Universidad Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales CUESTIONARIO CAPITULO 1
1. La corros corrosión ión es un proceso proceso natural natural o inducido inducido ¿por qué? qué? 2. Grafique el ciclo de vida de la corrosión de un producto de acero .
Un acero ya sea de cualquier composición tiene el siguiente siguiente ciclo de vida, Las reaccion iones de oxidación y de reducción que ocurren en el ánodo y el cátodo son simultá simultánea neas. s. La velocidad de corrosión está está determ determina inada da por la velocidad de la reacción más lenta. La corrosión ocurre en la superficie del metal en contacto con un electrolito, cualquier medio que retarde estas reacciones permite controlar el proceso.
3. Defin Defina a la la cor corro rosi sión ón.. Una definición bastante aceptable de la corrosión es el deterioro que sufre un material a consecuencia de un ataque químico por su entorno. Siempre que la corrosión esté originada por reacción química, la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura y de la concentración de los reactivos y de los productos. tros factores, como el esfuer!o mecánico y la erosión también, pueden contribuir al deterioro. La mayor parte de la corrosión de los materiales concierne al ataque químico de los metales, el cual ocurre principalmente por ataque electroquímico, ya que los metales tienen electrones libres que son capaces de establecer pilas electroquímicas dentro de los mismos. mismos. Las reacciones reacciones electroquímicas electroquímicas exigen un electrolito electrolito conductor, conductor, cuyo soporte es "abitualmente el agua.
4. Qué amien amiente te est!n est!n en contac contacto to alrededo alrededorr de una una material. material. #l ambiente en contacto con un material es muy variado, estos serán de acuerdo a lo que estén aplicados el ob$eto y %o material, pero entre los mas comunes se tiene& • •
'gua 'gua salina (de mar) 1
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales • • •
xigeno *edios corrosivos ácidos *edios corrosivos alcalinos
•
". #u!les son las consecuencias económicas de la corrosión. $. %ndique las consecuencias directas de la corrosión &. %ndique las consecuencias sociales de la corrosión '. La corrosión ocurre por 3 factores cuales son( ). *a+a un esquema de la corrosión por la apariencia 1,. -numere los métodos de control de la corrosión. 11. ¿#ómo se calcula la velocidad de corrosión teniendo en cuenta la corrosividad del amiente la resistencia a la corrosión del material? 12. %ndique las oportunidades en el control de la corrosión. 13. *a+a un esquema de los factores que incrementan o disminuen los costos de corrosión. 14. /or el aspecto que muestra el producto corrosión ¿#ómo se reconoce los si+uientes tipos de corrosión?. a0 0 c0 d0 e0 f0 +0 50 i0 0 80 l0 m0 n0 o0 p0
niforme /or picadura /or rendia resquicio o instersticial #orrosión filiforme /or efoliación Galvanica Liiviación selectiva o desaleación Da6o por 5idro+eno %nter+ranular 7ao tensión /or fati+a /or erosion #avitación #5oque Directo /or frotamiento 9 alta temperatura
1". ¿ que factores intervieen para que se desarrollen los si+uientes tipos de corrosión? a0 0 c0 d0 e0 f0 +0 50 i0 0 80 l0 m0 n0 o0 p0
niforme /or picadura /or :endia resquicio o intersticial #orrosión filiforme /or efoliación Galvanica Liiviación selectiva o desaleación Da6o por 5idro+eno %nter+ranular 7ao tensión /or fati+a /or erosion #avitación #5oque Directo /or frotamiento 9 alta temperatura 2
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales 1$. /ara evitar o controlar los si+uientes tipos de corrosión que recomienda fundamentalmente. a0 0 c0 d0 e0 f0 +0 50 i0 0 80 l0 m0 n0 o0 p0
niforme /or picadura /or :endia resquicio o intersticial #orrosión filiforme /or efoliación Galvanica Liiviación selectiva o desaleación Da6o por 5idro+eno %nter+ranular 7ao tensión /or fati+a /or erosion #avitación #5oque Directo /or frotamiento 9 alta temperatura
1&. *a+a un cuadro de las similitudes diferencias de los si+uientes tipos de corrosión( a0 0 c0 d0 e0 f0 +0
#orrosión por rendia efoliación corrosión filiforme #orrosión ao tensión corrosión por fati+a da6o por 5idro+eno #orrosión por picadura rendia. #orrosión por picadura erosión cavitación c5oque directo. #orrosión por c5oque directo corrosión por frotamiento. #orrosión +alv!nica liiviación selectiva. #orrosión inter+ranular liiviación selectiva.
3
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales CUESTIONARIO CAPITULO 2
1. Defina que es un !nodo
El ánodo es el electrodo en el cual, o a través del cual, la corriente positiva pasa hacia el electrolito. Es el metal que cede electrones y se corroe. 2. Defina que es un c!todo
Es el electrodo en el cual entra la corriente positiva proveniente del electrolito. Receptor de electrones. 3. -scria las caracter;sticas de las reacciones anódicas
La reacción anódica es una oxidación Los electrones originan una corriente eléctrica que circula dentro del metal (conducción metalica) 4. -scria las caracter;sticas de las reacciones catódicas
La reacción catódica es reducción. Esta reacción ocurre casi en todos los procesos de corrosión en medio acuoso. ". -scria las reacciones anódicas catódicas si+uientes( a0 na lanc5a confeccionada de aluminio que nave+a en el rio #olca 0 n tanque de acero que almacena soda caustica con un /* de 1,. c0 n tanque de acero inoidale que almacene una solución de !cido sulf
&. ¿#ómo se podr;a reducir la corrosión? #orrosión +alv!nica uniforme
Este tipo de corrosión se puede controlar o reducir por el uso de aislantes o restringiendo el uso de uniones de metales cuando ellos orman dierencias de potencial muy grande. !tro método para reducir la corrosión galvánica, es evitar la presencia de grandes áreas de metal no"le con respecto a las de metal activo.
#orrosión por erosión
4
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales #uede ser evitada por cam"ios de dise$o, por selección de materiales más resistentes o empleando lu"ricación.
#orrosión por a+rietamiento
%e puede evitar teniendo un "uen dise$o de tal manera, que se redu&can las hendiduras, tratando de mantener las supericies limpias.
#orrosión por picadura
#ara reducir la corrosión por picadura se necesita una supericie limpia y homogénea .
#orrosión por efoliación disolución selectiva
Este tipo de corrosión se com"ate utili&ando aleaciones y tratamientos térmicos.
#orrosión inter+ranular
%e reduce haciendo al material un tratamiento térmico o utili&ando una aleación modiicada.
#orrosión de fractura por tensión
#ara com"atir la corrosión de racturas por tensión, es necesario reali&ar el relevado de esuer&o o seleccionar un material más resistente. '. *a+a un esquema de una celda de corrosión que muestre el fluo de corriente entre el !nodo el c!todo.
). Descria diue como es una pila seca
'ontenedor Es el recipiente de acero que contiene los ingredientes de la pila y que orma el cátodo, una parte de la reacción qumica. 'átodo es el electrodo negativo, en el cual los iones (átomos cargados eléctricamente) qué se dirigen del ánodo al cátodo reci"en el nom"re de cationes, es una me&cla de dióxido de manganeso y car"ón. Los cátodos son electrodos reducidos por una reacción qumica. *nodo es el terminal positivo en que la corriente eléctrica via+a en sentido positivo al negativo por el circuito externo, o sea transportada por cargas positivas. Es el &inc metal en polvo, son electrodos que se oxidan. Los iones que se dirigen del cátodo al ánodo tienen el nom"re de aniones... 5
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales
%eparador es el que se encuentra entre ánodo y cátodo es de una capa no te+ida de celulosa o de un polmero sintético. El separador de"e permitir el paso de los iones y permanecer esta"le en la disolución de electrolito altamente alcalina. Electrodos es donde se lleva a ca"o la reacción Electro-umica Electrolito es una solución de hidróxido de potasio en agua. El electrolito es el medio para el movimiento de los iones dentro de la celda y lleva la corriente dentro de la pila. 'olector es un aliler de "ronce en el medio de la celda que conduce la electricidad hacia el circuito exterior.
1,. ¿#u!l es la analo+;a de la pila seca?
El uncionamiento de una pila es sencillo, consiste "ásicamente en introducir electrones en uno de los extremos de un alam"re y extraerlos por el otro. La circulación de los electrones a lo largo del alam"re constituye la corriente eléctrica. #ara que se produ&ca, hay que conectar cada extremo del alam"re a una placa o varilla metálica sumergida en un electrolito que suele ser una solución qumica de algn compuesto iónico. 'uando ese compuesto se disuelve, las moléculas se dividen en iones positivos y negativos, que se mantienen separados entre s por eecto de las moléculas del lquido. El electrolito que utili&ó /olta era ácido sulrico0 cada una de sus moléculas, al disolverse en agua, se descompone en dos protones 12 (iones positivos) y un ion sulato %!3 (ion negativo). Las varillas metálicas de co"re y cinc constituyen los electrodos, que de"en ser sumergidos en el electrolito sin que lleguen a entrar en contacto. La placa de co"re es el electrodo positivo o ánodo y la placa de cinc el electrodo negativo o cátodo. 4l reaccionar el electrolito con las varillas se produce una transmisión de electrones, que han sido extrados de la placa de cinc, hacia la placa de co"re, con lo que los átomos de cinc son oxidados e incorporados a la disolución, segn la reacción 5n 67 5n822 8e Esto ocurre as y no al revés, del co"re al cinc, porque los átomos de cinc tienen más tendencia que los de co"re a ceder electrones. En la varilla de co"re se produce una reducción de los iones hidrógeno 12 de la disolución, ya que los electrones li"erados por los átomos de cinc recorren el hilo conductor hacia la placa de co"re y son captados por los 12, que se convierten en átomos de hidrógeno y escapan en orma de gas. Estos electrones en movimiento son los que originan la corriente eléctrica. #or su parte, los iones %!3 reaccionan con los cationes 5n82 y se convierten en moléculas de sulato de cinc. 6
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales 8 1928e 7 18 5n82 2 %!38 7 5n%!3 'uando se corta la conexión exterior entre las placas, los electrones no pueden despla&arse a lo largo del hilo de una placa a :a otra, con lo que se interrumpe la reacción. El dispositivo unciona mientras existan átomos de cinc para ormar el sulato correspondiente. 'uando la placa de cinc se ha desintegrado por completo ya no puede producirse la reacción, por lo que la pila ya no tiene uso. #or este motivo, las pilas de este tipo reci"en el nom"re de pilas primarias.; 11. ¿ que son las 5etero+eneidades?
%on distintos puntos de supericie, la no homogeneidad de la supericie del material y a nivel microscópico, cuando hay dierentes temperaturas, dierentes concentraciones de oxigeno, etc. 12. %ndique los tipos de 5etero+eneidades *etero+eneidad del metal
ordes de grano ?islocaciones emergentes. Regiones de metal deormado en rio. ?iscontinuidades en capas que recu"ren el metal. Regiones de metal sometidas a tensión y deormación elástica. *etero+eneidad del medio circundante.
?ierencias de concentración de oxigeno ?ierencias de concentración salina, composición o p1 del medio
13. ¿#ómo influe los l;mites de +rano en la corrosión de una aleación?
Es un tipo de corrosión que aecta a la unión de los granos de los constituyentes de los metales, de"ilitando la resistencia del con+unto de tal manera que a veces se rompen las pie&as al menor esuer&o, sin que exteriormente se o"serve ninguna alteración de la supericie. El ataque se locali&a y progresa entre los "ordes de los granos (las impure&as los hacen anódicos con relación a los mismos granos, que son catódicos) y se pierde la cohesión entre ellos. El ataque está motivado por el uncionamiento de micropilas galvánicas entre el material del mismo "orde y el del interior del grano. 14. Que sucede cuando un metal es deformado en frio con respecto a la corrosión?
%e orman regiones anódicas respecto a las supericies metálicas no deormadas. 1". -n la corrosión como influe las se+re+aciones.
7
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales 1$. ¿#ómo influen las part;culas contaminantes de la superficie de un metal en la corrosión?
Las partculas contaminantes orman peque$as pilas galvánicas locali&adas, son una causa recuente de corrosión electroqumica. 1&. ¿Qué sucede cuando 5a discontinuidad en la pel;cula que cure el metal?
Las discontinuidades en los recu"rimientos que cu"ren un metal, la presencia de esta discontinuidad puede ser el origen de una pila de corrosión entre el metal y la capa de recu"rimiento. 1'. #on respecto a la anterior pre+unta qué tipo de 5etero+eneidad del medio es.
?ierencia de concentración de oxgeno. 1). %ndique las =onas anódicas catódicas porque( a0 na pie=a met!lica parcialmente sumer+ida en el mar. 0 na tuer;a de acero enterrada que atraviesa dos tipos de suelo uno arenoso el otro arcilloso. c0 na pila de corrosión formada por dos semi > celdas. la celda 9 constituida por una proeta de core introducida en una solución de sulfato de core diluido. la celda 7 constituida por una proeta de core introducida en una solución de sulfato de core concentrado. d0 -n una caldera in+resa el a+ua a 2"@# sale a $,@#
8
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales CUESTIONARIO CAPITULO 3
1. ¿Qué es un potencial?
Es el tra"a+o que un campo electrostático tiene que llevar a ca"o para movili&ar una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. 2. #omo se mide el potencial ABCq
/ potencial @ tra"a+o q carga positiva 3. /ara que se emplea la ecuación de Eernst
La ecuación de Aernst expresa la relación cuantitativa entre el potencial redox estándar de un para redox determinado, su potencial o"servado y la proporción de concentraciones entre el donador de electrones y el aceptor. 'uando las condiciones de concentración y de presión no son estándar (BC, Batm y 8D F), se puede calcular el potencial de electrodo mediante la Ecuación de Aernst. 4. ¿#u!l es el electrodo est!ndar descr;alo?
El electrodo estándar presenta un p1GH.I, la temperatura es 8D F y todas las concentraciones se encuentran a B.I C. ". -scria la ecuación que se emplea para calcular el potencial de media celda para el electrodo de aluminio que tiene concentración de iones dada por eemplo F. $. #alcular el potencial de media celda para el electrodo de 5idro+eno de /5 i+ual a 2" 11 respuestas para cada caso0 &. #alcular el potencial de media celda para el electrodo de oi+eno con una presión i+ual a 1." ' atmosferas :espuestas para cada caso0 '. -l Dia+rama de /ourai para que sirve.
=n diagrama de #our"aix es una representación gráica del potencial (ordenada) en unción del p1 (a"scisa) para un metal dado "a+o condiciones termodinámicas standard (usualmente agua a 8J K') Los diagramas de #our"aix son particularmente tiles en el estudio del comportamiento rente a la corrosión de materiales metálicos, ya que permiten predecir las &onas de inmunidad, corrosión y pasivación de un metal en un medio agresivo determinado. ). %ndique las =onas que tiene el Dia+rama de /ourai
5ona pasiva 5ona corrosiva 5ona de inmunidad 1,. 9 que actividad en el dia+rama de /ourai se inicia la corrosión 11. Las l;neas a0 0 en los Dia+ramas de /ourai que =ona representa e indique que =ona es por encima de la l;nea 0 por deao de la l;nea a0.
Las lneas (a) y (") representan el equili"rio de descomposición del agua con desprendimiento de oxigeno e hidrogeno, respectivamente. La región entre las dos 9
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales lneas representa una &ona donde el agua es esta"le con respecto al oxigeno y al hidrogeno. #or encima de la lnea (a), el agua se descompone por desprenderse oxigeno en orma de gas. #or de"a+o de la lnea ("), el agua se descompone por desaparecer los protones en orma de hidrogeno gaseoso. 12. -n el dia+rama de /ourai sistema 9+ua > *ierro. a0 -scria la reacción que corresponde a la l;nea 0 0 #u!l es el potencial est!ndar para la reacción 0 c0 -scria la reacción que corresponde a la l;nea a0 d0 #u!l es el potencial est!ndar para la reacción a0 e0 -scria la reacción +eneral se6ale la l;nea de equilirio de la corrosión del 5ierro en medio alcalino. f0 ¿Qué medio favorece la disolución de 5ierro? ¿9ireado o desaireado? +0 -scria la reacción +eneral se6ale la l;nea de equilirio de la corrosión del 5ierro en medio acido. 50 Que medio favorece la reacción? ¿9ireado o desaireado? i0 -scria la reacción +eneral se6ale la l;nea de equilirio entre el 5ierro su estado pasivo 0 ¿Qué ocurre con el 5ierro permanece en estado inmune se corroe o se pasiva0 cuando se le pone en contacto con( p* B3
p* B1,
p* B14
9+ua aireada 9+ua desaireada 13. He desea seleccionar uno de tres materiales 9l #u #r0 para faricar un elemento epuesto a condiciones corrosivas para cada uno de los casos si+uientes ver tala0. se los dia+ramas de /ourai correspondientes recomiende un material para cada caso.
caso /otencial p* Hituación del elemento 1er. I1 1, %nmune 2do. 2 " /asivado 3er. , 4 /asivado 4to. I1 & %nmune 14. %ndique la diferencia entre la serie electromotri= al serie +alv!nica para que se emplea cada una de ellas. 1". Descria como es un electrodo de referencia 1$. ¿Qué electrodos de referencia eisten para que se emplean cada uno de ellos. 1&. *a+a un esquema del electrodo #u#uHJ4
+ibliografía &
"ttp&%%bibliotecadigital.ilce.edu.mx%sites%ciencia%volumen%ciencia-%/0%"tm%sec122."tm "ttp&%%materias.fi.uba.ar%3--%456-.pdf "ttp&%%catarina.udlap.mx%u1dl1a%tales%documentos%mgd%"ernande!1m1$s%capitulo2.pdf "ttp&%%777.monografias.com%traba$os0%estudio8pila8seca%estudio8pila8seca.s"tml "ttp&%%777.eduinnova.es%monografias0%6ov0%9orrosion.pdf 10
Universidad Nacional de San Agustín curso: Corrosión y Degradación de materiales
"ttps&%%boo:s.google.com.pe%boo:s;
id<+3t=1$>ofm?9@pg<5'->@lpg<5'->@dq1edy'I=yJy'9"-+$ gKiv
Musos.pdf;sequence<"ttp&%%bibliotecadigital.ilce.edu.mx%sites%ciencia%volumen2%ciencia%0%"tm%sec12."tml
11
