TECSUP LA CORROSIÓN
INTRODUCCIÓN
El grupo tiene a bien presentar un informe sobre
“La “La corr corros osió ión” n” que es un
problema que se da en la vida cotidiana debido a muchos factores que lo veremos más adelante. En el mencionado informe, desarrollaremos todo lo referente la corrosión, trataremos sobre sobre las causa causass de este este inconv inconveni enient ente, e, los difere diferente ntess tipos tipos de corros corrosión ión que existen, los métodos mas utilizados para prevenir este mal, los problemas que ocasiona en una empresa, y otros temas relacionados con la corrosión. El presente trabajo se ha realizado con ayuda del del módulo de trabajo trabajo y consultando diferentes fuentes bibliográficas para profundizar más del tema.
or tal motivo dejamos a su criterio profesional la evaluación del presente trabajo que le presentamos a continuación.
TECSUP LA CORROSIÓN
LA CORROSIÓN 1. DEFINICIONES BÁSICAS •
roceso
inverso
a
la
metalurgia
•
!"a corrosión puede ser definida como el
extractiva.
deterioro que sufren los metales cuando interact#an con el medio en el que trabajan. "a corrosión es la disolución o deterioro de un metal en un medio determinado. "os átomos del metal se disuelven en forma de iones. $n modelo simple es la corrosión acuosa. •
!"a corrosión consiste en una oxidación del metal y, si el óxido no es adherente y es poroso, puede dar lugar a la destrucción de todo el metal!
•
!%orrosión es el ataque de un material por el medio que le rodea con la consiguiente pérdida de masa y deterioro de sus propiedades!
•
!%orrosión es la destrucción de un cuerpo sólido causada por un ataque no provocado, de naturaleza qu&mica o electroqu&mica que se inicia en la superficie!
2. CAUSAS DE LA CORROSIÓN "a fuerza motriz que causa que un metal se corroa es consecuencia de su existencia
natural
en
combinada. ara alcanzar el estado cantidad
forma
metálico se requiere una
de
energ&a.
Esta energ&a a otro. Es relativamente alta para el
var&a de un metal magnesio, el aluminio y el hierro y
relativamente baja para el cobre, la plata y el oro.
TECSUP LA CORROSIÓN "a corrosión es originada principalmente por la acción combinada del ox&geno, agua y el dióxido de carbono' por s& solo ninguno de ellos puede atacar al hierro. En el siguiente dibujo se observa como el medio influye en el proceso de corrosión.
Se pone como ejemplo unos clavos de hierro lijados o
pulidos, colocados en amien!e
seco,
producido
un por
la
presencia
de
un
deshidra!an!e in!enso como el cloruro de calcio o cal viva "CaCl#$% En el si&uien!e caso se coloca el clavo !o!almen!e sumer&ido en a&ua, a la cual previamen!e se ha eliminado la presencia de aire "hirviendo el a&ua$' ( )nalmen!e o!ro clavo colocado en un amien!e en con!ac!o con el medio amien!e "aire, CaCl#, O#$% 3. ROBLE!AS CAUSADOS OR LA CORROSIÓN EN UNA LANTA INDUSTRIAL "os problemas que puede ocasionar la corrosión en una planta industrial son( • • • • •
aradas de emergencia o paradas de mantenimiento no programadas. )astos por reemplazo de equipo corro&do. *obredimensionamiento de piezas para incluir tolerancias por corrosión. *obrecostos en mantenimiento preventivo( pinturas. Equipos fuera de servicio.
TECSUP LA CORROSIÓN • •
%ontaminación por pérdidas o derrames de productos. eligro de incendio, explosión, envenenamiento por fugas de productos tóxicos.
". #CÓ!O OCURRE LA CORROSIÓN$ •
+curre por la diferencia de potencial entre dos metales diferentes en contacto o por la diferencia de potencial entre diferentes áreas de un mismo metal, que
•
forman una celda galvánica. En presencia de un electrolito %ada celda consiste de( un ánodo que produce electrones, de un cátodo y de
•
un electrolito. El ánodo y el cátodo deben estar en contacto eléctrico para que ocurra la
•
corrosión.
%. TIOS DE CORROSIÓN %.1Corrosión &'&c(ro)*+,ica o -a'/nica Es una acción electroqu&mica una bater&a perjudicial- que se produce por la interacción
de
dos
metales
de
caracter&sticas diferentes en presencia de un electrolito y un sistema que permite el flujo de electrones *e produce cuando dos metales de diferente actividad qu&mica se encuentran en contacto, ambos metales poseen potenciales eléctricos diferentes lo cual favorece la aparición de un metal como ánodo y otro como cátodo, a mayor diferencia de potencial el material con más activo será el ánodo. *e presenta cuando entre los materiales se forman( •
• • •
$n ánodo que es la parte que se corroe puede formarse por tensión intergranular en uno de los metales-. $n cátodo que es la parte que no se corroe. $n electrolito, que puede ser la humedad ambiental y sales en el polvo. $na trayectoria de electrones, lo cual generalmente es la unión f&sica del ánodo y el cátodo.
#Có,o s& &i(a &s(a corrosión -a'/nica$
TECSUP LA CORROSIÓN • • •
$sando bridas con aislamiento eléctrico. nsertando entre las bridas juntas fabricadas de pol&meros $tilizando manguitos y arandelas para aislar las conexiones unidas
con
pernos. Evitamos la corrosión electroqu&mica anulando una parte de la pila. • • •
/briendo el circuito de la trayectoria de electrones. *eparando los electrodos del electrolito. 0aciendo la diferencia de potencial de los electrodos muy peque1a
%.2CORROSIÓN UNIFOR!E *e le llama también corrosión -&n&ra'. Es el efecto producido sobre la superficie de un metal como si hubiese sido atacado directamente por
un agente qu&mico
ácido-. *e presenta como un desgaste uniforme del metal. "a corrosión uniforme puede ser descrita como una reacción de corrosión que ocurre por igual en toda la superficie del material, causando un pérdida general del metal. "a corrosión uniforme se da en situaciones donde el ambiente que ataca el metal es constante en composición, esta caracter&stica permite hacer cálculos de desgaste respecto al espesor de un material.
%.3CORROSÓN OR ICADURA O “i((in-” "as picaduras ocurren como un proceso de disolución local anódica donde la pérdida de metal es aumentada por la presencia de un ánodo peque1o y un cátodo grande. "as picaduras suelen ser de peque1o diámetro décimas de mil&metro-.
%."CORROSIÓN “Cr&ic&”
OR
FISURAS
O
TECSUP LA CORROSIÓN *e
produce
alrededor
del
hueco
formado por contacto con otra pieza de metal
igual o diferente a la primera o con
un
elemento no metálico.
El proceso de pitting y el
crevice tienen en com#n que el agresivo qu&mico
está
semi
estancado,
situación de ánodo localizado.
%.%CORROSIÓN 0U!ICA *e trata de una reacción heterogénea entre una fase sólida, el metal, y una fase gaseosa o liquida. %uando el reactivo es gaseoso, se presenta un fenómeno llamado de corrosión seca. *i el reactivo es un l&quido, se produce un ataque del metal, con formación de un producto de corrosión en la superficie del mismo. En la corrosión puramente qu&mica no interviene el paso de una corriente eléctrica. Es dif&cil encontrar casos de corrosión puramente qu&mica, ya que lo más com#n es que vaya acompa1ada de corrosión electroqu&mica. 2o obstante, el ataque de un metal por otro metal l&quido, por una sal fundida o por una solución no acuosa, pueden ser considerados como casos de corrosión qu&mica.
%.CORROSIÓN INTERRANULAR %omo su nombre indica, la corrosión intergranular ocurre preferentemente a lo largo de los l&mites de grano de algunas aleaciones en ambientes espec&ficos y, como consecuencia, la muestra se desintegra a lo largo de los l&mites de grano. Este tipo de corrosión predomina en algunos aceros inoxidables, que, cuando se calientan a temperaturas comprendidas entre los 344 y los 5446%durante periodos de tiempo suficientemente largos, se sensibilizan para el ataque intergranular.
TECSUP LA CORROSIÓN En la soldadura del acero inoxidable, la
corrosión
intergranular
se
convierte en un problema grave, denominado
s&nsi4i'i5ación
6or
Corrosión
La 6r&&nción 7& 'a corrosión in(&r-ran*'ar 7&' ac&ro ino8i7a4'& s& r&a'i5a con 'as si-*i&n(&s ,&7i7as9 •
*ometiendo el material sensibilizado a un tratamiento térmico a elevada
•
temperatura con el fin de re disolver el cromo, 7ajando el contenido de carbono por debajo del 4,489
•
en peso para
minimizar la formación del carburo /leando el acero inoxidable con elementos, tales como el niobio o el titanio, que tengan mayor tendencia a formar carburos que el cromo, de modo que el %r permanezca en disolución sólida.
%.:CORROSIÓN OR EROSIÓN "a corrosión por erosión se suele presentar en tuber&as, especialmente en codos,
ángulos
posiciones
donde
y
cambios
el
susceptibles
de
diámetro(
fluido cambia de dirección y suele
convertirse en otencialmente, todas aleaciones
bruscos
turbulento. las
metálicas
son de
experimentar corrosión por
erosión en mayor o menor
grado. Este tipo de corrosión perjudica especialmente a las aleaciones que se pasivan formando una pel&cula superficial protectora' la acción abrasiva puede erosionar la pel&cula dejando al descubierto la superficie metálica. *i la pel&cula protectora no es capaz de autogenerarse continua y rápidamente, la corrosión puede ser severa.
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%.;CORROSIÓN BA
en
el
proceso
de
fabricación. El resultado es que el metal se fractura repentinamente, sin deformación, después de un cierto tiempo de servicio.
. E
LAS TUBERAS DE AUA $n ejemplo com#n lo constituye la rotura de una tuber&a de agua. nicialmente, al abrir el grifo, el agua, en vez de presentar su claridad habitual tiene una cierta tonalidad o coloración casta1a. /l probarla, nos parece percibir un sabor que nos recuerda bastante al de las sales de hierro. 0a empezado a atacarse el material base de la tuber&a galvanizada( el acero de la red de distribución de agua potable.
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LA CORROSIÓN DE EN=ASES !ETÁLICOS ARA CONSER=AS %uando guardamos un bote o lata de conserva durante mucho tiempo, podemos tener la sorpresa de encontrarlo con un hinchamiento anormal, de tal manera que lo desechamos. Esta deformación abombada es debida a la acumulación de gas hidrógeno y es una manifestación extrema de la corrosión. *ignifica el final de la vida #til de la conserva y ocurre, por lo general, tras un prolongado periodo de almacenamiento.
CONSTRUCCIONES DE CONCRETO ;odos debemos haber notado, especialmente en las grandes ciudades o en las zonas costeras, la aparición de manchas de herrumbre en las estructuras de concreto, por ejemplo, en un estacionamiento subterráneo, un puente o en los postes de las l&neas de distribución de corriente eléctrica.
EL AUTO!Ó=IL "os autos también se oxidan, empiezan apareciendo manchitas y picaduras min#sculas en los parachoques, que si bien no afectan su resistencia mecánica, s& deslucen su presentación. osteriormente, se pueden localizar puntos aislados de ataque en las partes cubiertas por molduras que iban fijadas en agujeros de la carrocer&a' cada vez que lavamos el coche observamos la afluencia de herrumbre que sale de debajo de tales molduras.
:. I!ORTANCIA DE ESTUDIAR LA CORROSIÓN %on el estudio en corrosión se puede predecir el comportamiento a largo plazo de los metales basándose en ensayos relativamente breves, para ello se requiere un buen conocimiento de las variables impl&citas en el proceso de la corrosión. ara estudiar la corrosión de un metal es necesario n de un metal es necesario conocer la microestructura, la composición conocer la microestructura, la composición qu&mica, mica, el medio corrosivo y el conocimiento electroqu&mico
TECSUP LA CORROSIÓN mico de las fases que han de seguir los de las fases que han de seguir los á átomos metálicos en su paso de la estructura metálica hacia el medio corrosivo.
;. ROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN *i se requiere un control de la corrosión se puede apelar a las siguientes alternativas( • • • •
*elección de
;.1SELECCIÓN DE !ATERIALES *e puede optar por algunos de los siguientes materiales( • • •
/cero al carbono /cero inoxidable /luminio
A. ACERO AL CARBONO "a mayor&a de grandes estructuras metálicas son hechas de acero al carbono. El acero al carbono es bastante barato, fácilmente disponible en una variedad de formas y puede ser soldado y maquinado en diferentes formas.
B. ACEROS INO>IDABLES "os aceros inoxidables son una alternativa com#n los aceros al carbono.
a
0ay muchos tipos de
aceros inoxidables, pero los más comunes son los aceros inoxidables auténticos aceros inoxidables
de
la serie 844-. Estos aceros están basados en una fórmula de hierro
con
aproximadamente >59 de %romo y 59 de n&quel. *on frecuentemente inmunes a la corrosión uniforme, pero pueden experimentar otros tipos de corrosión.
C. ALU!INIO uede tener excelentes capacidades de resistencia a la corrosión atmosférica. :esafortunadamente, las propiedades de las pel&culas de óxido protectoras que forman en estas aleaciones pueden romperse localmente y permitir una
TECSUP LA CORROSIÓN corrosión extensiva. "a corrosión intergranular es una corrosión microscópicaes el principal problema en aeroplanos y otras estructuras hechas de aleación de aluminio.
;.2IN?IBIDORES DE LA CORROSIÓN "os inhibidores de corrosión, prolongan la vida de estructuras de acero al carbono y permiten su aplicación en distintos escenarios. *on productos qu&micos que se agregan para reducir la corrosividad de determinados ambientes. Ejemplos de aplicación de inhibidores de corrosión incluyen la aplicación de anticongelantes de automóviles, para hacer menos corrosiva el agua que circula por el interior del motor. Estos inhibidores, que generalmente basan su formulación en fosfatos o fosfanatos, protegen estas piezas de manera muy eficiente.
A@ IN?IBIDORES ANÓDICOS9 • • •
ueden formar pel&culas con los cationes metálicos ueden promover la estabilización de óxidos pasivos ueden reaccionar con las sustancias potencialmente agresivas
B@ IN?IBIDORES CATÓDICOS9
•
*on menos eficaces pero más seguros. *i se usan en dosis insuficientes no incrementan los riesgos de corrosión. *e utilizan polifosfatos, fosfonatos, ?n. *on más estables, forman una pel&cula polarizante que dificulta la
•
reacción de reducción de ox&geno. ;ambién se utilizan compuestos orgánicos con grupos polares que tienen
• • •
átomos de ox&geno, azufre, nitrógeno, con pares disponibles para formar enlaces con el metal. ;.3ROTECCIÓN CATÓDICA "a protección catódica es el método más importante de todos los intentados para conseguir el control de la corrosión. "a protección catódica puede aplicarse utilizando( • •
@nodos galvánicos- o de sacrificio or medio de sistemas de corriente impresa.
A. ROTECCIÓN CATÓDICA OR ÁNODOS DE SACRIFICIO
TECSUP LA CORROSIÓN En este método se utiliza un metal que sea anódico al material que se va a proteger en otras palabras que se oxide más rápido que el metal a proteger-. "os ánodos de magnesio son apropiados para oleoductos, pozos, tanques de almacenamiento de agua, incluso para cualquier estructura que requiera protección catódica temporal.
En la )&ura se mues!ra la pro!ecci*n de una es!ruc!ura de acero, u!ili+ando Aluminio como nodo de sacri)cio' el Aluminio es an*dico con respec!o al acero ( se corroe primero evi!ando el de!erioro de la es!ruc!ura% B. ROTECCIÓN CATÓDICA OR CORRIENTE I!RESA or medio de corriente eléctrica aplicada exteriormente contraria al flujo espontaneó galvánico, la corrosión se reduce virtualmente a cero y se puede mantener una superficie metálica en un medio corrosivo sin sufrir deterioro durante un tiempo indefinido.
TECSUP LA CORROSIÓN Esta técnica no puede emplearse para evitar la corrosión por encima de la l&nea de agua, por ejemplo, en los tanques, porque la corriente impresa no puede alcanzar las áreas del metal que no están en contacto con el electrólito, tampoco en el interior de tubos condensadores de agua.
#En 7ón7& s& a6'ica 'a 6ro(&cción • • • •
ca(ó7ica$
rotección de estructuras aéreas vigas de hormigón armado, etc.rotección en agua de mar barcos, diques, cadenas, etc.rotección en agua dulce compuertas hidráulicas, tuber&as, etc.-. rotección de estructuras enterradas oleoducto, gasoducto, depósitos, etc.-
;."RECUBRI!IENTOS ROTECTORES =ecubrimientos protectores son los métodos más comunes utilizados para el control de corrosión. "os recubrimientos protectores pueden ser( • •
AL=ANIADO EN CALIENTE El galvanizado en caliente, consiste en la inmersión de las piezas a proteger en un ba1o de zinc fundido aproximadamente CD4 6%-, la totalidad de la superficie de las mismas queda recubierta tanto interior como exteriormente. gualmente ocurre con las rendijas estrechas, los rincones y las partes ocultas de las piezas, que no quedan bien protegidas por otros tipos de recubrimientos.
AL=ANIADO DEL ACERO
TECSUP LA CORROSIÓN El zinc se funde a C> 6%, y para galvanizar el acero éste se sumerge en un ba1o de zinc metálico fundido que se encuentra a CC3FC34 6%. / esta temperatura, el acero y el zinc muestran gran afinidad y, por difusión, forman aleaciones GeF?n. El producto final es un acero protegido por un revestimiento de zinc.
ASOS
1@ LA=ADO *e
utiliza
CÁUSTICO una solución de
soda
cáustica
caliente
para
remover contaminantes orgánicos como
sucio, grasas y aceites, de la superficie del acero.
2@ DECAADO El óxido y la herrumbre se eliminan de la superficie utilizando una solución diluida de ácido sulf#rico caliente o de ácido clorh&drico a temperatura ambiente.
3@ FUNDENTE FLU>@ Hue consiste en una solución de sales de cloruros amoniacales de zinc. El fundente elimina el óxido y previene la oxidación posterior de la superficie para asegurar que el zinc fundido pueda mojar completamente al acero.
"@ SECADO AL=ANIADO El recubrimiento o galvanizado la pieza es completamente sumergida en un ba1o de al menos 59 de zinc fundido, que se mantiene a C3C 6% durante el tiempo suficiente para que la pieza alcance la temperatura del ba1o. "uego la
TECSUP LA CORROSIÓN pieza es sacada lentamente del ba1o para escurrir completamente el exceso de zinc.
%@ SECADO E INSECCIÓN :e inmediato las piezas son enfriadas con agua o al aire y luego sometidas a inspección. En esta etapa se verifica el espesor del recubrimiento y la apariencia de la superficie.
CONCLUSIONES
/l finalizar este trabajo, nos podemos dar cuenta que definir la palabra %+===+*+2 es muy dif&cil, ya que solo podemos hablar de ello en forma general, a pesar de que la información es abundante. 2o obstante, podemos decir que, la palabra corrosión en términos generales es A"a destrucción o el deterioro de un materialB.
Esta destrucción de los materiales puede ser por diferentes maneras, como por ejemplo corrosión qu&mica, uniforme, electroqu&mica, por erosión, por picadura, intergranular, etc.
)eneralmente la corrosión es un proceso lento, pero muy persistente durante el tiempo, y es un problema que se puede evitar por completo, solo se pude controlar una parte de todos los problemas que ocasiona.
ero existen diferentes métodos para controlar este mal, como por ejemplo los recubrimientos protectores, los
inhibidores de la corrosión, la protección
catódica, entre otros.
REFERENCIAS BIBLIORÁFICAS
TECSUP LA CORROSIÓN ((694i4'io(&ca7i-i(a'.i'c&.&7*.,8si(&sci&nciao'*,&n1ci&ncia2G(,s &cH:.(,' ((69(,'.rincon7&'a-o.co,corrosionH3.(,' ((69.,ono-raJias.co,(ra4aKos67J2corrosion,&(a'&scorrosion ,&(a'&s.67J ((6s9&s6ano'.ans&rs.Maoo.co,)*&s(ionin7&8$ )i72G1121111%AAiB4' ((69.*(6.&7*.co6*4'io1:(&,asH67Jcorrosion.67J
