31 agosto 2011

Entendiendo la corrosión en detalle y sus efectos (4ª PARTE)


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FORMAS DE LA CORROSIÓN
Corrosión uniforme contra corrosión localizada:
El ataque por corrosión en las superficies metálicas puede ser uniforme o localizada, donde la mayor parte de la superficie del metal queda casi sin afectar mientras ciertas áreas localizadas son atacadas a muy alta tasa con rápida penetración en la sección del metal. La corrosión uniforme ocurre durante la corrosión de un metal en un ácido, álcalis, y durante la exposición de ciertos metales al ambiente natural como aire, suelo, etc. En general, la corrosión uniforme tiene lugar cuando el metal y sistema ambiental son homogéneos; es decir, el metal es uniforme en composición y estructura, y la naturaleza del ambiente (composición, concentración de oxígeno, acidez/alcalinidad), temperatura, velocidad, etc. Son las mismas en todas las partes de la superficie del metal. A la inversa, en muchos metales y sistemas ambientales, debido a heterogeneidades en el metal o variaciones en el ambiente o ambos, los ataques corrosivos pueden ser localizados.

Factores que afectan el ataque localizado:
En metales y aleaciones, borde de grano, fases intermetálicas, inclusiones, impurezas, regiones que difieren en sus tratamientos térmicos o mecánicos, discontinuidades en superficies metálicas tales como bordes cortantes o rasguños, discontinuidades en films pasivos u óxido o en revestimientos metálicos o no metálicos aplicados, y factores geométricos tales como ataques localizados en grietas.
Formas de corrosión:
A lo largo de los años, los científicos de corrosión e ingenieros han reconocido que la corrosión se manifiesta en sí misma en formas que tienen ciertas similitudes y por lo tanto pueden agruparse por categorías. Las más conocidas son:
1.       Corrosión uniforme.
2.       Corrosión galvánica.
3.       Corrosión por picaduras.
4.       Corrosión de grietas.
5.       Corrosión intergranular.
6.       Lixiviación selectiva.
7.       Erosión – corrosión.
8.       Grietas de corrosión.
El daño de hidrógeno, aunque no una forma de corrosión, a menudo ocurre indirectamente como resultado de ataque corrosivo. Esta clasificación de corrosión se basa en características visuales de la morfología del ataque de corrosión. Otras formas de corrosión se clasifican basándose en los mecanismos del ataque antes que en las características visuales como sigue:
·         Corrosión por fricción o fretting.
·         Fatiga de corrosión.
·         Corrosión influida microbiológicamente.
La corrosión general tiene lugar sobre áreas extensas. En corrosión galvánica, dos metales disimilares forman un par galvánico, y el metal menos noble en la pareja se corroe. Las picaduras son pequeños ataques que penetran el espesor del metal.
La corrosión por grietas es otra forma de corrosión localizada que tiene lugar bajo grietas o depósitos. La corrosión intergranular tiene lugar en los bordes del grano en metal soldado o en zonas afectadas por calor de metales sensibles. En la lixiviación selectiva, un elemento de la aleación es preferentemente corroído sobre otros de la aleación matriz, dejando detrás una estructura débil. La erosión corrosión es corrosión localizada que ocurre principalmente el el lado del tubo, en áreas donde la intensidad de turbulencia en la superficie del metal es lo bastante alto como para retirar el film de superficie protectora. Las grietas de corrosión por tensión resultan cuando la acción corrosiva de un metal suspectible y la resistencia a la tensión se combinan en un ambiente particular. La fatiga de corrosión es la reducción en la resistencia de la fatiga de un metal expuesto a un ambiente corrosivo.
Corrosión uniforme o general
La corrosión uniforme es la forma más común del ataque corrosivo en metales y no metales. Se refiere al proceso de corrosión dominado por un adelgazamiento uniforme y proceder sin ataque localizado apreciable. La corrosión uniforme también se refiere como corrosión general. La corrosión uniforme tiene lugar tras un contacto prolongado con ambientes tales como atmósfera, agua, ácidos, álcalis, suelo, etc. Esto se manifiesta por una reacción química o electroquímica. La corrosión uniforme de la superficie metálica, como la del óxido de hierro, resulta de ánodos y cátodos que se intercambian rápidamente; por lo cual el ánodo se fijará en la superficie, y resultará en corrosión por picaduras localizadas. Los factores ambientales tales como acidez, temperatura, concentración, movimiento relativo a la superficie del metal, grado de energía de oxidación y aireación, y presencia o ausencia de inhibidores tienen influencia en la corrosión.
Los tipos más generales de la corrosión uniforme son la corrosión atmosférica y la corrosión de alta temperatura.
Corrosión atmosférica
 La corrosión atmosférica se define como la corrosión de un material expuesto al aire y sus contaminantes antes que la inversión en un líquido. En la corrosión atmosférica influyen humedad relativa, temperatura, dióxido de azufre, sulfito de hidrógeno, cloro, lluvia, polvo, etc. Los ambientes áridos están libres de contaminantes y sólo puede esperarse una corrosión despreciable. También debe entenderse que el contribuyente mayor de la atmósfera a la corrosión de todos los metales es el oxígeno.
Tipos de atmósferas corrosivas
Una práctica común es dividir la atmósfera en categorías tales como rural, industrial, marina e interior. La mayoría se mezclan entre sí y pueden variar con los modelos de viento, particularmente donde se concentran contaminantes corrosivos. Excepto en ambientes marinos severos, no hay necesidad de proteger contra la corrosión atmosférica excepto con revestimientos protectores.
Protección contra la corrosión atmosférica
Para proteger contra la corrosión atmosférica deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:
·         Ambiente de la planta industrial específico alrededor del equipo.
·         Temperatura operación.
·         Protección contra la entrada de agua de lluvia en grietas.
En muchas plantas industriales se producen liberaciones de gases corrosivos, tales como sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre, o amoniaco, de plantas o procesos próximos que incrementarán la corrosión de equipos.
La temperatura de operación de los recipientes a presión y los intercambiadores de calor tienen un efecto significativo en la corrosión atmosférica. Las unidades que operan bajo el punto de rocío experimentan más corrosión de la que se opera a temperaturas más altas.
Para proteger la entrada de agua de lluvia en grietas, deben soldarse soportes en los refuerzos que continuamente serán soldados al recipiente. Las soldaduras parciales y costuras actuarán como una grieta. Esto permite la entrada de agua entre el soporte y el recipiente y ello acelera la corrosión.
Control de la corrosión uniforme
La corrosión uniforme puede predecirse y controlarse por:
·         Selección del material adecuado.
·         Pequeñas adicciones de aleación al metal base.
·         Protección catódica usando ánodos de sacrificio.
·         Uso de inhibidores.
·         Revestimiento de superficie.
Añadiendo material extra conocido como margen de corrosión se contemplan las pérdidas de material que sufrirán los equipos.
Tasa de metal sujeto a corrosión
En contraste con las formas localizadas de corrosión, la corrosión uniforme es bastante predecible. El ataque de un área entera expuesta a un ambiente corrosivo usualmente expresado en términos de pérdida de espesor de metal durante un periodo de tiempo en unidades de millar (1/1000”) por año, pulgadas por mes, o milímetros por año.
Determinación de la corrosión general
La corrosión general se determina por ensayos de corrosión  llevados a cabo según ASTM G-31. Ocho ácidos y álcalis vaporizados se usan para comparar el rendimiento de diferentes aleaciones en una variedad de soluciones: 20 % ácido acético, ácido fórmico al 45 %, ácido oxálico al 10 %, ácido fosfórico al 20 %, bisulfato de sodio al 10 %, hidróxido sódico al 50 %, ácido sulfámico al 10 % y ácido sulfúrico al 10 %.  La tasa de exposición se determina en periodos de 48 horas.
Selección de material para corrosión general
De las varias formas de corrosión, la corrosión general es la más fácil de evaluar, y de ahí la selección del material es correcta. Si un material muestra solamente un ataque general y uniforme, una tasa de corrosión de 0,25 mm/año o menos, para materiales de bajo coste como el acero al carbono, es permitida a favor de su selección. Para materiales más costosos tales como los aceros inoxidables austeníticos de la serie 300 y aleaciones basadas en níquel y cobre, es aceptable una tasa de corrosión máxima de 0,1 mm/año.
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