CORROSION Y PROTECCION DE METALES

CORROSION Y PROTECCION DE METALES

Ing. Juan Manuel Jara G.

Universidad Nacional de San Agustín

Universidad Nacional de San Agustín

Capitulo I Capitulo ILa Corrosión, Importancia e Implicancias La Corrosión, Importancia e Implicancias

CORROSIONCORROSION

Es una pequeña venganza que se toma

la naturaleza por la continua explotación que el hombre tiene a

nuestra tierra.Consejo nacional de Ciencia y

Tecnologia MéxicoConsejo nacional de Ciencia y

Tecnologia México

¿Qué es la corrosión?¿Qué es la corrosión?

Es un proceso de destrucción de los metales y aleaciones, provocado por la acción química o electroquímica.

“Corrosión es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con su medio ambiente”

CorrosiónCorrosiónLa corrosión es un

proceso natural, en el cual se produce una transformación del elemento metálico a un compuesto más estable, que es un óxido.

La oxidación ocurre cuando un átomo inestable pierde un electrón, lo que permite que el átomo forme un compuesto nuevo con otro elemento.

¿Qué es la oxidación?¿Qué es la oxidación?

2 Fe + O2 → 2 FeO (herrumbre-óxido)

Reacción de oxidaciónReacción de oxidaciónEn los procesos de oxidación, los metales pasan de su estado elemental a formar iones positivos (cationes)

por pérdida de electrones.

M → Mn+ + ne-

Siendo:

n el número de electrones que se pierden.

A esta reacción se le llama reacción de oxidación o reacción anódica.

El proceso de oxidación se acelera si la temperatura de eleva.

Fenómeno de la OxidaciónFenómeno de la Oxidación

La superficie del metal se comporta como

ánodo donde se realiza la oxidación.

Fe - Fe+2(ac)+ 2e-.

Los electrones donados por el hierro

reducen al oxígeno atmosférico en agua

O2(g) +4H+(ac) + 4e- H2O(l).

Formas de CorrosiónFormas de Corrosión

Corrosión Electroquímica Corrosión Electroquímica La corrosión es un proceso

electroquímico en el cual un metal reacciona con su medio ambiente para formar óxido o algún otro compuesto. La celda que causa este proceso está compuesta esencialmente por tres componentes: un ánodo, un cátodo y un electrolito

Tabla de potenciales electródicos Tabla de potenciales electródicos

Oro +1.50

Plata +0.80

Cobre +0.334

Hidrógeno 0.00

Plomo -0.127

Estaño -0.136

Hierro -0.439

Zinc -0.762

Aluminio -1.30

Magnesio -1.55

Tipos de Corrosión Metalica Tipos de Corrosión Metalica

Corrosión intergranular.*Corrosión por picaduras.Corrosión galvánica.Corrosión por fatiga.Corrosión por fricción. 

Corrosión IntergranularCorrosión Intergranular

Se produce en los limites de los granos de una aleación o metal. Cuando es fuerte presenta una perdida de resistencia y de dùctibilidad del material.

Corrosión IntergranularCorrosión IntergranularEste tipo de corrosión es debido

o bien a la presencia de impurezas en los límites, o para enriquecimiento local o el agotamiento de uno o más elementos de aleación.

Caso Típico:Impurezas de hierro en aluminio o Titanio, el hierro tiene baja solubilidad el estos metales por lo que esta impureza queda en los limites de grano donde se inicia la corrosión intergranular.

Corrosión por PicaduraCorrosión por PicaduraLa corrosión por picaduras es particularmente insidiosa. El ataque es en forma de agujeros muy localizadas que pueden penetrar hacia el interior con extrema rapidez, mientras que el resto de la superficie permanece intacta..

Corrosión por PicaduraCorrosión por Picadura

Las picaduras de corrosión en la pared de un Cr 18-Ni 10 tanque de acero inoxidable austenítico.

Las picaduras de corrosión es más agresivo en soluciones que contienen iones de cloruro, bromuro o hipoclorito. Yoduros y fluoruros son mucho menos perjudicial.

Los aceros inoxidables son particularmente sensibles a la corrosión por picadura, pero otros metales, tales como pasiva de hierro, cromo, cobalto, aluminio, cobre y sus aleaciones son también propensos a este tipo de daño.

Corrosión galvánicaCorrosión galvánica

Es la más común de todas y se establece cuando dos metales distintos entre si actúan uno de ellos  como ánodo y el otro como cátodo. Para reducir este tipo de corrosión se puede utilizar películas protectoras de óxidos también aislando un metal de otro.

Corrosión galvánicaCorrosión galvánicaIncluso un solo tipo de metal

puede corroerse galvánicamente si el electrolito varía en su composición, formando una celda de concentración. También cuando el metal no tiene una uniformidad estructural.

Corrosión galvánicaCorrosión galvánica

Corrosión por fatigaCorrosión por fatigaEs la fractura que se produce en un material

como consecuencia de la acción conjunta de un medio corrosivo y esfuerzo mecánico fluctuante en el tiempo-

Tiene como consecuencia la formación anódica en los puntos de rotura; esas zonas producen además picaduras que sirven como punto de concentración del esfuerzo para el origen de grietas que provocan fallos finales.

Efecto de la corrosiónEfecto de la corrosiónLimitacion

ambiente corrosivo

En el caso de los aceros, el límite de fatiga convencional determina a partir de las denominadas curvas de Wöhler (aplica tensión en función de ciclos hasta el fallo)

Corrosión por FricciónCorrosión por Fricción

También denominada “freeting”, la corrosión por fricción ocurre como consecuencia de la abrasión superficial generada por la fricción repetitiva entre metales como consecuencia del movimiento de mecanismos solidarios, de tal manera que al hacerse vulnerables las superficies, se genera óxido en las erosiones producidas.

Corrosión por CavitaciónCorrosión por CavitaciónProducida en metales que están

trabajando con fluidos, a consecuencia de las cuales las diferentes presiones y cambios de temperatura ocasionan grandes esfuerzos que dañan al metal. Ocasionando daño por cavitación – corrosión ya que el fluido de una manera esta constantemente corroyendo el metal.

Produce ondas de choque con presiones hasta de 410 Mpa.

La cavitación de una hoja de aleación de níquel impulsor de la bomba expuesto a un medio de ácido clorhídrico.

Equipo para ensayos de corrosionEquipo para ensayos de corrosion

Centro Nacional de Investigaciones metalúrgicas (CENIM)

Cámaras de ensayos de corrosión para investigación y control de calidad.

Estos equipos permiten predecir la resistencia bajo condiciones establecida y para trabajos específicos.

Fenómeno de la CavitaciónFenómeno de la Cavitación

Daños de la Corrosión - CavitaciónDaños de la Corrosión - Cavitación

El daño al metal por cavitación pueden ser muy rápido; a este se agrega el medio corrosivo se puede decir que si este tiene elementos corrosivos, acelera la falla en el elemento de maquina.Los casos típicos de este tipo de corrosión - cavitación están en las turbinas de la hidroeléctricas.

Análisis de la CorrosiónAnálisis de la Corrosión

Ataque producido por una gota de agua salada.

.

Como proteger las superficiesComo proteger las superficiesPara la protección de una superficie primero debemos

conocer su estado: 1.     Superficie con capa de laminación intacta y

prácticamente sin corrosión. 2.     Superficie con principios de corrosión y donde la

capa de laminación comienza a desprenderse. 3.     Superficie donde las capas de laminación han sido

eliminadas por la corrosión o puede eliminarse por raspado. No se observan cavidades.

4.     Superficie donde la capa ha sido eliminada por la corrosión y se han formado cavidades a gran escala.

Preparación mecánica de SuperficiePreparación mecánica de Superficie

Para las condiciones establecidas se analizan dos tipos de preparación  de la superficie.

Rascado y cepillado normal. Arenado seco. Para ambas operaciones las

superficies se limpiarán para quitar aceites, grasas, etc, y las capas gruesas de óxidos se retirarán con cincel.

Protección contra la corrosiónProtección contra la corrosión

Electro depósito conjunto de dos o más metales. Recubrimientos por inmersión en baño de metal

fundido. Recubrimientos metálicos por proyección

térmica. Metalización. Recubrimientos por conversión. Recubrimientos orgánicos. Pinturas

anticorrosivas. Inhibidores de la corrosión. Procedimientos electroquímicos. Protección

catódica. Protección anódica.

Preguntas y comentariosPreguntas y comentarios