Estudiando la corrosión a altas temperaturas (4ª PARTE)

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Polvo de metal

El polvo de metal está relacionado con la carburización y se ha localizado en industrias similares. En esta forma de degradación, los productos de la corrosión aparecen como finos polvos (metal dusting) y consisten en carburos, óxidos y grafitos (hollín). La morfología de los ataques pueden ser localizados en forma de picaduras o daños uniformes. La aleación principal puede mostrar o no evidencias de carburización en la microestructura. El polvo metálico se manifiesta a temperaturas más bajas que la carburización, típicamente entre 425 y 815 ºC. Las tasas máximas de daño de polvo se considera ocurre alrededor de 650 a 730 ºC.

El polvo metálico está usualmente asociado con los chorros de gas ricos en monóxido de carbono e hidrógeno. La predicción y modelización del polvo metálico es difícil, y pocos datos cuantitativos están disponibles. Parece que la mayoría de los aceros inoxidables y aleaciones resistentes a la corrosión pueden ser atacadas y que la tasa de daño puede ser extremadamente alta. Una medida correctora es ajustar la composición del gas reduciendo la presión parcial de CO.

Nitruración

La nitruración usualmente ocurre cuando las aleaciones de acero inoxidable, al carbono y bajas de carbono se exponen a ambientes con amoniaco a temperaturas elevadas. La producción de amoniaco, ácido nítrico, melanina, y nylon generan tales condiciones. La nitruración también puede resultar de atmósferas de nitrógeno, especialmente bajo condiciones de reducción y altas temperaturas. Hay muchos paralelismos 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 el acero inoxidable puede tener una resistencia adecuada, las aleaciones altas en níquel tienden a ser más beneficiosas. Incrementando los contenidos de níquel y cobalto también obtenemos beneficios. Sin embargo, el níquel puro se ha mostrado poco resistente.  La aleación Alloy 600, con un 72 % de níquel, a menudo se usa en la industria de tratamientos térmicos y ocasionalmente en las aplicaciones de refino y petroquímicas que implican amoniaco a temperaturas por encima de 340 ºC. La economía y su resistencia más baja, comparada con Alloy 800H y cast-modified HP, han limitado sus aplicaciones en la última industria.

Corrosión de halógenos gaseosos

El efecto corrosivo de las aleaciones halógenas y de pasivación son bien conocidas en medios acuosos. Los cloruros y fluoruros también contribuyen a la corrosión en alta temperatura al interferir con la formación de óxidos protectores o descomponerlos si ya se han formado. La principal causa para una resistencia de corrosión reducida en la presencia de halógenos es la formación de productos de corrosión volátiles que no son protectores.

En las operaciones de refino, los cloruros entran comúnmente en las operaciones de proceso como agua salada o salmuera. Los cloruros orgánicos encuentras su camino hacia el crudo. Estos no se quitan normalmente en los desaladores sino que generalmente se quitan en los procesos de destilación. Los cloruros pueden entrar en los procesos aguas abajo. La contaminación de fluoruros es usualmente el resultado de mezclas aguas debajo de una operación de alquilación.

Los procesos de cloración se usan para producir ciertos metales, además de para extraer el níquel. Las operaciones de calcinación usadas en la producción de ciertos metales de tierras raras y para producir ferritas cerámicas para imanes permanentes están también asociadas con los ambientes que contienen cloruros a altas temperaturas.

En atmósferas de cloro a altas temperaturas 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 a los grados ferríticos (en 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 cloro pero no al flúor, que es más soluble en níquel. Cuando tanto cloro y oxígeno están presentes en el medio ambiente, se crea una situación esencialmente de competencia entre la formación de óxidos estables y especies de cloros volátiles. Por lo tanto, la tasa de degradación puede fluctuar entre un comportamiento parabólico, lineal e híbrido. Las aleaciones de Molibdeno y Tungsteno se consideran altamente no deseables en tales ambientes de servicio debido a la formación de oxicloruros volátiles. Las adiciones de aluminio se consideran beneficiosas, debido a la formación de una escala de alúmina protectora a altas temperaturas.

Cenizas de combustible y depósitos de sal

En muchas aplicaciones industriales, las superficies sometidas a corrosión a altas temperaturas no están limpias; sino que se forman depósitos superficiales de cenizas y sal. Las reacciones químicas entre estos depósitos y los óxidos superficiales de protección pueden llevar a la destrucción del óxido y rápidos ataques corrosivos. En las turbinas de gas, los contaminantes de azufre oxidado en el combustible y el cloruro sódico del aire ingerido (atmósferas marinas) tienden a reaccionar para formar sulfatos que son subsecuentemente depositados en las superficies. La presencia de sulfato sódico, sulfato potásico, y sulfato cálcico junto con 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 en los depósitos de sal. La corrosión en caliente generalmente ocurre en el rango de temperaturas que va de 800 a 950 ºC, aunque también se han informado ataques a temperaturas inferiores.

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