Ver 2ª PARTE
Desempolvamiento
del metal (metal dusting)
El desempolvamiento del metal
está relacionado con la carburación y se ha informado en industrias similares.
En esta forma de degradación, los productos de la corrosión aparecen como finos
polvos formados por carburos, óxido y grafito. La morfología del ataque puede
localizarse en forma de picaduras o relativamente uniformes. La aleación
fundamental puede o no mostrar evidencias de carburación en la microestructura.
El polvo de metal se manifiesta a temperaturas más bajas que la carburización,
típicamente entre 425 y 815 ºC. Las tasas máximas de daño metálico se considera
ocurre entre 650 y 730 ºC.
Nitruración
La nitruración usualmente ocurre
cuando el acero al carbono, bajo al carbono e inoxidable está expuesto a un
ambiente que transporta amoniaco a temperaturas elevadas. La producción de
amoniaco, ácido nítrico, melanina, y nylon genera tales condiciones. La
nitruración puede también resultar de atmósferas de nitrógeno, especialmente
bajo condiciones de reducción y altas temperaturas. Hay mucho paralelismo con
la carburación; la nitruración ocurre cuando el cromo y otros elementos se
combinan con el nitrógeno para formar nitruros frágiles en la microestructura.
Aunque los aceros inoxidables
pueden tener una resistencia adecuada, las aleaciones altas en níquel tienden a
ser más resistentes. Los contenidos en níquel y cobalto incrementándose también
se consideran beneficiosos. Sin embargo, el níquel puro se ha mostrado pobre en
resistencia. La aleación 600, con un 72 % de níquel, a menudo se usa en la
industria de tratamiento térmico y ocasionalmente en las aplicaciones de refino
y petróleo implicando amoniaco a temperaturas superiores a 340 ºC.
Corrosión
de halógenos gaseosos
El efecto corrosivo de los
halógenos en las aleaciones de pasivación es bien corrosivo en los medios
acuosos. Los cloruros y fluoruros también contribuyen a la corrosión a alta
temperatura interfiriendo con la formación de óxidos protectores o
descomponiéndolos si ya están formados. El principal motivo para la resistencia
a la corrosión reducida en la presencia de halógenos es la formación de
productos de corrosión volátiles que no son protectores.
Una de las propiedades de los
cloruros es la alta volatilidad y puntos de fusión relativamente bajos de estas
especies de cloruros. Claramente estas propiedades no son conducentes para
establecer una barrera de difusión en las superficies de aleaciones de
corrosión.
En las operaciones de refino, la
mayoría de los cloruros comúnmente entren en las operaciones e proceso como agua
salada o salmuera. Los cloruros orgánicos encuentran su camino en la
alimentación de crudo. Estos no se retiran de los desaladores sino que
generalmente se retiran en el proceso de destilación. Los cloruros pueden
entrar en el proceso aguas abajo.
En las atmósferas de cloro de
alta temperatura las adiciones de cromo y níquel al hierro se consideran
beneficiosas. Los aceros inoxidables son por lo tanto más resistentes que los
aceros de baja aleación. Los aceros inoxidables austeníticos tienden a superar
los grados ferríticos (a niveles de cromo equivalentes). Las aleaciones de
níquel y basadas en níquel se usan ampliamente bajo tales condiciones. Las
aleaciones altas en níquel son significativamente más resistentes que los
aceros inoxidables al cloruro pero no al fluoruro, que es más soluble en
níquel. Cuando tanto los cloruros como el oxígeno están presentes en el medio
ambiente, se eleva una situación de competencia entre la formación de óxidos
estables y especies de cloruros volátiles. Por lo tanto, la tasa de degradación
puede fluctuar entre un comportamiento parabólico, lineal e híbrido. Las
adiciones de Molibdeno y tungsteno se consideran altamente no deseables en
tales ambientes de servicio debido a la formación de oxicloruros altamente
volátiles. Las adiciones de aluminio se miran como beneficiosas, debido a la
formación de una escala de aluminio protector a altas temperaturas.
Depósitos
de sal y cenizas de combustible
En muchas aplicaciones
industriales, las superficies sometidas a corrosión a alta temperatura no están
limpias; más bien, se forman en los componentes depósitos superficiales de
ceniza y/o sal. Las reacciones químicas entre estos depósitos y el óxido
superficial de protección puede llevar a la destrucción del óxido y ataque
corrosivo rápido. En las turbinas de gas, los contaminantes de azufre oxidados
en combustible y cloruro de sodio del aire ingerido (atmósferas marinas)
tienden a reaccionar para formar sulfatos que son subsiguientemente depositados
en las superficies. La presencia de sulfato de sodio, sulfato potásico, y
sulfato de calcio junto con el cloruro de magnesio se han informado en tales
depósitos para los componentes en la etapa del compresor. El sulfato de sodio
usualmente se mira como el componente dominante de los depósitos de sal. La
corrosión caliente generalmente se considera ocurre en el rango de temperatura
de 800 a 950 ºC, aunque se han informado ataques a temperaturas inferiores.
Los ensayos han indicado que en
las aleaciones comerciales basadas en níquel y cobalto, las adiciones de cromo
juegan un papel importante en limitar este tipo de año. Las aleaciones con menos de un 15 % de
cromo como adición de aleación se consideran altamente vulnerables al ataque.
Los calentadores de refinerías y
calderas que funcionan con combustibles de bajo grado pueden ser vulnerables al
daño por corrosión, especialmente si están presentes contaminantes de sodio a
altos niveles. Los depósitos de sulfato de sodio y pentóxido de vanadio asumen
un papel importante en este tipo de daño de corrosión. El punto de fusión de
uno de estos depósitos compuestos mixtos (Na2SO4-V2O5)
puede ser tan bajo como 630 ºC, temperatura a la que tiene lugar un punto de
corrosión catastrófica. En estas condiciones de operación severas se requiere
el uso de aleaciones de alto contenido en cromo. Una aleación 50Ni-50Cr se ha
recomendado por encima del uso de aleaciones de 25Cr-12Ni y aleaciones
25Cr-20Ni para los soportes y láminas de tubos. La corrosión en depósitos de
sal y cenizas es también un área problemática en corrosión de incineradores de
residuos en el lado del fuego, operaciones de calcinación, y el chorro del gas
de los humos.
Corrosión
por sales fundidas
El daño de corrosión de sales
fundidas puede ocurrir en una gran variedad de materiales y por diferentes
mecanismos. Se ha señalado que aunque se han realizado muchos estudios, datos
cuantitativos para la selección de materiales y predicción de rendimiento están
raramente disponibles. La corrosión de sales fundidas es usualmente aplicable a
materiales que retienen la sal fundida, como las usadas en tratamientos
térmicos, sistemas de energía nuclear, baterías, células de combustibles, y
procesos metalúrgicos extractivos. Algunos factores que pueden hacer las sales
fundidas extremadamente corrosivas incluyen lo siguiente:
· Actuando como un flujo, las sales fundidas
desestabilizan las capas de óxido protectoras (a escala microscópica, este
efecto contribuye al mecanismo de corrosión de cenizas de combustibles).
· Las temperaturas altas están típicamente implicadas.
· Las sales fundidas son generalmente buenos
solventes, previniendo la precipitación de los depósitos de superficies
protectoras.
· Reacción química directa entre el material de
contención y la sal.
· La presencia de iones de metales nobles en la
sal fundida, más noble que el material de contención en sí misma.
Corrosión
en metales líquidos
La corrosión en metales líquidos
es aplicable a procesado de metales y aleaciones, producción de metales,
refrigerantes de metales líquidos en generación de energía solar y nuclear,
sumideros de calor en automoción y válvulas de aeronaves, y operaciones de
soldadura. El daño por corrosión a los materiales de contención son usualmente
la preocupación. De nuevo, el diseño práctico y los datos de rendimiento son
extremadamente limitados. En la selección de materiales necesitan ser
considerados varios mecanismos de corrosión. Los problemas más severos proceden
de las altas temperaturas y fusiones agresivas. El acero fundido es típicamente
visto como una fusión no agresiva, mientras que el litio fundido es mucho más
corrosivo. A continuación describimos brevemente los mecanismos de corrosión.
Los problemas prácticos se complican por el hecho de que varias de estas formas
ocurren simultáneamente. En realidad, pueden requerirse acciones opuestas para
efectos individuales que actúan en combinación.
Las reacciones de corrosión
pueden ocurrir por un mecanismo de disolución simple, donde el material de
contención se disuelve sin efectos de impureza. El material disuelto en una
zona caliente puede ser re depositado en un área más fría, posiblemente
combinando el problema de la corrosión añadiendo conectores y bloqueos donde
tiene lugar la conexión. El daño de disolución puede ser de naturaleza
localizada, por ejemplo, por desaleación selectiva. El segundo mecanismo de
corrosión es una de las reacciones que implica elementos intersticiales (o
impurezas) (carbono, oxígeno, etc.) en el material de contención o fundido. Dos
subformas son la formación de productos de corrosión y transferencia elemental.
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