Métodos Contra La Corrosión
Métodos Contra La Corrosión
Métodos Contra La Corrosión
La pieza manufacturada
El ambiente
El agua
Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa
del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en
el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos
los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes (medios
acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.).
Por ejemplo un metal muestra una tendencia inherente a reaccionar con el medio
ambiente (atmósfera, agua, suelo, etc.) retornando a la forma combinada. El
proceso de corrosión es natural y espontáneo.
Pérdidas directas
Costo en la reparación de equipos dañados, corroídos, gastos en el
reemplazo de equipo corroído. Ejemplo: reemplazo de millones de unidades
de calentadores de agua, tanto domésticos como industriales, reemplazo de
tubos de condensadores, de tubos de escape de gases, de conectores, de
transformadores, de aisladores, etc.
Costo relacionado con la compra de aleaciones más resistentes a un
determinado ataque corrosivo lo cual implica un mayor gasto en el caso de
aleaciones baratas.
Costos relacionados con pinturas, recubrimientos, protección catódica,
inhibidores, pasivadores, etc. Constantemente hay que pintar, recubrir o
proteger catódicamente.
Perdidas indirectas
Paro de la fábrica o sub-estación (“shutdown”). El reemplazo de una tubería,
de una caldera, de una turbina, de una línea de aisladores; por ejemplo,
puede representar cierta cantidad de dinero y de recursos, pero el paro de
una refinería, sub-estación, línea de transmisión de energía, puede
involucrar una GRAN cantidad de dinero / hora perdido. En el caso de
energía eléctrica NO producida mientras dure la interrupción puede
representar un costo adicional porque es necesario pagar a otras
compañías para reponer la energía eléctrica a los usuarios
correspondientes.
Perdidas de hombre / hora de trabajo mientras una sección está siendo
reparada.
Perdida del producto. Se puede perder agua, petróleo, aceite, gas, material
alimenticio, etc. a través de una tubería o tanque corroído. Una pérdida de
gas, por ejemplo, puede originar una acumulación peligrosa del producto en
un determinado sitio y por ende, la posibilidad de generar una explosión.
Ataque uniforme
Se puede prevenir este tipo de corrosión al (a) escoger el material más adecuado
de mayor resistencia a ese ambiente, (b) uso de inhibidores, (c) uso de pinturas o
recubrimientos y (d) uso de protección catódica.
Corrosión galvánica
Ocurre este tipo de corrosión cuando dos materiales diferentes, tanto en
composición química, tratamiento térmico, diferentes en cuanto a sistemas de
recubrimiento o pintura en cada material, etc., están en contacto y se encuentran
ambos metales inmersos en un medio corrosivo. Uno de los metales se comporta
como ANODO y tiende a corroerse mientras que el otro metal se comporta como
CATODO y no se corroe o se corroe muy poco. Si los metales hubiesen estado
separados no ocurriría la corrosión del metal ANODO tan rápidamente como
sucede en el caso de acoplamiento galvánico. Ejemplo de este tipo de corrosión:
un tornillo de cobre con una arandela de acero al carbono, estando ambos
materiales en el mismo medio acuoso (agua con sal). El cobre se corroerá, pero el
hierro se consumirá debido a su comportamiento anódico, llegando a desaparecer
en forma más rápida que en el caso de estar el hierro solo.
Picaduras
Fig. 1.2.- Tubería de acero inoxidable que falló por presencia de picaduras.
Fig. 1.3.- Corrosión intergranular de un Bronce (200x)
Corrosión intergranular
Corrosión – erosión
Este tipo de daño resulta debido al ataque del metal por un movimiento entre el
líquido o fluido corrosivo y la superficie del metal. Generalmente, el líquido lleva
partículas sólidas las cuales eroden el metal y luego, el medio corrosivo, corroe el
metal fresco. El daño aparece como canales, formas onduladas, valles, etc. (Ver
Fig. 1.5).
Erosión - cavitación
Agrietamiento
Si el material se fractura, se agrieta o se parte en la presencia de fuerzas
repetitivas aplicadas, se dice que ocurrió FATIGA, y si fue en presencia de un
medio corrosivo, el material falló por CORROSION POR FATIGA. (Ver Fig. 1.6).
Si el material falló en un medio corrosivo, bajo el efecto de una fuerza tensil
aplicada, se dice que el material falló por CORROSION BAJO TENSION. Si en el
medio corrosivo hubo Hidrógeno, y un esfuerzo tensil aplicado, se denomina
FRAGILIZACION POR HIDROGENO a la causa de la falla. (Ver Fig. 1.7).
Clasificación de la corrosión
Los diferentes tipos de corrosión, antes expuestos en forma muy breve, puede
servir como una forma de clasificación de la corrosión; sin embargo, no sería muy
útil para estudiar en forma sistemática la corrosión, ya que el mismo mecanismo
químico de ataque puede verse en un material corroído uniformemente o que haya
fallado por corrosión por fatiga, etc. Debido a esto se prefiere clasificar a la
corrosión, por motivos didácticos, atendiendo a la naturaleza intrínseca de la
misma en:
Ocurre en ambientes no-electrolíticos, los cuales son en la, mayoría de los casos,
gases secos. Este tipo de corrosión obedece las leyes de la cinética de las
reacciones químicas heterogéneas.
Ejemplo:
Sulfuroso Hierro
Corrosion electroquimica
Química Gaseosa
Acidas Parcialmente
Neutras Sumergidas
Alcalinas
Líquida Agua de mar Totalmente
Agua de río Sumergidas
Sales fundidas
Líquidos orgánicos Flujos
Salinas Gotas
Marinas
Electroquímica Atmosféricas Rurales
Industriales
Urbanas
Calcáreas
Subterráneas Arcillosas
Areniscas
Bacterianas
Protección contra la corrosión
Elección del material
En la concepción, hay que evitar las zonas de confinamiento, los contactos entre
materiales diferentes y las heterogeneidades en general.
Inhibidores de la corrosión
Los inhibidores de corrosión, son productos que actúan ya sea formando películas
sobre la superficie metálica, tales como los molibdatos, fosfatos o etanolaminas, o
bien entregando sus electrones al medio. Por lo general los inhibidores de este
tipo son azoles modificados que actúan sinérgicamente con otros inhibidores tales
como nitritos, fosfatos y silicatos. La química de los inhibidores no está del todo
desarrollada aún. Su uso es en el campo de los sistemas de enfriamiento o
disipadores de calor tales como los radiadores, torres de enfriamiento, calderas y
"chillers". El uso de las etanolaminas es típico en los algunos combustibles para
proteger los sistemas de contención (como tuberías y tanques).Y además la
inhalación es mala para los pulmones Se han realizado muchos trabajos acerca de
inhibidores de corrosión como alternativas viables para reducir la velocidad de la
corrosión en la industria. Extensos estudios sobre IC y sobre factores que
gobiernan su eficiencia se han realizado durante los últimos 20 años. Los cuales
van desde los más simples que fueron a prueba y error y hasta los más modernos
los cuales proponen la selección del inhibidor por medio de cálculos teóricos.
Oxidación
Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se
oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la
otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox.
La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF + porque fácilmente forma Kr
y F+.
Entre otras, existen el permanganato de potasio (KMnO 4), el óxido de cromo (VII)
(Cr2O7), el agua oxigenada (H2O2), el ácido nítrico (HNO3), los hipohalitos y los
halatos (por ejemplo el hipoclorito sódico (NaClO) muy oxidante en medio alcalino
y el bromato potásico (KBrO3)). El ozono (O3) es un oxidante muy enérgico:
Br− + O3 → BrO3−
El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la
transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno
(cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción puede
darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio, por ejemplo, la
oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a cloruro de
sodio:
2I− → I2 + 2 e−
Cl2 + 2 e− → 2 Cl
El deterioro de los materiales se puede dar por las siguientes causas: Oxidación,
corrosión, desgaste y erosión, materiales sometidos a esfuerzos.
suelos, los cuales son creados por la descomposición química de las rocas
mediante la acción combinada de ácidos débiles disueltos en agua
superficial y meteórica, hidrólisis, ácidos orgánicos, bacterias, acción de
plantas, etc.
Control de la corrosión
Luego de haber analizado la corrosión y sus formas, es momento de ver qué
conocimientos se tienen hoy en día para prevenirla.
Antes de ver un análisis un tanto más profundo a las formas de proteger sobre la
corrosión, hablaremos un poco sobre la Protección Catódica y la Protección
Anódica.
Selección de materiales
La selección de los materiales que vayamos a usar será factor decisivo en el
control de la corrosión a continuación se enunciaran algunas reglas generales
para la selección de materiales:
Recubrimientos
Recubrimientos metálicos
Recubrimientos inorgánicos
Recubrimientos orgánicos
Diseño
Este quizá el método más efectivo para el control de la corrosión, ya que si
hacemos un buen diseño y una buena planeación podemos evitar dicho
fenómeno, a continuación se enumeraran algunas reglas generales que se deben
seguir:
Son preferibles los recipientes soldados que los remachados para reducir la
corrosión por grieta
Zinc Rich Primer: polvo de zinc metálico con un ligante. Protección por acción
catódica.
Los ligantes actúan como efecto de barrera y los pigmentos aportan la acción
inhibidora ante la corrosión.
Terminaciones
Rojo para techos: Esmalte a base de resinas alkyd y pigmentos de óxido de hierro
(calor).
Combinados
Otros
Acabado
Pasivado