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CORROSIÓN
GALVÁNICA
Cuando dos metales o aleaciones disimilares
de diferentes posiciones de series electromotrices están en contacto cada uno
con un electrolito, se forma un par galvánico que da como resultado la
corrosión de uno de los metales, conocido como el ánodo de la pareja. En otras
palabras, la corrosión galvánica no afecta al cátodo, que se conoce como metal
noble. Esta forma de ataque corrosiva se conoce como corrosión galvánica ya que
todo el sistema se comporta como una célula galvánica. La corrosión galvánica
también tiene lugar dentro del mismo grupo de metales debido a imperfecciones o
heterogeneidades en las superficies del metal o debido a variaciones químicas.
Para que tenga lugar la corrosión galvánica se requieren cuatro componentes
esenciales: ánodo, cátodo, electrolito, y trayectoria metálica entre el ánodo y
cátodo, que completa el circuito.
La corrosión galvánica se produce
en equipos como los intercambiadores de calor. Componentes tales como las
láminas de tubos, compartimentos de agua, tornillos y bridas, y soportes hechos
con materiales menos nobles se corroerán en las siguientes localizaciones:
· Interfaces entre placas deflectoras y tubos.
· Entre las áreas de tubos y láminas – tubo.
· Uniones soldadas.
· Soporte de intercambiador de calor con tornillos
en carcasa o fijadores que sean menos nobles que los materiales de las bridas.
En condensadores de agua de mar
refrigerada, los materiales de tubo tales como cobre – níquel, acero inoxidable
o titanio son más nobles que los materiales tubo – lámina tales como metal
Muntz, latón brass, o bronce aluminio; consecuentemente, las láminas del tubo
pueden sufrir ataque galvánico cuando se ajustan con materiales de tubo más
noble. Esto también es verdad con tubos hechos de aceros inoxidables
resistentes al agua del mar como superferríticos y superausteníticos usados
para reemplazar los tubos de aleaciones de cobre en láminas – tubo de metal
Muntz. Similarmente, un compartimiento de hierro fundido puede sufrir ataque
galvánico porque otros materiales en el condensador son más nobles que el
hierro fundido. En general, la corrosión de metal soldado puede eliminarse
usando electrodos convenientemente equilibrados.
El
control de la corrosión galvánica
El diseño es la forma principal
de prevenir o minimizar la corrosión galvánica. Medidas típicas para controlar
la corrosión galvánica son:
1. Elegir
combinaciones de metales todo lo cerca que sea posible en la serie galvánica, a
menos que el metal más noble se polarice fácilmente.
2. Eludir
efectos de área no favorables, esto es, áreas pequeñas de ánodo y una gran área
de cátodo.
3. Aislar
o romper el circuito entre dos metales aplicando revestimientos, introduciendo
juntas, arandelas no metálicas, etc., y estar seguros que el contacto
metal-a-metal no se restaura en servicio.
4. Añadir
inhibidores de corrosión para hacer decrecer la agresividad del ambiente o
controlar la tasa de reacción catódica y/o anódica.
5. Mantener
revestimiento. El revestimiento es el método más común para combatir la
corrosión.
6. La
protección catódica es uno de los métodos recomendados para proteger el ánodo. Se
usa un ánodo de sacrificio tal como Zn, Al, o Mg que es anódico para los
metales estructurales.
Corrosión
por picaduras
En vez de una corrosión uniforme
en un ambiente corrosivo, un metal muy a menudo sufre ataques localizados que
resultan en picaduras. Las picaduras usualmente ocurren con metales que están
cubiertos por un film de superficie protectora que está formado por un
tratamiento superficial o producido por una reacción con el medio ambiente. La
corrosión por picaduras ocurre en aluminio, titanio, aceros inoxidables,
níquel, y sus aleaciones. Las picaduras tienen lugar cuando hay una
descomposición del film de la superficie protectora. El film protector es una
capa de óxido en el caso del acero al carbón y acero inoxidable ferrítico,
mientras que es film pasivo en caso de acero inoxidable austenítico. Una vez se
inician las picaduras, continúan creciendo de forma auto-sostenida o por
proceso autocatalítico; es decir, proceso de corrosión dentro de la picadura
produce condiciones que son tanto estimulantes como auto-propagantes. Las
picaduras son la forma más agresiva de corrosión y llevan a un fallo prematuro
debido a la perforación de la superficie.
Parámetros
responsables de la corrosión por picaduras
La corrosión por picaduras es
causada por factores tales como (1) factores estructurales y metalúrgicos, (2)
factores ambientales, y (3) fenómenos de polarización. Otras causas de
picadoras son la fijación de microorganismos, presencia de productos de corrosión,
depósitos, etc.
Factores
metalúrgicos y estructurales: Los siguientes factores metalúrgicos y
estructurales actúan como sitios nucleación para el inicio de corrosión por
picaduras:
· Descomposición de film pasivo, cascarilla o
revestimiento aplicado.
· Estructuras de defectos.
· Heterogeneidad composicional; inhomogeneidad en
la aleación causada por la segregación de aleaciones o por trabajo frío.
· Parámetros relacionados con la soldadura:
Inclusiones, fases múltiples, diferencias en composición dentro de la misma
fase, sensitización, golpes de arco, salpicaduras, e inhomogeneidades en los
materiales de base pueden actuar como sitios de corrosión potencial.
Factores
ambientales
Ciertos agentes químicos,
principalmente sales de halogenuros y particularmente cloruros, son bien
conocidos productores de picaduras. Los metales pasivos son particularmente
susceptibles a las picaduras en ambientes de cloruros. Los iones cloruro se
acumulan en áreas anódicas y penetran o disuelven el film pasivo en estos
puntos. Las picaduras ocurren también en acero inoxidable y otras aleaciones
expuestas a la vida marina cuando después de hidroensayo se deja en agua
natural. En este caso, la vida marina muere después de un periodo de
exposición. Debido a los sulfitos producidos por la materia orgánica en
descomposición, el film de óxido protector o el film pasivo en la superficie
del metal se destroza y se inician las picaduras.
Influencia
de la polarización en aleaciones pasivas
Las picaduras pueden ocurrir
incluso en aleaciones relativamente homogéneas debido a causas electroquímicas.
Esto se explica por las curvas de polarización. Si la curva de polarización
catódica cruza la curva de polarización anódica en la región activa, la
aleación será activa; si la cruza en la región pasiva, será pasiva, y si pasa
en la región intermedia, la aleación será en parte activa y en parte pasiva. Si
las regiones activas son pequeñas y las regiones pasivas son grandes, la
aleación puede picarse. La picadura puede evitarse ya sea incrementando o decreciendo
la polarización del cátodo para evitar la región de picadura. También pueden
ser útiles cambios en la composición o estructura de la aleación.
Fijación
de microorganismos, presencia de productos de corrosión y depósitos
Si se fijan microorganismos en
las soldaduras y componentes de acero inoxidable austenítico pueden aparecer
costosos fallos de picaduras. Los aceros inoxidables austeníticos forman
pequeños tubérculos por acción microbiana, bajo la cual ocurren severas
picaduras. O, los sulfuros producidos por microorganismos en descomposición
despasivan el acero inoxidable y tiene lugar la corrosión bajo el fouling.
Condición
básica para la iniciación y propagación de la corrosión por picaduras
Debe cumplirse una condición
básica para la iniciación y propagación de la corrosión. La corrosión tiene
lugar cuando el potencial de descomposición anódica del film de la superficie
metálica es igual o menor que el potencial de corrosión bajo una condición
dada.
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