Hay numerosos tipos de corrosión,
pero los que discutimos aquí son los que probablemente encontremos en
instalaciones de cables de potencia subterráneos. En esta explicación inicial,
el plomo se usará como metal de referencia. No discutimos la corrosión de conductores
neutros de cobre.
Corrosión anódica (Corrientes DC perdidas)
Las corrientes DC perdidas
proceden de fuentes tales como las operaciones de soldadura, flujo entre dos
estructuras y sistemas de tranvías.
La corrosión anódica se debe a la
transferencia de corriente directa de la instalación que corroe al medio,
usualmente la tierra. En el punto de corrosión, el voltaje es siempre positivo
en la instalación que correo.
El punto de entrada de la
corriente perdida usualmente no da como resultado la corrosión del plomo, pero
el punto de salida es frecuentemente un sitio de corrosión.
Picaduras corroídas en el lado
limpio son usualmente el resultado de corrosión anódica. Los productos de
corrosión anódica tales como óxidos, cloruros o sulfatos de plomo se desprenden
por el flujo de la corriente. Si se encuentra cualquier producto de corrosión,
usualmente llevan a cloruro o sulfato de plomo que se crea por el potencial de
la envoltura que fue creada por el potencial de la envolvente positiva que
atrae a los iones de cloruro o sulfato.
En casos anódicos severos, puede formarse
peróxido de plomo. Los cloruros, sulfatos, y carbonatos de plomo son blancos,
mientras que el peróxido de plomo es marrón chocolate.
Corrosión catódica
La corrosión catódica se
encuentra menos frecuentemente que la corrosión anódica, especialmente con la
eliminación de la mayoría de los sistemas de tranvía de las calles.
Esta forma de corrosión es
usualmente el resultado de la presencia de un álcali o sal alcalina en la
tierra. Si el potencial del metal excede – 0,3 voltios, puede esperarse
corrosión catódica en aquellas áreas.
En corrosión catódica, el metal
no se extrae directamente por la corriente eléctrica, pero puede ser disuelta
por la acción secundaria del álcali que se producido por la corriente. Los
iones hidrógenos se atraen al metal, pierden su carga, y se liberan como gas
hidrógeno.
Esto da como resultado la
disminución en la concentración de ión hidrógeno y la solución llega a ser
alcalina. El producto de corrosión final formado por el plomo en condiciones catódicas
es usualmente monóxido de plomo y carbonato de sodio. El monóxido de plomo
formado de esta forma tiene un color rojo/naranja brillante y es una indicación
de la corrosión catódica del plomo.
Corrosión galvánica
La corrosión galvánica ocurre
cuando dos metales disimilares en un electrolito tienen un enlace metálico
entre ellos.
Se produce cuando un metal es
ánodo y el otro cátodo. El ánodo corroe y protege el cátodo cuando la corriente
fluye en el electrolito entre ellos. La envolvente de plomo del cable puede
llegar a ser el ánodo o el cátodo de una célula galvánica.
Esto puede ocurrir debido a que
la envolvente del plomo se pone a tierra a una estructura metálica hecha de
metal disimilar y generalmente tiene una longitud considerable.
Las varillas de tierra de cobre
son frecuentemente una fuente del otro metal en la célula galvánica. La fuerza
corrosiva de una célula galvánica es dependiente de los metales que se forman
en los electrodos y la resistencia del electrolito en el que existen. Este tipo
de corrosión puede a menudo ser anticipado y eludido manteniendo siendo
cuidadosos en las prácticas de construcción y eliminando instalaciones que
tengan metales diferentes conectados entre sí en la tierra o el otro
electrolito.
Corrosión química
La corrosión química es un año
que puede ser atribuido enteramente al ataque químico sin el efecto adicional
de la transferencia de electrones.
El tipo de agente químico que
puede desintegrar el plomo es usualmente una concentración fuerte de álcalis o
ácidos.
Ejemplos incluyen soluciones
alcalinas de hormigón curado incompletamente, ácido acético de madera
volatilizada o yute, productos de residuos de plantas industriales, o agua con
una gran cantidad de oxígeno disuelto.
Corrosión AC
Hasta 1979, la corrosión AC se
creía insignificante, pero posible, causa de daños en el cable.
En 1907 ensayos con electrodos de
plomo mostraron que el efecto corrosivo de corrientes AC pequeñas eran menores
que el 0,5 % cuando se comparan con los efectos de las corrientes DC similares.
Más tarde se trabajó usando densidades más altas de corriente AC se demostró
que la corrosión AC puede ser un factor mayor en la corrosión neutral
concéntrica.
Corrosión de célula local
La corrosión de células locales,
también conocida como aireación diferencial en una forma específica, es causada
por células electrolíticas que son creadas por un ambiente no homogéneo donde
el cable es instalado.
Ejemplos incluyen variaciones en
la concentración del electrolito a través del cual el cable pasa, variaciones
en las impurezas del metal, o un amplio rango de tamaños de granos en el relleno.
Estas células de concentración corroen el metal en áreas de concentración de
iones baja.
La corrosión de aireación
diferencial es una forma específica de corrosión de célula local donde un área del
metal tiene un suministro de oxígeno reducido comparado con las secciones
próximas que se exponen a cantidades normales de oxígeno.
El área de oxígeno baja es
anódica al área de oxígeno más alta y tiene lugar un flujo de electrones a
través del material de cubierta (oxígeno famélico) al área expuesta (nivel de
oxígeno normal).
La corrosión de aireación
diferencial es común en cables subterráneos, pero la tasa de corrosión es
generalmente bastante baja. Ejemplos de situaciones que pueden causar esta
forma de corrosión incluyen una sección de envolvente desnuda o conductores de
neutro que se colocan en un conducto húmedo o con lodo o cuando estos son
puntos bajos en el conducto.
Otras formas de corrosión
Hay otras numerosas formas de corrosión
posibles, pero las causas más probables
son las que hemos presentado. Un ejemplo de otra forma de corrosión es la
acción microbiológica de una bacteria anaeróbica que puede existir en ambientes
libres de oxígeno con valores de pH entre 5,5 y 9,0.
El ciclo de vida de la bacteria
anaeróbica depende de la reducción de materiales de sulfato antes que del
consumo de oxígeno libre. La corrosión resultante de bacterias anaeróbicas
produce sulfitos de calcio o hidrógeno y puede ser acompañado por un fuerte
olor de sulfito de hidrógeno y acumular un limo negro.
Bibliografía
- Corrosion
types encountered with power cables. Electrical Power Cable Engineering – William A.
Thue
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