MECANISMOS Y TEORÍA DE LA CORROSIÓN POR PICADURAS
Nucleación y crecimiento
La teoría moderna de las picaduras presupone la formación de una picadura en un área pequeña de una superficie metálica que sufre una descomposición en pasividad. Esto es conocido como la etapa de nucleación de picaduras. La descomposición del film pasivo es seguida por la formación de una célula electrolítica, que lleva al crecimiento y propagación de una picadura más que extenderse a lo largo de toda la superficie.
Crecimiento y propagación de picaduras
Una picadura se desarrolla en etapas: ataque original, propagación, terminación, y reiniciación. La terminación ocurrirá con el incremento en la resistencia interna de la célula local.
Potencial de picaduras
Para los metales pasivos, las picaduras se inician en o encima de un potencial específico. El potencial al que ocurre la iniciación de la corrosión se llama potencial de corrosión. La resistencia a las picaduras se incrementa con el potencial de la picadura. El potencial de la picadura es un criterio importante para la evaluación de la estabilidad de un film pasivo en el medio ambiente. El valor del potencial de la picadura depende del material en su composición, el medio ambiente, y la concentración de iones agresivos, pH de las soluciones, temperatura, e historia de la operación del tratamiento de calor.
Prevención de la corrosión por picaduras
La limpieza de superficie y selección de materiales conocidos resistentes a las picaduras en el medio ambiente son la forma más segura de evitar la corrosión por picaduras. Detalles de estas medidas son:
1. Reducir la agresividad del medio ambiente, que incluye el control de la acidez, temperatura, agentes oxidantes, y concentraciones de ión cloro.
2. Modificar el diseño para evitar grietas, regiones de velocidad cero y asegurar el drenaje apropiado.
3. Limpieza sistemática y eliminación de áreas estancadas: Ya que la presencia de microorganismos, productos de corrosión, depósitos, etc., estimulan las picaduras y, en particular, la corrosión de grietas en tubos, es importante mantener los tubos limpios.
4. Materiales: si utilizamos cromo y níquel reduciremos de forma muy efectiva la formación de picaduras, y esta reducción será mayor si añadimos molibdeno. Las aleaciones superausteníticas son altamente resistentes a las picaduras. El nitrógeno mejora la resistencia a las picaduras del acero inoxidable wrought pero tienen el efecto opuesto en el metal soldado, aunque su efecto es bastante menor comparado con el molibdeno. Materiales alternativos típicos que resisten la corrosión son: (a) Para soluciones acuosas de cloro, se elegirá molibdeno conteniendo aceros tales como AISI 316 o 317, o aleaciones conteniendo cantidades mayores de cromo y molibdeno tales como Hastelloy G-3, Inconel alloy 625, y Hatelloy C-22, níquel – cobre, Monel, o titanio. (b) En agua marina y aplicaciones de agua natural estancadas, se usarán materiales tales como cobre – níquel, bronce aluminio, latón admirablemente inhibido, titanio, superferríticos, y aceros inoxidables dúplex. (c) Los revestimientos no metálicos de bajo coste probados y revestimientos pueden ser útiles.
También deben evitarse las combinaciones corrosivas y metales que tengan tendencias a las picaduras:
1. Aleaciones Al y Al: Electrolitos que contienen iones de metales pesados tales como cobre, plomo, y mercurio.
2. Carbón plano y aceros de baja aleación: Aguas conteniendo O2 disuelto o bacterias reduciendo sulfatos.
3. Soldadura de acero inoxidable austenítico: Expuestas a aguas naturales infestadas con bacterias de manganeso y/o hierro.
Cómo medir la resistencia a las picaduras
La susceptibilidad de los metales pasivos a la corrosión de picaduras usualmente se investiga mediante técnicas experimentales: (1) Ensayos de inmersión simple, (2) métodos electroquímicos, y (3) usando correlación empírica para los aceros inoxidables.
Temperatura de corrosión de picaduras críticas (CPT)
Critical Pitting Corrosion Temperature (CPT)
La formación de picaduras visibles en especímenes expuestos a soluciones que contienen cloruro acuoso, a diferentes temperaturas, se usa frecuentemente para medir la resistencia a las picaduras. La temperatura a la que las picaduras comienzan a formarse se conoce como critical pitting temperatura (CPT) y se determina por ASTM G48.
ASTM G48 es un método de ensayo de laboratorio para determinar la resistencia de los aceros inoxidables y aleaciones relacionadas a la corrosión por picaduras. El método usa una solución de cloruro férrico (FeCl3). La concentración de cloruro férrico es usualmente del 6 %, aunque a veces se usa el 10 % y en otras ocasiones se utiliza en una mezcla ácida de cloruros y sulfatos 4% NaCl + 1 % Fe2(SO4)3 + 0,01 M HCl. Los índices resultantes se conocen como temperatura de corrosión de picaduras crítica (CPT o CPCT). Estas son las temperaturas mínimas a las que estos tipos de ataques localizados comienzan en la solución de FeCl3.
Para determinar el CPT, se expone un coupon de acero inoxidable durante 24 h en la solución corrosiva a una temperatura fija y luego se examina visualmente por picaduras.
Potencial de picaduras
Otro ensayo de laboratorio que se usa frecuentemente es el potencial de picaduras medido usando un aparato electroquímico en una solución conteniendo cloro. El potencial de picaduras indica la susceptibilidad relativa de una aleación a la corrosión localizada.
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