Corrosión

PRINCIPIOS DE CORROSIÓN OBJETIVO 6a. Dándosele una lista de declaraciones incompletas sobre la teoría de la corrosión y una lista de términos, complete las oraciones. Siete de 10 respuestas deben de estar correctas. INTRODUCCIÓN La corrosión ocurre debido a la tendencia natural de la mayoría de los metales de regresar a su estado natural. La corrosión tiene ciertos componentes y estos en combinación con un flujo desarrolla una corrosión lenta o rápida dependiendo en la ubicación de los metales en la tabla de serie galvánica. La información relativa a este tema será presentada bajo los siguientes títulos. * * * *

DEFINICIÓN DE CORROSIÓN COMPONENTES DE UNA UNA CELDA DE CORROSIÓN ELECTROQUIMICA ELECTROQUIMI CA FLUJO DE CORROSIÓN TABLA DE SERIES GALVÁNICA

INFORMACIÓN DEFINICIÓN DE CORROSIÓN Corrosión es el deterioro de los metales debido a la reacción ELECTROQUIMICA a su medio ambiente. La inestabilidad de los metales en su forma natural empieza el proceso de corrosión. Cualquier acción química acompañada por el flujo de electrones, se llama reacción ELECTROQUIMICA. La reacción ELECTROQUIMICA ocurre cuando la presencia de agua ( humedad, condensación, rocío salino) actúa como electrolito y reacciona con un metal. El siguiente ejemplo explica la teoría de corrosión. Básicamente, la corrosión puede compararse con la acción que ocurre en una batería, porque en realidad, la batería es una celda de corrosión. El recipiente exterior de una batería esta hecho de zinc y es uno de los dos electrodos de la batería, que se llama ánodo. La varilla de carbón esta en el centro de la batería es el otro electrodo electrodo y se llama cátodo. La pasta húmeda que esta entre los dos electrodos se llama electrolito. electrolito. Para que haya corrosión corrosión deben estar presentes los mismos factores a fin de que se inicie y continúe la corrosión. Estos factores ( 4 ) son el ánodo, cátodo electrolito y la vía metálica (conductor). El ánodo es el el que realmente causa la corrosión( el que se corroe)). La oxidación ocurre aquí y los iones de metal se convierten en solución. El cátodo es menos activo y no se corroe mientras esta presente el ánodo. La acción del cátodo es la reducción. En este punto los electrones que se perdieron en el ánodo se combinan con los iones de hidrogeno en la solución que forma el gas de hidrogeno. El electrolito es cualquier solución que permita el flujo de corrientes eléctrica. La vía de metal es una conexión metálica entre el ánodo y el cátodo. Es lo que efectivamente efectivamente completa el circulo. circulo. Estos son los factores necesarios para la corrosión. Recuerde que la corrosión no puede ocurrir si falta uno de estos factores. COMPONENTES DE UNA CELDA DE CORROSIÓN ELECTROQUIMICA Los cuatros componentes de una celda de corrosión ELECTROQUIMICA son ; ánodo, cátodo, vía metálica y electrolito. ÁNODO La parte del metal menos noble ( mas activa ) es la que se corroe ( la pieza que

I-6-1

muestra las diferentes etapas de corrosión). La oxidación ocurre aquí y los iones de metal se convierten en solución.

CATODO La parte mas noble ( menos activa ) y causa la corrosión al ánodo. Tiene que estar presente en forma de metal y plástico conductivo sin/con revestimiento de protección. VÍA METÁLICA Posee el contacto entre el ánodo y cátodo ( usualmente en forma de metal a metal ) tiene que existir. La vía metálica es un conductor que traslada electrones. El conductor permite la perdida de electrones del ánodo dirigirse al cátodo. ELECTROLITO El electrolito es el factor mas importante. Es un liquido conductivo que conecta el ánodo al cátodo ( permite a los iones transferir una corrientes eléctrica entre ellos). La conductividad de un electrolito depende de partículas eléctricamente cargadas que se llaman Iones. El electrolito es cualquier solución húmeda ionizada. Se presenta en cualquier forma de humedad, desde agua dulce hasta el ácido o alcalino mas fuerte. La formación de iones provee el medio por el cual cambia un metal de su forma metálica a su forma corroída. En la teoría de corrosión, si no hay humedad, iones no pueden abandonar la superficie anodina metálica por la razón que el metal no puede disolverse. Un átomo se convierte en ion adquiriendo o perdiendo electrones. La ionización normalmente ocurre en el electrolito, ya sea por disolución del metal o por disociación de los compuestos. El ion tiene una carga positiva si pierde electrones; tiene una carga negativa si adquiere electrones CLASES El electrolito es una solución que permite el flujo de la corrientes eléctrica. Igual que el resto de la materia, los electrolitos difieren en algunos aspectos, especialmente en cuanto a su fuerza. Algunas sustancias, como el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio en una solución liquida, son muy buenos conductores de electricidad. Estos se conocen como electrolitos fuertes porque estos compuestos se ionizan casi por completo en una solución de agua. La presencia de estos iones en la solución hace posible la conducción de la corrientes. Mientras mayor sea el numero de iones, mejor será el electrolito. Una solución de amonia en una solución de agua es un mal conductor de electricidad porque solo produce una pequeña cantidad de iones cuando esta en agua. Algunas sustancias, como el azúcar en solución, no se ionizan ni conducen electricidad. Por ejemplo, si combinamos el azúcar con el agua, simplemente se disuelve. La fuerza de cohesión que mantiene al compuesto unido no se disipa, por lo tanto, no hay iones en la solución. Cualquier sustancia de esta naturaleza es una sustancia no electrolítica. Podemos ver en estos ejemplos que la fuerza del electrolito depende totalmente del grado de ionización de una sustancia en solución. Se pueden clasificar los electrolitos en uno de tres grupos: (1) Ácidos, (2) Bases y (3) Sales.

ÁCIDOS. El ácido es un producto del hidrogeno y es una sustancia no metálica que contiene iones de hidrogeno que reaccionan con otras sustancias. En otras palabras, una solución que contiene una gran proporción de iones de hidrogeno es un ácido.

I-6-2

Ejemplos de estos ácidos son: Ácido clorhídrico (HCl), Ácido sulfúrico (H2SO4) y el nítrico (HNO3). Los ácidos tienen un PH de 0 a casi 7 BASES. Las bases son los productos (solución) que cede iones de hidróxido en una solución alcalina en combinación con un metal. La sustancia tiene un PH mas de 7 a 14. Un ejemplo común es el hidróxido de sodio. Como se puede ver, las bases no contiene hidrogeno libre; por consiguiente, no producen iones de hidrogeno en solución. Debido a ello, podemos distinguir entre los ácidos y las bases mediante la concentración de iones de hidrogeno o la falta de estos en la solución. Las bases también se llaman álcalis. SALES. Cuando un ácido y una base se combinan, forman sal y agua. El compuesto de sal temporáneamente se divide en un componente de ion disuelto en agua para formar un electrolito. El nivel de Potencial de Hidrogeno (PH) dicta la clase de electrolito Podemos distinguir entre los ácidos y las bases por la concentración de iones de hidrogeno de la solución. Una alta concentración de iones de hidrogeno indica un ácido; una baja concentración de hidrogeno indica una base. Mediante el uso de la escala de (PH) podemos medir la concentración de iones de hidrogeno en una solución. Esto indicara si la solución es un ácido o una base ESCALA DE PH Ácido Base 0

(acodicio) 1

2

3

Neutral 4

5

6

14

7

(alcalino) 8

9

10

Ácido Hidroclórico de sodio

11

12

13

Hidróxido Gaseosa Piel Plasma de Sangre Agua del Mar

La escala de PH se basa en una escala de 0 a 14. Como se muestra en la figura anterior, un PH de 7 indica una solución neutral, ejemplo agua pura. No es ni un ácido ni una base; existe un numero igual de iones de hidrogeno y de hidróxido. Cualquier PH menor que 7 indica un ácido, cualquier PH mayor que 7 indica una base. Como lo indican las flechas, la fuerza de un ácido aumenta hacia 0 y la fuerza de una base aumenta hacia 14. El PH aproximado de una solución puede determinarse observando los colores que se obtienen cuando se agregan distintos indicadores a la solución. Los colores dependen de la concentración de iones de hidrogeno. La fuerza del electrolito depende del grado de ionización de la solución. La mayor cantidad de iones, mejor el electrolito. La debilidad es el resultado de una pequeña cantidad de iones ( ej. amonia en agua). Algunas sustancia como el azúcar en solución no se ionizan y por consiguiente no conducirán electricidad. El contenido de oxigeno es un factor importante. Una diferencia en potencial es establecida, la sección del metal con mas oxigeno será el cátodo y la de oxigeno mas baja el ánodo.

FLUJO DE ELECTRONES El flujo de electrones es del ánodo a cátodo y fluyen a través de la vía metálica. Recuerde la corrosión ELECTROQUIMICA no puede ocurrir a menos que haya una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo. El flujo puede medirse con un galvanómetro (instrumento para medir impulsos eléctricos con una aguja magnética). Los metales activos pierden electrones mas rápido que los menos activos. Los metales

I-6-3

mas activos se corroen rápidamente. Por esta razón todo los metales son clasificados de acuerdo a su actividad en la tabla de series de actividad de metales. La corrosión ELECTROQUIMICA no puede ocurrió a menos que exista una diferencia en potencial entre el ánodo y cátodo. La tabla I muestra el potencial de voltajes. Note, los metales listado arriba de hidrogeno son mas activo y debajo son mas pasivo.  TABLA I SERIE DE ACTIVIDAD ELEMENTO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Potasio +2.93 Calcio +2.87 Sodio +2.71 Magnesio +2.37 Aluminio +1.66 Zinc +0.74 Cromo +0.44 Hierro +0.40

10. Estaño +0.14 11. Plomo +0.13 12. Hidrogeno 0.00 13. Cobre -0.34 14. Mercurio -0.79 15. Plata -0.80 16. Platino -1.20 17. Oro -1.68

DESARROLLO DE CORROSIÓN  Toda la corrosión comienza en la superficie, nunca comienza dentro del metal. Si se le permite progresar puede penetrar dentro de el metal. Los productos de la corrosión aparecen en la superficie como un polvo. La capa de producto corrosivo puede reducir el avance, si actúa como una barrera contra el electrolito. Algunos metales como el acero inoxidable y titanio producen corrosión que se adhiere fuertemente a la superficie. Esta capa de oxido invisible previene corrosión mas avanzada (pacificación natural). Si la capa esta suelta y es polvorosa (aluminio y magnesio), el electrolito puede penetrar fácilmente y continuar el proceso de corrosión. TABLA DE SERIES GALVÁNICA El avance de la corrosión depende en la diferencia en la actividad de los metales. Entre mas cercano estén los metales el uno al otro en la tabla, mas despacio es el avance de la corrosión. Entre mas lejos, mas rápido el avance de la corrosión. El propósito de la tabla es, clasificar los metales por potencial corrosivo. los metales activos son listados primero (anódicos) y los protegidos de ultimo (catódicos). Aunque tiene que ser un aspecto secundario la resistencia a la corrosión puede encontrarse en su estado natural en algunos metales y puede aplicarse a otros. Algunos metales y aleaciones tienen la propiedad de volverse inactivos en un ambiente especifico. Esta inactividad de un metal normalmente activo se llama pasivacion.La  Tabla 2 muestra que el acero resistente a la corrosión (18-8) en sus estado activo esta ligeramente por debajo del acero al carbono activo; sin embargo, en su estado pasivo esta ligeramente por encima de los metales mas nobles. Este cambio se debe a la formación natural de una película protectora. Esta película permite que el metal se vuelva pasivo. Las películas químicas pueden aplicarse a los metales para lograr el mismo efecto que ocurre normalmente en el acero (18-8). Uno de estos procesos se llama anodizacion.  Todas las reacciones en donde el oxigeno se combina con otros elementos puede clasificarse como oxidación. Algunas reacciones de oxidación son tan rápidas que se llaman combustión. El oxido es una oxidación lenta (hierro + oxigeno) mas

I-6-4

comúnmente conocida como corrosión. En ambos casos la energía del calor se produce, pero en el caso de la corrosión, es una cantidad tan pequeña que es casi imposible medirla.  Tabla 2. Series Galvánica de los Metales y Aleaciones. Magnesio - (anódico o menos noble) Aleaciones de Magnesio Zinc Cadmio Aleaciones de Aluminio Acero Hierro fundido Acero Inoxidable (Activo) Plomo Estaño Níquel (Activo) Inconel (Activo) Latón Cobre Bronce Aleaciones de Cobre-Niquel Titanio Monel Níquel (Pasivo) Inconel (Pasivo) Acero Inoxidable (Pasivo) Plata Grafito Platino (Catódico o mas noble) Oro

RESUMEN La definición de corrosión es el deterioro de un metal debido a la reacción ELECTROQUIMICA a su medio ambiente. Para que ocurra la corrosión tienen que haber 4 componentes y son el ánodo, cátodo, vía metálica y el electrolito. El cátodo causa la corrosión al ánodo. Se puede decir que el metal mas noble es el cátodo. De los cuatro componentes el factor mas importante es el electrolito.

OBJETIVO 6b. Dándosele una lista de declaraciones incompletas sobre los tipos de corrosión y una lista de términos, complete las oraciones con un 70% de exactitud. INTRODUCCIÓN Hay varios tipos y formas de corrosión que se manifiestan como un ataque corrosivo uniforme en la superficie del metal o como un ataque concentrado en áreas locales o aisladas. Hay muchos términos que se usan para nombrar los tipos y formas de corrosión. Algunos términos indican un proceso, mientras que otros describen modos específicos de ataque y sus respectivos efectos. El término galvánico se refiere al flujo de electricidad entre dos puntos de diferente potencial eléctrico. En esto se basa una celda ELECTROQUIMICA. Como se explicara anteriormente, el ánodo de una celda de corrosión tiene un potencial negativo mayor

I-6-5

que el cátodo menos activo; la corrientes fluirá entre ellos cuando se cumplan las otras condiciones de la celda. La acción galvánica es una parte esencial de cualquier celda de corrosión ELECTROQUIMICA. La corrosión se clasifica de muchas maneras. Para fines descriptivos, los distintos tipos se tratan usando sus nombres mas comúnmente aceptados.

INFORMACIÓN  TIPOS DE CORROSIÓN DISIMILITUD DE ELECTRODOS GRABADO UNIFORME

DISIMILITUD DE ELECTROLITO CELDA DE CONCENTRACIÓN

PICADURA

CELDA IONES DE METAL

GALVÁNICA

OXIGENO

ESFUERZO

ACTIVA- PASIVA FILI FORME

DISIMILITUD DE CONDICIONES INTERGRANULAR EXFOLIACIÓN FIGURACIÓN POR FATIGA

DISIMILITUD DE ELECTRODOS La corrosión de metales por un ataque químico directo y uniforme se considera la forma de corrosión mas sencilla y puede ocurrir en la atmósfera, en líquidos o en el suelo. Este tipo de corrosión frecuentemente ocurre en condiciones normales de exposición, es relativamente uniforme en la superficie del metal y generalmente avanza a un régimen bastante parejo si los productos de la corrosión son solubles en la solución corrosiva. La corrosión de grabado uniforme comúnmente ocurre en las superficies del metal que tienen un buen grado de composición homogénea. La microestructura o el patrón granular es bastante uniforme. El acceso del ambiente atmosférico que ataca la superficie de metal es generalmente ilimitado y abarca la superficie del metal uniformemente. El proceso o método de ataque ocurre a través de microanodos y áreas catódicas. La corrosión de grabado uniforme puede considerarse una corrosión localizada que se presenta consistente y uniformemente sobre toda la superficie del metal. En una superficie pulida, este tipo de corrosión se observa primero como un empañamiento general (opacacion) de las superficie y si se permite que continúe, la superficie se pone áspera y posiblemente adquiere una apariencia escarchada. PICADURA Esta es una forma común y grave de ataque corrosivo localizado. La picadura es la corrosión galvánica entre los granos de una aleación. Ocurre cuando la distribución desigual de los elementos de la aleación tiene suficiente diferencia de potencial para crear una celda de concentración generalmente ocurre en forma de picaduras. Cualquier tipo de corrosión puede como corrosión por picadura. Este tipo de corrosión es el mas común entre las aleaciones de aluminio y magnesio. Se observa

I-6-6

primeramente como un deposito de polvo blanco o gris que mancha la superficie. Cuando se limpia el deposito, se pueden ver pequeñas picaduras o agujeros. La corrosión por picadura también puede presentarse en otros tipos de aleaciones de metal.

GALVÁNICA En vista de que la corrosión galvánica puede significar cualquier corrosión que ocurre electro quimicamente, un nombre mas especifico para la corrosión que aparece entre dos metales diferentes seria la de corrosión disímil del metal. La corrosión disímil del metal es la corrosión galvánica en gran escala. Los factores que principalmente influyen en este tipo de corrosión son la diferencia de potencial entre los dos metales. La eficacia del circuito eléctrico y la reacción entre el área anodina y la catódica. Tiene que haber un buen contacto eléctrico entre los metales disimiles: cualquier cosa que forme una barrera para el flujo eléctrico reducirá o impedirá la corrosión. El tamaño relativo del área catódica con relación al ánodo influye en el régimen del ataque. La corrosión es grave cuando un cátodo grande esta en contacto con un ánodo pequeño. La serie galvánica se agrupa con respecto a su potencial. Los metales acoplados del mismo grupo no sufrirán una grave corrosión galvánica como los metales que se acoplan de diferentes grupos. Los metales de un grupo pueden usarse juntos con relativa seguridad. La siguiente tabla le permite una comparación de los grupos de serie galvánica. GRUPO I El magnesio y sus aleaciones, aleaciones de aluminio 5052, 5056, 5356, 6061, 6063 y estaño. GRUPO II Aluminio A1100, cinc, cadmio, estaño, estaño - plomo ( soldadura ) GRUPO III Cinc, cadmio, acero, plomo, estaño, níquel y aleaciones de níquel, estaño plomo, ( soldadura ) y titanio GRUPO IV Cobre y aleaciones de cobre, níquel y aleaciones de níquel, cromo, acero inoxidable, oro, plata y titanio Nota: los metales incluidos en el mismo grupo se consideran similares el uno al otro. Los metales incluidos en grupos diferentes se consideran disimiles el uno al otro. Una reacción típica de corrosión de metales disimiles es una ilustración tomada de la O.T. 11-691. El cobre y el hierro son dos metales disimiles. En la practica, el cobre podría ser una arandela y el hierro un perno. Cuando sea practico, los remaches, pernos y otros sujetadores deben fabricarse del mismo material que la estructura principal. Cuando no sea practico, deben seleccionarse de materiales de menor actividad para destruir el ataque anódico sobre el mas grande de los dos metales que se acoplan. Esto es particularmente importante donde los sujetadores estén sujetos a una alta tensión y cuando el factor de seguridad es bajo. Al reparar un avión , se deben acatar las ordenes técnicas correspondientes. DISIMILITUD DE ELECTROLITO La corrosión de célula de concentración ocurre cuando 2 o mas metales ( área / superficie ) se tocan con distintas concentración de la misma solución. Hay tres tipos generales de corrosión de celda por concentración: iones de metal, de oxigeno y activa pasiva. la corrosión filiforme es un subtipo de corrosión de celda por concentración de oxigeno. El ataque de corrosión acelerada local causado por la desuniformidad del electrolito, que es una diferencia en la concentración de sustancia disueltas, se conoce como corrosión de celda por concentración. El ataque que es de naturaleza ELECTROQUIMICA, ocurre debido a las diferencias en la concentración de iones o de gases disueltos, generalmente el oxigeno, lo que produce

I-6-7

diferencias de potencial en la superficie del mismo metal o superficies de electrodos que son del mismo metal.

CELDA DE IONES DEL METAL Cuando un metal entra en solución, existe cierta concentración de iones de dicho metal en la solución corrosiva (electrolito ) Mientras mas baja sea la concentración de iones del metal, mayor será la tendencia del metal a entrar en solución como iones del metal. Cuando la concentración de los iones del metal en solución llega al punto de saturación, el metal no deja disolverse. Si la concentración de los iones del metal en solución es mayor en un punto del metal que otro ocurrirá la acción de celda por concentración. Se establece un potencial eléctrico entre los dos distintos puntos de concentración: la superficie de metal que haga contacto con la mayor concentración de iones de metal se convierte en el cátodo y la superficie de metal que haga contacto con la menor concentración será el ánodo. La corrientes fluye del ánodo del metal a la solución o electrolito y del electrolito al cátodo del metal. Por consiguiente, en el punto de mayor concentraciones el cátodo del metal esta protegido y el ánodo del metal en el punto de menor concentración esta corroído. Las áreas con resquicios o las superficies empalmadas son áreas propensas a la corrosión de celda por concentración de los iones del metal. CELDA POR CONCENTRACIÓN DE OXIGENO Cuando la concentración del oxigeno disuelto es mayor en un punto que en el otro, ocurre la corrosión de celda por concentración de oxigeno. Así como en el caso de concentración de iones de metal, se establece una diferencia de potencial entre dos puntos de diferente concentración de oxigeno. El punto del metal que tiene la mayor concentración de oxigeno es el cátodo, mientras que el punto del metal que tiene la menor concentración de oxigeno es el ánodo. La corrientes fluye desde el ánodo del metal en el punto de menor concentración y desde el electrolito del cátodo del metal en el punto de mayor concentración. Esto produce una corrosión acelerada en el área de menor concentración de oxigeno La corrosión de celda por concentración de iones de metal y oxigeno se encuentra generalmente alrededor de las superficies empalmadas, las rajaduras y resquicios y por consiguiente, el nombre corrosión de resquicios se usa frecuentemente para la corrosión por concentración. La diferencia entre los tipos de corrosión por concentración es el lugar donde ocurre al corrosión. En la figura anterior de una superficie empalmada, A es el área de resquicio , y “B” y “C” son las áreas adyacentes. En una celda de concentración, “A” es deficiente en oxigeno, y se vuelve anodina, mientras que “B” y “C” están concentradas y se vuelven catódicas. La corrosión se acelera en el punto “A”. En la celda de concentración de iones de metal, el punto “A” tiene la mayor concentración de iones de metal y se vuelve catódica, mientas que los puntos “B” y “C” tienen una menor concentración y se hacen anódicas.La corrosión en los puntos “B” y “C” se acelera. En algunos metales , es posible que los iones de metal y las concentraciones de oxigeno reaccionen el uno contra el otro. El desarrollo de una área de mayor concentración de oxigeno dará por resultado un aumento de iones de metal en el área del ánodo de celda de oxigeno. Esto produciría un grupo diferente de potenciales eléctricos que cancelaría el efecto original. Este patrón peculiar ocurre frecuentemente con el cobre y sus aleaciones. CÉLULAS ACTIVAS-PASIVAS Los metales que dependen de una película pasiva de fuerte adhesión, generalmente en oxido, para protegerlos contra la corrosión, son propensos a un rápido ataque corrosivo

I-6-8

por parte de las células activas-pasivas. La acción corrosiva generalmente se inicia como una celda por concentración de oxigeno. Los depósitos de sal en la superficie del metal en presencia de agua que contiene oxigeno pueden crear la celda de oxigeno. La película pasiva se romperá debajo de la partícula de suciedad, el metal activo debajo de la película quedara expuesto al ataque corrosivo. Se desarrollara un potencial eléctrico entre el área grande del cátodo (Película Pasiva) y el área pequeña del ánodo (Metal Activo), lo que causara una rápida picadura en el metal activo. CORROSIÓN FILIFORME Los metales cubiertos de revestimientos orgánicos tienden a desarrollar un tipo de corrosión que se manifiesta en numerosos filamentos de productos corrosivos debajo del revestimiento. La difusión de oxigeno y el agua a través del revestimiento causa la corrosión que se considera un tipo de corrosión especial de celda por concentración de oxigeno CORROSIÓN INTERGRANULAR La disimilitud en las condiciones internas-externas puede causar la corrosión intergranular. Durante la fabricación de una pieza, el tratamiento térmico o métodos de extrucion incorrectos son las causas principales de este tipo de corrosión. Esta corrosión es un ataque contra los limites del grano de un material y procede de la superficie a lo largo de los limites del grano de un material y procede de la superficie a lo largo de los limites del grano. Muchas veces los limites granulares son anodicos con respecto al cuerpo principal del grano y cuando tocan un electrolito, ocurre una corrosión selectiva rápida en los limites del grano. Este es el tipo ,mas peligroso de corrosión porque no pueden descubrirse por medio de la inspección visual. Por este motivo, generalmente no se descubre hasta después de fallas la pieza. CORROSIÓN POR EXFOLIACIÓN La exfoliación es una forma de corrosión intergranular avanzada y se presenta con el levantamiento de los granos superficiales de un metal debido a la fuerza de los productos corrosivos en expansión que aparecen en los limites granulares justamente debajo de la superficie. Es una evidencia visible de la corrosión intergranular y frecuentemente se ve en las secciones extruidas donde el grosor del grano es por lo general menor que el metal en forma laminada. CORROSIÓN POR FIGURACIÓN DE ESFUERZO La disimilitud en los esfuerzos externos-internos puede causar corrosión por figuración de esfuerzo. En la superficie de un metal, distintas áreas pueden ser anodicas o catódicas entre si debido a los esfuerzos aplicados o internos. La corrosión por esfuerzo ocurre cuando una pieza esta sometida constantemente a un esfuerzo de inacción en presencia de un medio corrosivo. A pesar de que la evidencia de la corrosión puede ser insignificante, cualquier corrosión que hará el esfuerzo se concentre en dicha área y produzca una fisura por corrosión de esfuerzo que generalmente se presenta en un plano perpendicular a la línea de esfuerzo. El trabajo en frío, el tratamiento térmico, la amoladura y la soldadura pueden producir intensos esfuerzos con un patrón desigual. En condiciones corrosivas ideales y generalmente cerca del limite de ruptura del metal, el área del esfuerzo aplicado se vuelve mas anodina que las áreas circundantes que tienen menos esfuerzo. Cuando el potencial es lo suficientemente grande, la corrosión se acelera en las áreas de esfuerzo.

I-6-9

En el caso de la figuración por corrosión de esfuerzo, las fisuras se abrirán y alargaran debido a la corrosión de los granos del metal en las áreas de esfuerzo que, en condiciones ideales, continuaran hasta fallar la pieza. Un tipo de corrosión por esfuerzo se llama corrosión por ludimiento. Este tipo de daño ocurre cuando dos superficies están en contacto y bajo presión y están sujetas a vibraciones o sea un movimiento relativamente leve. La corrosión por ludimiento puede aparecer como descoloracion de la superficie, polvo de oxido y picaduras. Además de la vibración y presión, debe haber oxigeno. Un hecho interesante es que ocurre en condiciones húmedas o secas y que la temperatura y el esfuerzo varían ampliamente. Las superficies de los cojinetes de bola o de rodillos, los pernos de acoplamiento, las pestañas, los ejes ranurados y los materiales de ajuste presión o contracción están sujetos a la corrosión por ludimiento. El ataque de corrosión por ludimiento puede ser muy rápido y causar la falla de la pieza por fatiga. CORROSIÓN POR FATIGA La corrosión por fatiga se debe a los efectos combinados del esfuerzo cíclico y de la corrosión. Ningún metal es inmune a cierta reducción en su resistencia a consecuencia de los esfuerzos cíclicos si el metal se encuentra en un ambiente corrosivo. La falla ocasionada a raíz de la corrosión por fatiga, ocurre en dos etapas. Durante la primera etapa, la acción combinada de la corrosión y del esfuerzo cíclico daña el metal mediante la formación de fisuras y picaduras hasta tal punto que finalmente ocurrirá una fractura debido a los esfuerzos cíclicos aunque se elimina completamente el ambiente corrosivo. La segunda etapa es esencialmente una etapa de fatiga en donde la falla prosigue debido a la propagación de la rajadura, y es controlada principalmente por los efectos de concentración del esfuerzo y las propiedades físicas del metal. La fractura de una pieza de metal. Debido en parte a la corrosión por fatiga generalmente en un punto de esfuerzo muy por debajo del limite de fatiga aunque la cantidad de corrosión de corrosión sea pequeña. Por este motivo, es particularmente, importante la protección de las piezas sometidas a esfuerzos alternados, aun en ambientes moderadamente corrosivos.

FACTORES QUE AFECTAN EL RÉGIMEN DE CORROSIÓN Las causas, los tipos y los grados de severidad de la corrosión dependen de muchos factores, algunos de los cuales no pueden controlarse a nivel de escuadrón y tienen que aceptarse. Sin embargo, si se controlan debidamente, el mantenimiento preventivo reducirá la posibilidad y el grado de corrosión. La corrosión puede avanzar a un régimen rápido o lente. El régimen es controlado por la naturaleza del metal, el ambiente, la concentración de reactivo y la temperatura atmosférica. En virtud de que el metal puede variar desde un alto grado de pureza hasta una aleación compuesta por muchos elementos, es posible que sea afectado por la corrosión de maneras muy distintas. La variabilidad de la estructura física debido al tratamiento térmico, al templado o al trabajo en frío, puede afectar su susceptibilidad a la corrosión. Además, la forma, el tamaño o el acabado del metal puede afectar la velocidad de reacción. Las condiciones ambientales, tales como el contenido de humedad, los contaminantes químicos y la temperatura, pueden alterar en alto grado el régimen de reacción a la corrosión. ELECTROLITO La ionización del electrolito determina su fuerza.

I-6-10

SELECCIÓN DE MATERIALES El material que se usa para una pieza es de gran importancia al determinarse la resistencia anticorrosiva de un conjunto. En medios atmosféricos, las aleaciones de aluminio y magnesio de alta resistencia tratables térmicamente son muy susceptibles a la corrosión, mientras que el titanio y los aceros inoxidables no lo son tanto. Los materiales deben seleccionarse ante todo por su eficiencia estructural siendo la resistencia corrosiva, por necesidad una consideración secundaria. El uso de materiales resistentes a la corrosión en cualquier diseño normalmente involucra in peso adicional para lograr la resistencia. Como el peso es uno de los factores mas importante en la construcción de estructuras aerodinámicas, en particular misiles, el medio principal para prevenir la corrosión es el uso de los debidos procedimientos de mantenimiento. No obstante, el uso de aleaciones resistentes a la corrosión no es un remedio para prevenir la corrosión. Los metales resistente a la corrosión son de naturaleza pasiva y pueden causar una grave corrosión galvánica en los metales menos nobles. Un error común es reemplazar una pieza corroída con una aleación resistente a la corrosión para luego descubrir que la corrosión se ha desplazado y ha aumentado en severidad. UBICACIONES GEOGRÁFICAS Las ubicaciones geográficas pueden dividirse en cuatro regiones climáticas: *ARTICO *DESIERTO *ZONAS INDUSTRIALES TEMPLADAS *TROPICALES MARINAS ÁRTICO A temperaturas sumamente bajas, la corrosión ELECTROQUIMICA es mínima. Un ejemplo de esto es el descubrimiento en 1964 de un bombardero B-17 que se estrello en 1942 sobre la capa de hielo polar. Las piezas mecánicas estaban en las mismas condiciones que cuando eran nuevas estas. DESIERTO En condiciones de muy baja humedad, la corrosión casi no existe. Los dos peores factores en una zona de desierto son las altas temperaturas y las ventiscas de arena. La temperatura no afecta la acción corrosiva donde no hay humedad para la formación de un electrolito. Un ejemplo de esta condición son los restos de un bombardero B-24 fue descubierto a los diecisiete anos de haber desaparecido, con todas sus piezas metálicas en excelentes condiciones. ZONA INDUSTRIAL TEMPLADA En las zonas templadas, las temperaturas varían entre -10º F a +100ºF y la humedad el 10 al 100 por ciento. Estas condiciones son propicias para una extensa corrosión. El humo el hollín y otros contaminantes que producen los complejos industriales se suman al problema de la corrosión en las zonas templadas. Los gases expulsados por dichas plantas industriales se combinan con la humedad y forman condensaciones ácidas que aceleran la acción corrosiva en la zona. ZONAS TROPICALES MARINAS

I-6-11

El mayor reto a la capacidad del especialista en corrosión es la combinación de alta temperatura y humedad. En estas condiciones, el régimen de corrosión aumenta en directa relación con el aumento de la temperatura. El ambiente corrosivo se convierte en un serio problema cuando las zonas tropicales se encuentran en una zona marina. El aire cargado de sal se combina con la alta temperatura y humedad y rápidamente produce un alto régimen de corrosión.  TRATAMIENTO TÉRMICO El tratamiento térmico correcto del material es un factor vital en la determinación de la resistencia del metal a la corrosión. El tratamiento térmico incorrecto reducirá la resistencia a la corrosión; por consiguiente, es importante que todas las piezas estructurales reciban el tratamiento térmico correcto, deben comprarse dichas directamente del fabricante o de una fuente aprobada por la Fuerza Aérea.  TAMAÑO DE SECCIONES Las secciones estructurales gruesas son propensas al ataque corrosivo debido a las posibles variaciones en su composición, particularmente si las secciones se tratan térmicamente durante su fabricación. Asimismo cuando se labran grandes secciones o se fresa químicamente después del tratamiento térmico, las características físicas de las secciones mas delgadas serán diferentes de las de las partes mas gruesas. El tamaño de las secciones se determina por los requisitos estructurales y no se puede alterar con el fin de controlar la corrosión. Cuando se utilizan dos metales disimiles donde puede haber contacto entre ellos, hay que recordar que si el miembro mas activo del par es pequeño en comparación con el menos activo, el ataque será grave y extenso cuando se deteriora el aislamiento. Si el cátodo o miembro menos activo es pequeño en comparación con el ánodo, el ataque anódico era superficial o general. Por ejemplo, un sujetador de aluminio que este en contacto con una estructura de titanio relativamente inerte podrá corroerse severamente, mientras que un soporte de titanio asegurado a un gran miembro de aluminio sufrirá solo una corrosión menor en la lamina de aluminio. ATAQUES MICROBIOLOGICOS Estos ataque ocurren principalmente debido a la bacteria que es un animal microscópico y al hongo que es una planta microscópica. Esta combinación generalmente se conoce como un ataque microbiologico. BACTERIAS Las bacterias pueden ser aeróbicas o anaerobica. Las Aeróbicas necesitan oxigeno para vivir. Estas bacterias pueden acelerar la corrosión mediante la oxidación del sulfuro y amonia en ácido sulfúrico y ácido nítrico, respectivamente. Las bacterias aeróbicas que viven cerca de los metales pueden acelerar la corrosión reduciendo la fuente de oxigeno. Las bacteria anaerobicas pueden vivir en áreas que carecen de oxigeno. EL metabolismo de las bacterias anaerobicas disuelve los compuestos inorgánicos de hierro, del sulfuro, del hidrogeno y del nitrógeno. Las acciones químicas resultantes aceleran la corrosión en algunas superficies de metal y los desechos de las bacterias alteran la composición química del ambiente. HONGOS A pesar de que el hongo es una planta microscópica, lo que vemos es una masa que literalmente son miles de organismos. Alguno de los nombres comunes que se dan al crecimiento de hongo son el moho y el orín. Como los hongos son miembros vivientes

I-6-12

en el mundo vegetal, se creyó en el pasado que solo los materiales que habían vivido podrían servir como alimento para los hongos. Por lo mismo, la lana , el algodón, las plumas, e cuero, etc., se consideraban alimentos de los microbios, mientras que los metales y minerales no. Básicamente, esto sigue siendo cierto pero la creciente complejidad de los materiales sintéticos han dificultado determinar la diferencia. Muchos materiales sintéticos han resultado susceptible al ataque de los hongos debido a la aplicación de un plastificante o un endurecedor. DANOS CAUSADOS POR LA CORROSIÓN Los danos pueden ocurrir cuando se presentan cualquiera de las siguientes condiciones: Primero, el hongo es húmedo y tiende a retener la humedad que contribuye a la corrosión. Segundo, el hongo descompone la materia orgánica o sintética para obtener alimento y tercero, los fluidos que segrega el organismo son de naturaleza muy corrosiva y estos fluidos frecuentemente destruyen los materiales o metales que no se usan como alimentos. El crecimiento microbiologico en las celdas de combustible constituyen un grave problema. No solo obstaculiza el flujo del combustible y afecta a los indicadores de cantidad de combustible, si no que también causa corrosión en las celdas de combustible. Se conocen mas de 300 especies que consumen el combustible y los revestimientos sintéticos de las celdas de combustible. Viven donde la superficie superior del agua entra en contacto con la superficie inferior del combustible. El daño es doble: la tubería del combustible puede atascarse y la superficie del metal del depósito de combustible puede corroerse al penetrar el ataque microbiologico la capa protectora. Es difícil controlar el crecimiento microbiologico. Aunque este crecimiento requiere de una alta humedad y una temperatura cálida, la capacidad de los aviones de volar a campo traviesa hace que la contaminación sea universal. En condiciones favorables, un avión limpio puede contaminarse en tres días. REVESTIMIENTOS ANTICORROSIVOS La finalidad de los revestimientos es interrumpir la reacción a la corrosión. Esto se hace aislando el ánodo o el cátodo del resto de la celda de corrosión. Los revestimientos se dividen en cuatro grupos: tratamiento térmicos, revestimiento metálico, películas anodicas y revestimientos orgánicos.  TRATAMIENTOS QUÍMICOS Los metales pueden tratarse con soluciones químicas adecuadas en condiciones controladas para formar revestimientos anticorrosivos en al superficie. Estos revestimientos se conocen como revestimientos de conversión porque durante el tratamiento químico del metal de la superficie se convierte en un compuesto metálico. De esta manera se crea una capa superficial que físicamente es parte integral del metal subyacente. Este revestimiento superficial aísla el metal subyacente evitando así el contacto eléctrico con el electrolito y el área catódica. REVESTIMIENTOS METÁLICOS El revestimiento metálico es el procedimiento de cubrir la superficie metálica con otro metal. Esto se hace mediante el electrochapeado, el baño en metal caliente o el revestimiento con acero inoxidable. La protección consiste en aislar e metal base del electrolito. También puede protegerse el metal haciendo que el revestimiento metálico sea anódico respecto al metal base. PELÍCULAS ANODICAS

I-6-13

Las películas anodicas son revestimientos de oxido aplicados por medios electroliticos. Son superiores a los revestimientos de conversión en cuanto al desgaste. El revestimiento generalmente es poroso y se sella mediante un tratamiento químico compatible. La protección es similar al revestimiento de conversión. REVESTIMIENTOS ORGÁNICOS Estos son generalmente pinturas, lacas, barnices, lacas, esmalte, aceites y ceras. Los revestimientos orgánicos se usan para proteger las superficies de metal principalmente contra la corrosión atmosférica. El método de protección consiste en aislar la superficie de metal de los electroliticos productores de humedad. Las superficies metálicas con frecuencia se tratan químicamente de aplicarse el revestimiento orgánico para reforzar la resistencia a la corrosión. MANTENIMIENTO PREVENTIVO El factor mas vital en la prevención de la corrosión y que solamente personal idóneo pueden controlar, es la remoción del electrolito. El termino electrolito se refiere a las soluciones contaminantes(humedad, sal, polvo, grasa, fluidos, etc.) capaces de conducir corrientes cuando entran en contacto con las superficies de metal. El efecto corrosivo se determina con base en la composición de la contaminación, el tipo de metal, y el tiempo que permanece en contacto con las superficies de metal. La extensión del ataque corrosivo es casi siempre proporcional a la frecuencia con que se limpia; por consiguiente, mientras mayor sea la frecuencia con que se limpia una superficie, menor será la posibilidad de que ocurra un ataque corrosivo. PROGRAMA ANTICORROSIVO DE LA FUERZA AÉREA PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN La prevención incluye impedir la corrosión tomando en cuenta y aplicando los requerimientos de control de corrosión en las selección de los materiales y en los acabados y procedimientos durante el diseño; la corrección rápida de las causas conocidas de la corrosión o la detención de la corrosión progresiva para impedir un mayor deterioro; la selección de los materiales para el revestimiento protector de los componentes; las técnicas, métodos y sitios de fabricación o construcción para reducir al mínimo la susceptibilidad de los materiales; la aplicación de sistemas de revestimientos de protección durante o después de la fabricación, construcción o mantenimiento preventivo; la reducción al mínimo de las condiciones que producen la corrosión, tales como los empaques y cajas de protección para el embarque y almacenamiento del equipo y componentes a fin de evitar hasta donde sea posible la exposición a los ambientes corrosivos; la limpieza frecuente de los aviones y equipo, y el retoque periódico con pintura y las inspecciones correspondientes. RESUMEN La corrosión es la destrucción paulatina de un metal por una reacción ELECTROQUIMICA al ambiente. La ionización es la capacidad que tiene una solución para disolverse o disociarse y producir iones. Un radical es un grupo es un grupo de dos o mas elementos que actúan como un solo ion. La valencia se define como la capacidad de un átomo para combinarse. Cualquier acción química acompañada de un flujo de electrones se denomina reacción ELECTROQUIMICA. Las hay de dos tipos, combinación y reemplazo.

I-6-14

En el proceso de corrosión, la oxidación y la reducción están siempre presentes. Los electrolitos, que son soluciones capaces de conducir electricidad, son de tres tipos, ácidos, sales y bases. Para que ocurra la corrosión, debe haber un ánodo, un cátodo, electrolito y una vía en el metal para el flujo de los electrones. Las factores que afectan el régimen de corrosión son la selección del material, el tratamiento térmicos, el tamaño de la sección, la ubicación geográfica, los organismos biológicos y el mantenimiento preventivo. Los tipos comunes de corrosión en los aviones son el grabado uniforme, la picadura, intergranular, exfoliación, galvánica, celda de concentración, filiforme, esfuerzo, figuración y fatiga. ácido clorhídrico : ácido muriático hidróxido de sodio: sosa cáustica

I-6-15