando un líquido conductor eléctrico (electrolito) ! dos materiales metálicos diferentes están en contacto. #l metal menos noble (ánodo) se desgasta ! el más noble (cátodo) se protege. #n general, la corrosión metálica implica la pérdida de metal en un punto de la superficie expuesta. La corrosión puede presentarse en arias formas, desde ataques uniformes sobre toda la superficie %asta ataques locales agudos. Los principios de la corrosión galánica se utili$an en la protección catódica. La protección catódica es un método para reducir o eitar la corrosión de una superficie metálica utili$ando un metal menos noble como ánodos de sacrificio (cinc o aluminio) o generando una corriente continua eléctrica igual ! en sentido contrario a la corriente producida por corrosión (corrientes impresas).
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Corrosión por erosión
igura 8 corrosión por erosión
#ste tipo de corrosión se produce por un des/aste #ec-nico. #l mecanismo de la erosión generalmente se atribu!e a la remoción de películas superficiales protectoras, como por e'emplo, películas de óxido formadas por el aire, o bien, productos ad%erentes de la corrosión por e*ecto de !n roce constante.
La corrosión por erosión prospera en condiciones de a$ta 'e$ocidad0 t!r"!$encia0 c1o!e0 etc., ! frecuentemente se obsera en impulsores de bombas, agitadores ! en codos ! cambios de dirección de tuberías. Los líquidos con suspensión conteniendo partículas sólidas duras pueden igualmente causar este tipo de problema. La corrosión por erosión puede ser eitada por cambios de dise*o o por selección de materiales más resistentes. 2rietas de 0orrosión por &ensión
igura 9 corrosión por erosión 8
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#l agrietamiento de corrosión por tensión ocurre en la estructura cristalográfica del metal con la influencia combinada del esfuer$o de tensión (aplicado o interno) ! un entorno corrosio. #l material se puede agrietar sin deformaciones significatias ni deterioro obio del material. menudo, la corrosión por picaduras está asociada con fenómenos de grietas de corrosión por tensión. Las tensiones pueden ser el resultado de las cargas de agrietamiento debidas a la concentración de tensiones, o pueden estar proocadas por el tipo de tensiones residuales o de monta'e desde la fabricación (por e'emplo, traba'o de enfriamiento)+ las tensiones residuales se pueden reducir mediante templado.
Corrosión por Picad!ra 2pittin/3
igura : corrosión por picadura La corrosión por picaduras es una forma locali$ada de ataques corrosios. La corrosión por picaduras forma agu'eros u %o!os en la superficie del metal. Se perfora el metal, mientras que la corrosión medida como pérdida de peso podría ser mínima. La elocidad de penetración puede ser de -; a -;; eces la de la corrosión general, dependiendo de la agresiidad del líquido. #ste tipo de corrosión se produce más fácilmente en entornos estancados.
Corrosión )acteriana 0orresponde a la destrucción de metales en medios donde sean capaces de desarrollarse elementos microbianos que atacan electroquímicamente al metal. Los tipos más conocidos son los tiobacilos aeróbicos que dan lugar a la formación de ácido sulfuroso, lactobacilos anaeróbicos que forman ácidos orgánicos en las industrias a$ucareras ! las conocidas bacterias reductoras de sulfato, presentes
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en medios anaeróbicos en presencia de sulfatos ! materias orgánicas en descomposición.
Corrosión !,#ica
igura < 0orrosión química 0orresponde en escencia a un ataque químico por acción de ácidos o álcalis fuertes. Dentro de este tipo de ataque se pueden clasificar a todos los medios que por oxidación o reducción ocasionan un desgaste pare'o ! acentuado del metal, perdiendo prácticamente igual espesor en todas sus partes. #ste tipo de corrosión es com6n en todas las industrias, donde se traba'a con los elementos indicados tales como petroquímicas, minería, papeleras, entre otras.
Protección catódica.
igura = cátodos 10
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#L S1S de protección catódica con corriente impresa se lleó a cabo aproximadamente cien a*os después que el de ánodos galánicos. #n este sistema de protección catódica se utili$a la corriente suministrada por una fuente continua para imprimir la corriente necesaria para la protección de una estructura. #ste procedimiento consiste en unir eléctricamente la estructura que se trata de proteger con el polo negatio de una fuente de alimentación de corriente continua (pura o rectificada) ! el positio con un electrodo auxiliar que cierra el circuito. Los electrodos auxiliares se %acen de c%atarra de %ierro, aleación de ferrosilicio, grafito, titanio platinado, etc. #s completamente indispensable la existencia del electrolito (medio agresio) que completa el con'unto para que se realice el proceso electrolítico. #ste sistema de protección catódica tiene la característica de que utili$a como ánodo dispersor de la corriente (electrodo auxiliar) materiales metálicos que en ma!or o menor grado se consumen con el paso de la corriente. Sin embargo, el intercambio necesario de corriente con el electrolito tiene lugar a traés de reacciones electroquímicas, las cuales dependen tanto del material anódico, como del ambiente que rodea al mismo e incluso de la densidad de corriente que éste suministra. or e'emplo, en el caso de un ánodo de c%atarra de %ierro o de acero al carbono, la reacción electródica es la de disolución del %ierro
%e
%e45 5 4e6
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! por tanto, el ánodo se consume con el tiempo. ara aquellos ánodos que se pueden considerar insolubles o inertes, por e'emplo el de titanio platinado, la reacción electroquímica puede ser
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8 O96 O4 5 4 94O 5 8 e6
243
4C76 C7 4 54e60
2:3
seg6n el ambiente ! la densidad de corriente suministrada por el ánodo. #n el suelo ! en las aguas naturales tiene lugar la reacción (5), mientras que en el agua de mar tiene lugar principalmente la reacción (7). Los componentes de un sistema de protección catódica con corriente impresa son a) un ánodo dispersor, b) una fuente de corriente continua ! c) el cable portador de
la corriente. #n la figura se presenta un esquema de la protección de una tubería enterrada en el suelo.
#squema de protección catódica con corriente impresa de una tubería enterrada. >no de los métodos más importantes de contralor de la corrosión lo constitu!e la protección catódica. #sencialmente, consiste en aplicar a la estructura metálica que se protege, una corriente de polari$ación externa que modifica el potencial de corrosión del sistema %asta por lo menos el alor del potencial reersible de la reacción an?dica. De esta manera, irtualmente, es anulada la disolución del metal !, en consecuencia, la corrosión se detiene. La fuer$a electromotri$ necesaria para producir la corriente protectora puede proenir, en general, de dos fuentes diferentes ! ello genera dos tipos distintos de protección catódica por ánodos de sacrificio, acoplando al sistema otro metal menos noble que se ataca preferencialmente ! por corriente impresa mediante un generador externo de corriente continua o de alterna usando rectificadores, cu!o polo positio se conecta a un ánodo de emisión comunmente no consumible ! su polo negatio a la estructura que se desea proteger. #l procedimiento por corriente impresa permite el a'uste (en forma manual o automática) de los potenciales ! densidades de corriente de acuerdo a los requerimientos que en cada momento necesita la estructura protegida. #sta posibilidad, le otorga un campo de aplicación muc%o más amplio que al sistema por ánodos de sacrificio. La protección catódica es, en sí misma, una técnica segura de protección contra la 12
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corrosión del %ierro ! otros metales ! aleaciones sumergidos o enterrados en medios potencialmente agresios. Sin embargo, cuando se decide su aplicación, debe tenerse mu! en cuenta el factor económico. Desde este punto de ista, la protección catódica actuando aisladamente resulta demasiado onerosa e incluso puede proocar algunos inconeniente técnicos . or ello, se la asocia a reestimientos con propiedades aislantes ! de inercia química, que permiten reducir significatiamente la importancia de las instalaciones ! el consumo de corriente necesaria para asegurar completa protección. #n efecto, la densidad de corriente requerida disminu!e proporcionalmente con los atributos anti corrosios del reestimiento asociado. #n medios mu! agresios, tales como los ambientes marinos, es com6n la aplicación de protección catódica complementada con reestimientos de pinturas anticorrosias. mbos sistemas de protección cuando act6an simultáneamente deben ser compatibles desde arios puntos de ista a) 0ompatibilidad química. La protección catódica produce alcalini$ación del electrolito en contacto con la estructura protegida+ en consecuencia, la pintura no deberá ser reactia en medio alcalino. #s sabido que un gran n6mero de pinturas conencionales se saponifican en ese medio+ por esta ra$ón, no pueden ser aplicadas. b) 0ompatibilidad eléctrica. La corriente protectora debe llegar a la superficie en contacto con el electrolito para modificar el potencial %asta el alor requerido+ el reestimiento de pintura interpone entre el metal ! el medio una barrera estanca que impide infiltración en sentido radial o transersal (esto es una propiedad esencial de las pinturas anticorrosias). demás, las pinturas deben presentar eleada resistencia eléctrica para reducir el consumo de energía. c) 0ompatibilidad electroquímica. La superficie de metal sumergida en el electrolito se recubre de %idrógeno gaseoso producido por electrólisis del agua del medio acuoso. #l gas puede penetrar por deba'o del reestimiento ! despegarlo+ cuando existe sobreprotección, la pintura no resiste las presiones sub!acentes mu! eleadas (por ello se aconse'a que los potenciales de protección no deben exceder los /- 5;; m@). Se %i$o un modelo de laboratorio tentatio con el fin de ensa!ar la acción simultánea de reestimientos de pintura ! la protección catódica por corriente 13
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impresa, en condiciones estáticas ! dinámicas del fluido. #l circuito utili$ado se muestra esquemáticamente en la figura -. 0onsta, esencialmente de una fuente de corriente potenciales es/ <- tabili$ados (a ) construida especialmente para estas experiencias por L@ #lectrónica,con alcances de corriente entre 7; m ! - ! de potencial desde -; a -;; olts. 1ntercalando una resistencia ariable 3i en serié ! otra 35, en paralelo, mediante el uso adecuado de ambas pueden emitirse desde la fuente corrientes del orden de los microamperes (l"/: ). La resistencia 3' tiene un alor total de -; ;;; o%ms (en dé cadas de -, -;, -;; ! -;;;) ! la 35, -;; o%ms. #l sistema electroquímico se coloca en una cuba de material plástico de aproximadamente -;; litros de capacidad. #l electrodo de traba'o #t está constituido por una c%apa de %ierro de - mm de espesor (7; cm x -9 cm)+ el contraelectrodo 0e act6a como ánodo de emisión no consumible (manda la corriente protectora al electrodo de traba'o) ! es un disco de acero inoxidable tipo -<< de 8 mm de espesor ! : cm de diámetro al cual se acoplaron sucesiamente 9 diafragmas de acrílico con el fin de modificar la superficie de emisión. Los diafragmas consisten en 9 discos de acrílico con orificio central de diá metros diferentes que, al unirse al disco de acero de'an expuestas áreas de electrodo de ;,-=+ -,A:+ 7,-8+ A,;: ! -5,9: centímetros cuadrados. >na peque*a bomba impulsora con rotor de acero inoxidable permite la circulación del electrolito (solución de cloruro de sodio al 7,: B) a elocidades regulables desde ;,8 %asta 8,; litrosCminuto. #l electrodo de referencia #re' es de calomel saturado! las experiencias se llearon a cabo con una elocidad de circulación del fluido de 5 litrosCminuto. La figura 9 muestra el equipo en con'unto, la figura : el electrodo de traba'o, la figura A el contraelectrodo montado con uno de los diafragmas ! la figura < el mismo contraelectrodo desmontado ! la serie de los cinco diafragmas de acrílico. #n primer término, se reali$aron una serie de medidas exploratorias con el ob'eto de determinar si existía influencia en la relación de superficies entre el electrodo de traba'o ! el ánodo de emisión, aplicando los diafragmas de acrí lico sobre el ánodo de acero ! experimentando a distintas densidades de corriente ! ariando la distancia entre ambos electrodos dentro de las limitaciones impuestas por las dimensiones de la cuba. Los resultados que se obtuieron en todos los 14
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casos ensa!ados fueron similares, lo cual indica que para el modelo construido la ariación de superficies de los <5 electrodos ! de las distancias posibles entre ambos no influ!en significatiamente en los alores experimentales.
#n esta serie de ensa!os se trató de %allar, para cada esquema de pintado, el rango de corrientes comprendido entre el umbral o alor mínimo por deba'o del cual se produce deterioro del metal de base ! el alor máximo que resiste el reestimiento de pintura sin ampollarse ! separarse del sustrato metálico. demás se midió en cada caso la resistencia ó%mica del sistema. Las condiciones de los ensa!os fueron similares a las referidas anteriormente para el electrodo sin reestimiento de pintura. La cara posterior del electrodo de traba'o, es decir, la opuesta a la enfrentada al contraelectrodo, fue recubierta con una gruesa capa de bitumen (5 mm de espesor) para eitar circulación de corriente por ese lado+ las c%apas de metal que constitu!en el electrodo de traba'o (%ierro tipo S# -;-;) fueron cuidadosamente desengrasadas ! arenadas preiamente a la aplicación de la pintura. #n la tabla 1 se consignan los alores %allados experimentalmente de resistencia global ! de corriente en los casos ensa!ados %abiéndose efectuado medidas sobre cada esquema de pintado en series de cuatro paneles. rotección por ánodos de sacrificio La elocidad de disolución de un ánodo de sacrificio (ser suficientemente lenta) depende de dos factores -. elocidad electroquímica de consumo de metal dada por la le! de arada!. 5. #ficiencia con que este proceso ocurre. La eficiencia puede definirse como los mperesC%ora 6tiles que entrega el metal, comparado con su rendimiento teórico. La caída de ésta puede ser producida por corrosión parásita, o sea que el material se consume sin entregar energía 6til al sistema, debido a la formación de pilas locales por efecto de impure$as catódicas que posee el material anódico. #stas impure$as generalmente proienen de la materia prima, del proceso de obtención del metal o durante la fase de fabricación del ánodo, influ!en sobre sus características (polari$abilidad, potencial de traba'o, densidad de corriente, consumo medio, etc.) por lo que las especificaciones fi'an límites de composición para el material que se 15
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emplea. La elocidad electroquímica de consumo en olumen es inersamente proporcional a la ida 6til de un material. Si dic%a elocidad es grande con rápidos cambios de forma o de tama*o, su ida 6til será menor (en iguales condiciones, un ánodo esférico tiene ma!or ida 6til que uno cilíndrico). edro Simoncini 88 #l acero es el metal más com6nmente utili$ado en la práctica, por su ba'o precio ! alta resistencia mecánica. Los metales que pueden conectarse a él como ánodos de sacrificio son el $inc (En), el aluminio (l), el magnesio (4g) ! sus aleaciones. "bserando la serie electroquímica de los metales (&abla FG 5), un metal tendrá carácter anódico respecto de otro si se encuentra arriba de él en dic%a serie. sí, por e'emplo, el %ierro será anódico con relación al cobre ! catódico respecto al $inc. #l metal que act6a como ánodo se HsacrificaI (se disuele) en faor del metal que act6a como cátodo J-K. ctio o nódico 4agnesio leaciones de 4agnesio Einc cero 2alani$ado luminio --;; luminio 5;58 cero ierro Dulce ierro 0olado cero 1noxidable -7B 0r, tipo 8-; (ctio) cero 1noxidable -< M <, tipo 7;8 (actio) Soldaduras b M Sn lomo #sta*o 4etal 4unt$ Nronce al 4anganeso Latón Faal Fíquel (actio) leación A: Fi M -: 0r M A e (actio) leación :; Fi M 7; 4o M : e (-4n) Latón marillo Lat?n dmiralt! Latón 3o'o 0obre Nronce al Silicio 0uproníquel A; M 7; Nronce 2. Soldadura de lata Fíquel (pasio) leación A: Fi M -: 0r A e (pasia) cero 1noxidable -< M <. tipo 7;8 (pasio) lata 2rafito "ro Foble o 0atódico latino &abla FG 5 Serie electroquímica de metales en agua de mar #xisten ciertos requerimientos para que un material se comporte como un ánodo galánico práctico. #stos son J-K L#2&#, Lindsa!, -=A9. spectos generales de la protección catódica de cascos de acero 89 -. #l potencial de disolución debe ser lo suficientemente negatio como para polari$ar la estructura de acero (que es el metal que normalmente se protege) a ;.<; . Sin embargo, éste no debe ser excesiamente negatio !a que eso motiaría un gasto innecesario de corriente+ por lo tanto el potencial práctico de disolución puede ariar entre ;.=9 ! -.A . 5. >n ánodo de sacrificio o galánico debe presentar una tendencia peque*a a la polari$ación, no debe desarrollar películas pasiantes protectoras ! debe tener un eleado sobrepotencial para la formación de %idrógeno. 7. #l metal debe tener un eleado rendimiento eléctrico, expresado en 16
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amperes/%ora por Og de material (%COg) lo que constitu!e su capacidad de drena'e de corriente. 8. #n su proceso de disolución anódica, la corrosión deberá ser uniforme. 9. #l metal debe ser de fácil adquisición ! deberá de poderse fundir en diferentes formas ! tama*os. :. #l metal deberá tener un costo ra$onable, de modo que en con'unción con las características electroquímicas correctas, pueda lograrse una protección a un costo ba'o por ampereMa*o J9K. #n la igura FG 8 se puede obserar el comportamiento de un ánodo de sacrificio con respeto al material que se desea proteger ! que se mantiene inalterable.
3"1#DD#S D# >F 4 L FPD10"
&omando en cuenta la serie electroquímica de los metales (0uadro 7), un metal tendrá carácter anódico respecto de otro si se encuentra arriba de él en dic%a serie. sí, por e'emplo, el %ierro será anódico con relación al cobre ! catódico respecto al $inc. #l metal que act6a como ánodo se QsacrificaQ (se disuele) en faor del metal que act6a como cátodo+ por esto el sistema se conoce como protección catódica con ánodos de sacrificio. Lo anterior se ilustra en un esquema de la figura -A.
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igura -;. 4ecanismo de protección catódica con ánodo de sacrificio.
Las propiedades que debe reunir un material anódico son las siguientes -)
Debe tener un potencial de disolución lo suficientemente negatio como para
polari$ar la estructura de acero (que es el metal que normalmente se protege) a /;.<; . Sin embargo, el potencial no debe ser excesiamente negatio !a que eso motiaría un gasto innecesario de corriente. #l potencial práctico de disolución puede estar comprendido entre / ;.=9 ! / -.A .
5) 0uando el metal act6e como ánodo debe presentar una tendencia peque*a a la polari$ación, no debe desarrollar películas pasiantes protectoras ! debe tener un eleado sobrepotencial para la formación de %idrógeno. 7) #l metal debe tener un eleado rendimiento eléctrico, expresado en amperes/ %ora por Og. de material (%COg.) lo que constitu!e su capacidad de drena'e de corriente. 8) #n su proceso de disolución anódica, la corrosión deberá ser uniforme. 9)
#l metal debe ser de fácil adquisición ! deberá de poderse fundir en
diferentes formas ! tama*os. :)
#l metal deberá tener un costo ra$onable, de modo que en con'unción con 18
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las características electroquímicas correctas, pueda lograrse una protección a un costo ba'o por ampere/a*o.
#stas exigencias ponen de manifiesto que solamente el $inc, el magnesio ! el aluminio ! sus respectias aleaciones pueden ser consideradas como materiales para ser utili$ados prácticamente como ánodos de sacrificio. i'ación de los ánodos Los ánodos se pueden colocar en la estructura a proteger de diferentes maneras, pero siempre con a!uda del alma que los atraiesa que suele ser redonda ! de acero. Los extremos que sobresalen del alma pueden doblarse ligeramente ! soldarse, que es el caso más com6n seg6n se muestra en la igura FG :. 0on frecuencia también se utili$an sistemas de grapas o espárragos, o simplemente se atornillan. igura FR : Detalle de la instalación de ánodos de sacrificio. 0uando an enterrados se introducen en una bolsa de tela ! son rodeados de una me$cla de componentes de ba'a resistiidad que proporcionan un funcionamiento %omogéneo del ánodo. or medio de un cable se une el alma de acero del ánodo con la estructura que se quiere proteger J7K, tal como se muestra en la igura FG A.
>#F&#S D# 0"331#F&# #l sistema de corriente impresa requiere de una fuente de corriente continua, no importa de dónde proenga, a condición de que se mantenga pese al paso del tiempo. >n sistema de corriente impresa debe de poder funcionar de forma permanente al menos durante die$ a*os. Rectificadores
Los aparatos que permiten el paso de la corriente en un solo sentido se conocen con el nombre de rectificadores. #stos aparatos se alimentan con corriente alterna. Si se trata de un rectificador monofásico (igura 5;), estará constituido por un transformador monofásico &, 19
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alimentado en el primario a --; o 55; (tensión de la red de distribución). La tensión de salida puede a'ustarse seg6n las necesidades. >n puente monofásico reductor , compuesto por 8 diodos o grupos de diodos de selenio o silicio. #ste puente reduce las dos alternancias de la corriente monofásica. #l selenio es más barato, pero también es más frágil que el silicio.
Es!e#a de !n trans*orrecti*icador #ono*-sico. >n oltímetro permite controlar la tensión de salida ! un amperímetro la intensidad total. La tensión de salida puede ser regulada con a!uda de regletas o por medio de un QariacQ, el cual permite una regulación continua desde el ; al alor máximo. 0uando se necesitan intensidades altas de corriente es más económico utili$ar rectificadores alimentados con corriente trifásica de 7<; . Dinamo con motor térmico
ermite la protección catódica en donde no existe posibilidad de suministrar energía eléctrica, como en el caso de los desiertos o $onas seláticas. #l motor térmico puede estar alimentado, !a sea directamente a partir de la conducción que se desea proteger, !a sea por un depósito que se llena periódicamente. 20
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In1i"idores de $a corrosión. #ste método considera el uso de peque*as cantidades de compuestos orgánicos o inorgánicos capaces de formar una película o barrera ad%erente en la superficie del cero por atracción eléctrica o por una reacción, eitando el acceso de los agentes corrosios. #stos compuestos se caracteri$an por las altas cargas eléctricas en los extremos de sus moléculas capaces de ser atraídas por la superficie a proteger+ desafortunadamente esta atracción no es permanente siendo necesarios una dosificación constante en el medio. #ste método se utili$a preferentemente en donde existen medios fluidos de recirculación. Tué es un 1n%ibidor de 0orrosiónU
>n in%ibidor de corrosión es un material que fi'a o cubre la superficie metálica, proporcionando una película protectora que detiene la reacción corrosia. recuentemente se utili$an recubrimientos temporales para preenir la corrosión durante el almacenamiento ! el embarque ! entre operaciones en la industria metal mecánica. Los recubrimientos in%ibidores de corrosión más efectios, en un tiempo, fueron los materiales de base aceite o solente. #n a*os recientes los productos de base agua %an sido desarrollados ! están siendo utili$ados con gran éxito. 1n%ibidor de corrosión sintético soluble en agua para protección ba'o tec%o de metales ferrosos ! no ferrosos. #ste producto es adecuado para la protección de superficies metálicas entre procesos de producción, como aditio anticorrosio de soluciones de en'uague de detergentes ! por sus aditios permite utili$arlo en pruebas
%idrostáticas.
Los in%ibidores de base agua pueden preenir efectiamente la corrosión para largos periodos de tiempo (desde semanas %asta meses) ba'o condiciones 21
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ra$onables de almacena'e en planta ! embarque protegido. Debido a que los productos de base agua traba'an mediante la disminución de la susceptibilidad del metal a la oxidación, ! no mediante la eliminación completa del agua ! el aire, éstos in%ibidores frecuentemente no son tan efectios como los recubrimientos de base aceiteCsolente durante el embarque ! el almacena'e al aire libre de las pie$as.
igura -- recubrimientos / Uso de rec!"ri#ientos anticorrosi'os . #ste método al igual que el anterior considera la formación de una barrera que impida en lo posible el acceso de los agentes corrosios a la superficie metálica+ no obstante, la barrera es formada a partir de la aplicación de una dispersión liquida de una resina ! un pigmento, con eliminación posterior del solente, obteniéndose una película sólida ad%erida a la superficie metálica. Su durabilidad esta condicionada a la resistencia que presente esta película al medio agresio. Su uso esta mu! generali$ado en la protección de estructuras e instalaciones aéreas o sumergidas. / Se$ección de #ateria$es de constr!cción 0uando las condiciones de presión ! temperatura sean mu! extremas o bien el medio sea excesiamente agresio en tal forma que los métodos anteriores no sean utili$ables se puede recurrir a una selección adecuada de materiales (generalmente caros). La alta resistencia a la corrosión de estos materiales se 22
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basa en la formación inicial de una capa delgada de óxido del metal ! mu! ad%erente e impermeable. este fenómeno se le conoce como asiación. fortunadamente la frecuencia en el uso de este método es menor en las instalaciones de la industria. 0onsiderando el aspecto económico de cada uno de estos métodos así como sus limitaciones, las cuales necesariamente repercuten en su eficiencia de protección se conclu!e que la solución a los problemas de corrosión esta enfocada a su control más que a su eliminación. 0ada uno de los métodos mencionados constitu!e una extensa área de estudio dentro de la ingeniería de corrosión, existiendo gran cantidad de publicaciones ! bibliografía en cada caso. #n el presente seminario se considera 6nicamente lo concerniente a 3ecubrimientos nticorrosios. #l uso de recubrimientos anticorrosios para la protección de instalaciones industriales constitu!e una de las prácticas más comunes en el control de corrosión, tanto por su ersatilidad de uso como por su ba'o costo relatio. la fec%a se %an desarrollado gran diersidad de recubrimientos caracteri$ados fundamentalmente por el tipo de resina ! pigmento utili$ados en su formulación+ generalmente un aumento de eficiencia a aunada a un aumento de costo, por lo que, la selección del tipo de recubrimiento para un caso específico debe ser el resultado de un balance técnico económico. De lo anterior es posible inferir que la inestigación actual en este campo está orientada a recubrimientos anticorrosios de alta eficiencia ! ba'o costo.
4étodos por recubrimientos protectores acen de barrera entre el metal ! el agente corrosio. Se clasifican en V "rgánicos V 1norgánicos 23
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V 4etálicos V or películas pasias 3ecubrimientos orgánicos intura Son los recubrimientos más utili$ados. rotegen los metales de la corrosión atmosférica+ para ello se deben limpiar las superficies metálicas ! posteriormente aplicar la pintura en forma líquida endureciéndose %asta formar una película sólida ! compacta. ara que además proporcionen una protección catódica se utili$an pinturas ricas en cinc. ero para que la protección con pinturas sea completa se deben a*adir sustancias capaces de in%ibir la superficie del metal frente al medio ambiente. Las principales características a tener en cuenta en las pinturas son V 3esistencia a la intemperie o agentes corrosios. V #stabilidad de colorido. V d%erencia a la superficie tratada. V 3endimiento ! fluide$. V &erminado decoratio duradero ! %omogéneo.
0"F0L>S1"F Los métodos de anticorrosio Son combinaciones insolubles, coloreadas ! mu! estables, que forman algunos materiales con ciertos óxidos metálicos. La ma!oría contienen pigmentos que dotan al recubrimiento orgánico de las propiedades anticorrosias necesarias es necesario el uso correctoto de cada casa . 3esinas Son sustancias sólidas solubles en aceites ! alco%ol. ueden arder en el aire. medida que estos exeden . Se utili$an a menudo para reestir suelos e impermeabili$ar tec%os. 0omo tipos principales de resinas pueden distinguirse las resinas erdaderas, las gomorresinas, las oleorresinas, los bálsamos ! las lactorresinas. 24
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CORROSIÓN
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