09 marzo 2012

Estudiando la corrosión a altas temperaturas (5ª PARTE



Los ensayos han indicado que en las aleaciones basadas en cobalto y níquel comerciales, las adiciones del cromo juegan un papel importante en la limitación de este tipo de daños. Las aleaciones con menos de 15 % de cromo son aleaciones que se consideran altamente vulnerables a los ataques.

Los calentadores de refinerías y calderas que queman combustibles de bajo grado pueden ser vulnerables al daño de corrosión, especialmente si están presenta en gran nivel contaminantes como vanadio, azufre y sodio. 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 compuestos mixtos (Na2SO4-V2O5) puede ser tan bajo como 630 ºC, en cuyo punto comienza una corrosión que puede ser catastrófica. En estas condiciones de operación severas se requiere el uso de aleaciones especiales altas en cromo. Las aleaciones 50Ni-50Cr se han recomendado sobre el uso de aleaciones  25Cr-12Ni y aleaciones 25Cr-20Ni para ganchos, láminas de tubos y otros soportes.

Corrosión por sales fundidas

El daño por 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, los datos cuantitativos para selección de materiales y predicción de rendimiento están raramente disponibles. La corrosión de sales fundidas es usualmente aplicable a materiales que retienen sales fundidas, como los que se usan en los sistemas de tratamiento térmico, solar y nuclear, baterías, células de combustibles, y procesos metalúrgicos extractivos. Algunos factores que hacen las sales fundidas extremadamente corrosivas incluyen lo siguiente:
  • Actuando como flujos, las sales fundidas desestabilizan las capas de óxido protector (en una escala microscópica, este efecto contribuye a la corrosión de cenizas de combustible).
  • Altas temperaturas están típicamente implicadas.
  • Las sales fundidas son generalmente buenos disolventes, previniendo la precipitación de depósitos de superficies protectoras.
  • Reacción química directa entre material contaminante y sal.
  • La presencia de iones de metales nobles en la sal fundida, más noble que el material de contención en sí mismas.

Corrosión en metales líquidos

La corrosión en metales líquidos es aplicable a metales y procesado de aleaciones, producción de metales, refrigerantes metálicos líquidos en generación de energía nuclear y solar, otras aplicaciones nucleares, sumideros de calor en válvulas de aeronaves y automoción, y operaciones de soldadura. El daño por corrosión a los materiales de contención son usualmente una preocupación. De nuevo, los datos de rendimiento y diseño práctico son extremadamente limitados. En selección de materiales deben considerarse varios posibles mecanismos de corrosión. Los problemas más severos proceden de los fundidos agresivos a altas temperaturas. El acero fundido es típicamente mirado como un fundido agresivo, mientras que el litio fundido es mucho más corrosivo. Los problemas prácticos son complicados por el hecho de que varias de estas formas pueden ocurrir 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 en el material fundido sin ningún efecto de impureza. El material disuelto en una zona caliente puede ser redepositada en un área más fría.

El daño de disolución puede ser de una naturaleza localizada, por ejemplo por desaleación selectiva. El segundo mecanismo de corrosión es una de las reacciones que implican elementos intersticiales (o impurezas), tales como carbono, u oxígeno, en el material de fusión o contención. Dos subformas posteriores son la formación del producto de corrosión y transferencia elemental.

Las aleaciones se refieren a la formación de productos de reacción en el material de contención, cuando átomos distintos que las impurezas o intersticios del metal líquido y el material de contención reaccionan. Este efecto puede a veces usarse para producir una capa resistente a la corrosión, separando el metal líquido de su contención (por ejemplo, aluminio añadido al litio fundido contenido por acero). Por último, el metal líquido puede atacar a los cerámicos por reacciones de reducción. La retirada de elementos no metálicos de tales sólidos por la fusión claramente destrozarán su integridad estructural. El litio fundido se pone en alto riesgo por reducción de materiales cerámicos (óxidos).

Compilación y uso de datos de corrosión

Una gran compilación de datos de corrosión de datos para metales y aleaciones en altas temperaturas está actualmente disponible. Alloy Selection System for Elevated Temperatures (ASSET) software se basa en la compilación de datos representando millones de horas de exposición de aleaciones comerciales expuestas a ambientes industriales. La compilación de datos se desarrolló y organizó para permitir la predecir la predicción de pérdidas de espesor para varios mecanismos a altas temperaturas como funciones de la composición del gas, temperatura, tiempo y tipo de aleación. Están disponibles diagramas y tablas que permiten predecir pérdidas de metales en condiciones estándar para varios mecanismos de corrosión esperados en gases de altas temperaturas. También están disponibles en bases de datos las ecuaciones que correlacionan las medidas de corrosión con las condiciones de exposición y datos, y almacenados en bases de datos.

Bibliografía: Handbook of Corrosion Engineering. Pierre R. Roberge. McGraw-Hill
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