FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA MECANICA CURSO: CORROSION
PROTECCION CATODICA CA TODICA Y ANODI ANODICA CA
PROTECCION CATODICA La protección catódica es una técnica de control de la corrosión, que está siendo aplicada cada día con mayor éxito en el mundo entero, en que cada día se hacen necesarias nuevas instalaciones de ductos para transportar petróleo, productos terminados, agua; así como para tanques de almacenamientos, cables eléctricos y telefónicos enterrados y otras instalaciones importantes. omo condición fundamental las estructuras componentes del ob!eto a proteger y del elemento de sacrificio o ayuda, deben mantenerse en contacto eléctrico e inmerso en un electrolito.
INICIOS DE LA PROTECCION CATODICA
"proximadamente la protección catódica presenta sus primeros avances, en el a#o $%&', en que (ir. )umphrey *avy, recomienda la protección del cobre de las embarcaciones, uniéndolo con hierro o +inc; habiéndose obtenido una apreciable reducción del ataque al cobre, a pesar de que se presento el problema de ensuciamiento por la proliferación de organismos marinos, habiéndose recha+ado el sistema por problemas de navegación. n $%- y después de un largo período de estancamiento la marina anadiense mediante un empleo adecuado de pinturas con antiorganismos y anticorrosivos demostró que era factible la protección catódica de embarcaciones con mucha economía en los costos y en el mantenimiento.
EJEMPLOS DE PROTECCION CATODICA
FUNDAMENTO DE LA PROTECCION CATODICA Luego de anali+adas algunas condiciones especialmente desde el punto de vista electroquímico dando como resultado la realidad física de la corrosión, después de estudiar la existencia y comportamiento de áreas específicas como /nodo0átodo0lectrólito y el mecanismo mismo de movimiento de electrones y iones, llega a ser obvio que si cada fracción del metal expuesto de una tubería o una estructura construida de tal forma de coleccionar corriente, dicha estructura no se corroerá porque sería un cátodo. La protección catódica reali+a exactamente lo expuesto for+ando la corriente de una fuente externa, sobre toda la superficie de la estructura.
COMO FUNCIONA LA PROTECCION CATODICA
La protección catódica funciona gracias a la descarga de corriente desde una cama de ánodos hacia tierra y dichos materiales están su!etos a corrosión, por lo que es deseable que dichos materiales se desgasten 1se corroan2a menores velocidades que los materiales que protegemos. 3eóricamente, se establece que el mecanismo consiste en polari+ar el cátodo, llevándolo mediante el empleo de una corriente externa, más allá del potencial de corrosión, hasta alcan+ar por lo menos el potencial del ánodo en circuito abierto, adquiriendo ambos el mismo potencial eliminándose la corrosión del sitio.
SISTEMAS DE PROTECCION CATODICA Ánodo galvánico (e fundamenta en el mismo principio de la corrosión galvánica, en la que un metal más activo es anódico con respecto a otro más noble, corroyéndose el metal anódico.
Caracter!tica! de "n ánodo de !acri#icio •*ebe
tener un potencial de disolución lo suficientemente negativo, para polari+ar la estructura de acero 1metal que normalmente se protege2 a 0.% 4. l potencial práctico de disolución puede estar comprendido entre 0.5- a 0$.6 4. •orriente
suficientemente elevada, por unidad de peso de material
consumido. •7uen
comportamiento de polari+ación anódica a través del tiempo.
Ti$o! de ánodo!
onsiderando que el flu!o de corriente se origina en la diferencia de potencial existente entre el metal a proteger y el ánodo, éste 8ltimo deberá ocupar una posición más elevada en la tabla de potencias 1serie electroquímica o serie galvánica2. Los ánodos galvánicos que con mayor frecuencia se utili+an en la protección catódica son9 :agnesio, inc, "luminio. Magne!io9 Los ánodos de :agnesio tienen un alto potencial con respecto al hierro y están libres de pasivación.
stán dise#ados para obtener el máximo rendimiento posible, en su función de protección catódica. Los ánodos de :agnesio son apropiados para oleoductos, po+os, tanques de almacenamiento de agua, incluso para cualquier estructura que requiera protección catódica temporal. (e utili+an en estructuras metálicas enterradas en suelo de ba!a resistividad hasta < ohmio0cm.
%inc& =ara estructura metálica inmersas en agua de mar o en suelo con resistividad eléctrica de hasta $ ohm0cm. Al"'inio& =ara estructuras inmersas en agua de mar. Relleno (ac)#ill&
=ara me!orar las condiciones de operación de los ánodos en sistemas enterrados, se utili+an algunos rellenos entre ellos el de 7ac>fill especialmente con ánodos de inc y :agnesio, estos productos químicos rodean completamente el ánodo produciendo algunos beneficios como9
=romover mayor eficiencia. *esgaste homogéneo del ánodo. vita efectos negativos de los elementos del suelo sobre el ánodo. "bsorben humedad del suelo manteniendo dicha humedad permanente.
La composición típica del 7ac>fill para ánodos galvánicos está constituida por yeso 1a(?'2, bentonita, sulfato de sodio, y la resistividad de la me+cla varía entre - a &- ohm0cm.
Protección catódica con ánodos galvánicos o de sacrificio.
Protección catódica con corriente impresa.
Protección catódica
Puede ser aplicada en los materiales, tales como: Acero Cobre Latón Aluminio Bronce son algunos de los metales que pueden ser protegidos de la corrosión por este método(protección catódica).
Protección catódica Los ampos de aplicación de este sistema son9 =rotección de estructuras aéreas 1 4igas de hormigón armado, etc. 2 =rotección en agua de mar.1 7arcos, diques, cadenas, etc. 2 =rotección en agua dulce. 1 ompuertas hidráulicas, tuberías, etc.2 =rotección de estructuras enterradas. 1 3uberías, depósitos, etc. 2 Las aplicaciones incluyen tanques de almacenamiento, puentes, etc.
Protección catódica Ánodos de sacriicio: !agnesio aleaciones base de magnesio Cinc Aluminio estas tienen por unción el suministro de la energ"a eléctrica necesaria para la protección de la estructura.
Protección catódica Ánodos utili#ados en la corriente impresa: Chatarra de hierro: Por su econom"a es a $eces utili#ado como electrodo dispersor de corriente. Ferrosilicio: %ste &nodo es recomendable en terrenos de media ' baa resisti$idad. e coloca en el suelo indicado o tumbado rodeado de un relleno de carbón de coque. *ra#ito& =uede utili+arse principalmente en terrenos de resistividad media y se utili+a con relleno de grafito o carbón de coque.
*entaas ' limitaciones de los &nodos gal$&nicos
4enta!as9
@ácil de instalar Ao se necesita de una fuente de corriente continua ni de un regulador de volta!e Ao provoca problemas de interferencia 7a!o costo de mantenimiento =ermite obtener una distribución de corriente uniforme
Limitaciones9
orriente suministrada limitada Bnefica+ en ambiente de resistividad elevada osto inicial alto "lto consumo de ánodos para estructuras enterradas mal revestidas y sin revestimiento en agua de mar.
Protección anódica
La protección anódica es un método que consiste en recubrir un metal con una fina capa de oxido para que no se corroa. o
xisten metales como el aluminio que al contacto con el aire son capaces de generar espontáneamente esta capa de oxido, y se hacen resistentes a la corrosión. o
3iene que ser adherente y muy firme de lo contrario no serviría de nada. o
Mediante la protección anódica se consigue:
:antener una aleación pasivable con ayuda de un potenciostato.
(olo es aplicable a la protección de aleaciones pasivables que exhiban un amplio rango de pasividad.
quipamiento costoso y difícil de mantener.
(u rango de aplicación es menor que el de otros métodos, aunque en algunos casos es la 8nica técnica que puede ser utili+ada con éxito.
Dispositivo experimental
7ásicamente un potenciostato esta constituido por9 elda de tres electrodos conectada a el potenciostato lectrodo de traba!o, estructura a proteger. lectrodo de referencia. ontra electrodo o electrodo de referencia 1platino o grafito2.
Dispositivo experimental
Aplicabilidad
(e suele utili+ar para proteger tanques de almacenamiento de ácidos. n C(" se limita a la protección de aceros en )(?. Ao es recomendable cuando el medio es )L o L pueden aparecer fenómenos de corrosión locali+ados durante la polari+ación anódica. 3anques de aceros al carbono con protección anódica mas económicas que de aceros inoxidables sin protección.
Electrodos de referencia
Los utili+ados normalmente en laboratorios son9 ELECTRODO
MEDIO
calomelanos
acido sulf8rico
"gD"gl
sulf8ricoDfertili+antes
:oD:o?
carbonato sódico
bismuto
hidróxido amónico
<$E((
fertili+antes, Fleum
)gD)gso
acido sulf8rico sulfato de hidroxilamina
Selección de materiales
+ La selección de los materiales es un factor de la corrosión. + =ara condiciones no oxidantes o reductoras tales como ácidos y soluciones acuosas libres de aire. (e utili+an frecuentemente aleaciones de AB y r. + =ara condiciones oxidantes se usan aleaciones que contengan r. + =ara condiciones altamente oxidantes se aconse!a la utili+ación de Ai. + Los elementos cerámicos poseen buena resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas pero son quebradi+os, su utili+ación se restringe a procesos que no incluyan riesgos.
Ventajas n resumen esta tecnología proporciona muchas venta!as9
=rotección anódica. Gapide+ de aplicación alta adherencia a la superficie. Gesistencia a altas temperatura y abrasión. "umenta la adherencia de las pinturas como una segunda capa. Ao requiere tiempo de curado o secado. l calor se disipa rápidamente ostos de aplicación competitivos o muy ba!os =uede ser aplicado en condiciones de frio o en superficies frías.
Desventajas s aplicable solo en sistemas metal0 corrosivo que exhiben pasivación "ltos costos de instalación La velocidad de corrosión podrá ser muy alta si el sistema queda fuera de control @alta de estudios en el área de corrosión por rendi!as
Conclusión *e esta manera para la protección anódica se observa fundamentalmente que9 Gequiere de una instrumentación comple!a y el costo es alto. =ara su aplicación se debe tener en cuenta el =), la calidad de agua, la concentración de iones agresivos, la velocidad de flu!o, la concentración de microorganismos.
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GRACIAS POR SU ATENCION DIOS LOS BENDIGA
