Corrosion de Metales 2015 Copia02

Ing. Metalrgica

Anlisis y Diseo de Sistemas Particulados

ESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERIA METALURGICA

abril 2015

Ing. Metalrgica


Ing. Daniel Carcausto Z.

CATEDRA

CORROSION Y PROTECCION DE

METALES

SUBSUELO (Mineral de

hierro: xidos, sulfuros)

HERRUMBRE (xido de hierrro

hidratado)

Tubera enterrada

ADICIN DE ENERGA

METALURGIA

Tanque dealmacn.

Concentracin de minerales.

Hidrometalurgia

Pirometalurgia

Electrometalurgia

Acera

Fundicin de Piezas

Laminacin y Forja

CORROSIN

ACCIN DEL AMBIENTE(Humedad, contaminates,

etc.)

LA CORROSIN COMO UN PROCESO INVERS0 A LA METALURGIA

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La corrosin es por tanto un proceso natural y espontneo

CORROSIN = CNCER DE LOS METALES

Cuanto mayor ha sido la energa gastada en la obtencin del metal, tanto mayor ser la

facilidad para corroerse

METALES NOBLES

METALES ACTIVOS

Mecanismos de corrosin

Aluminio

Zinc

Hierro

Acero dulce

Acero inoxidable

Cobre

Plata

Oro

Platino

Su

sce

ptib

ilid

ad

a la c

orr

osi

n

Metales andicos

Metales catdicos

Corrosin qumica(oxidacin)

Ocurre en ambiente seco, ej: oxidacin en aire a alta temperatura

Corrosin electroqumica(involucra transporte de electricidad a

travs de un electrolito)

Ocurre en ambiente hmedo, ej: en agua de mar

El 80 % de los casos de corrosin reportados pertenecen a este tipo

Corrosin

TIPOS DE CORROSIN SEGN EL

MECANISMO O MEDIO

Mecanismos de corrosin Corrosin qumica o seca

Corrosin electroqumica o hmeda

O2O2 Aire

Acero

Electrolito

Ctodo

nodo

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Corrosin qumica

Supongamos que exponemos una superficie metlica limpia a la

accin del oxgeno, el metal comenzar a reaccionar con el

oxgeno formando xidos. Por ejemplo una pieza de Fe (metal

que presenta ms de una valencia) calentada al aire seco, por

encima de 500C se oxida a apreciable velocidad formando una

pelcula con la siguiente estructura:

Se han producido reacciones redox sin la intervencin de iones

en solucin y no ha habido corrientes elctricas recorriendo el

metal.

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Factores que Influyen en la Corrosin:

Los siguientes factores son los ms generales que se

consideran para que un material comience a oxidarse,

se tienen que son:

1) Potencial Elctrico de los Metales.

2) Temperatura.

3) Velocidad.

4) Agentes Oxidantes

5) pH del medio ambiente (Alcalino o cido).

6) Formacin de Pelculas y Biopelculas.

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Temperatura:

La corrosin tiende a aumentar al elevar la

temperatura ya que esta posee efectos

secundarios mediante su influencia en la

solubilidad del aire, que es la sustancia ms

comn que influye en la corrosin.

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Velocidad:

Un aumento del flujo de una solucin corrosiva

y una superficie metlica tiende a acelerar la

corrosin, ocasionando que las sustancias

oxidantes (oxigeno), lleguen a la superficie y a

la mayor rapidez con que los productos de la

corrosin misma, se retiran.

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Agentes Oxidantes:

Los agentes oxidantes que aceleran la corrosin de

algunos materiales pueden retrasar la corrosin de

otras, mediante la formacin en sus superficies de

xidos o capas de oxigeno absorbidos que los hacen

mas resistentes a los ataques qumicos.

Algunos agentes oxidantes enrgicos son:

Agua Oxigenda

Nitritos y Nitratos

Percarbonatos

Boratos

cido Ntrico y Permanganatos

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Velocidad de

corrosin,en

mm por ao de

penetracin

7.5

5.0

2.5

00 2 4 6 8 10

Oxgeno,

ppm

49C 32C

9 C

EFECTOS DE LA CONCENTRACION DE

OXIGENO

Un aumento de la

Temperatura

incrementa

La corrosion

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OXIGENO DISUELTO

Picaduras por oxgeno

Primera causa de la corrosin

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pH del Medio Ambiente: La velocidad de corrosin de la gran parte de los

metales es afectada por el pH.

En metales solubles en cido como el hierro, el nivel

de pH medio (aprox. 4 a 10) controla la velocidad de

corrosin y sta a su vez controla la velocidad de

transporte del oxidante (generalmente oxigeno

disuelto) a la superficie metlica.

A temperaturas altas, la velocidad de corrosin

aumenta con el incremento de la basicidad.

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Otros Factores:

Existen otros factores adems de los antes

mencionados que en s estn contenidos en los antes

expuestos.

Aire y humedad (El aire seco es poco agresivo).

Agua

Agua salada

Atmsfera rural (CO2, O2, CO, H2S)

Atmsfera urbana (CO2, O2, SO2, NO2)

Atmsfera industrial (CO2, SO2, NO2, Cl2, F2)

Vapor (H2O a una temperatura entre 200 a 400 C)

Otros gases (Como los CFC, NH3, cidos Orgnicos,

etc.)

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Corrosin

Bacteriana:Recientemente los

estudios de la corrosin

abarcan la corrosin

inorgnica con la

orgnica, en especfico

con los productos

generados por grupos de

bacterias. Ejemplos de

ello se presentan en la

tabla N 4 siguiente.

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Tipos de Corrosion

Segun la forma

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Tipos de corrosin segn la

forma

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Tipos de corrosin segn la forma:Corrosin uniforme u homogenea

Su penetracin media es igual entodos los puntos de la superficie. Esla forma ms benigna de corrosin.

Es un ataque homogneo Permite calcular la vida til Produce un deterioro aceptable La velocidad de corrosin es funcin

de la naturaleza del metal,humedad, Presencia decontaminantes

Corrosion Uniforme

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Formerly a ship

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CORROSIONLOCALIZADA

MACROSCOPICA

GALVANICA

EROSION

AGRIETADO

PICADURAS

CAVITACION

ENDIDURA

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Tipos de corrosin segn la forma:Corrosin localizada

Ciertas reas de la superficie secorroen ms rpidamente que otras,debido a heterogeneidades.

La severidad del ataque puede servariable (en un extremo: picadura).

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Corrosin por picaduras:

Picado: es una forma de ataquelocalizado que ocurre como reglageneral sobre una superficiemetlica cubierta de xido y que dalugar a la formacin de hoyos en elmetal. El dimetro de los mismossuele ser pequeo. En ocasionesaparecen aislados y otras veces tanagrupados que parece que den lugara una superficie rugosa.

Una picadura se define como unacavidad o agujero con un dimetroen superficie inferior o igual a laprofundidad.

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Corrosin Exfoliacin

Frecuente en materiales

laminados: aleaciones de

aluminio conteniendo cobre

expuestas a ambientes

marinos o industriales. Los

ambientes costeros

contaminados son los ms

corrosivos. Es un fenmeno

comn en el Al y en

aleaciones 80/20 y 70/30

Cu-Ni. La 90/10 Cu-Ni es

inmune a este tipo de

ataque.

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CORROSION SELECTIVA O DEALEACION

Disolucin del componente ms activo de una aleacin (Zn en los

latones en un proceso llamado descincificacin). Ocurre en agua

aireada que contiene dixido de carbono y cloruros. Este proceso

comienza con un cambio en la composicin local.

a) El Zn se disuelve y deja una estructura frgil y porosa de Cu.

b) Tanto el Zn como el Cu se disuelven y el Cu se redeposita

como una capa porosa.

El proceso principal es el b)

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Corrosin selectivaGrafitizacin de fundiciones: Se debe a la formacin de diferentes

fases en una aleacin como la fundicin gris. La fase grafito acta como

ctodo. Las hojuelas constituyen como un armazn continuo y abierto de

manera que el ataque corrosivo sobre la matriz ferrtica prosigue hasta

que slo queda el grafito.

La fundicin blanca y la fundicin de grafito nodular son inmunes a la

corrosin graftica. Se observa en tuberas enterradas tras muchos aos

de exposicin al suelo prdidas de lquido explosiones ycontaminacin.

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CORROSIONLOCALIZADA

MICROSCOPICA

INTERGRANULAR

BAJO TENSION O FISURANTE

FATIGA

Corrosin intergranular:

El ataque se propaga a lo largo de los

lmites o bordes de grano del metal.

Se presenta como una franja estrecha de

ataque que se propaga a lo largo de los

lmites de grano.

Impurezas reactivas se pueden segregar,

o elementos de pasivacin como el

cromo pueden abandonar el interior del

grano hacia el borde del grano formando

carburos.

La zona aledaa ahora es atacada por el

medio ambiente apropiado. Dos

materiales dismiles se han formado.

Aceros inoxidables austenticos 18 Cr/ 8

Ni por el fenmeno de sensibilizacin por

alta T (500 800)C.

Corrosin bajo tensin o fisurante:

Se presenta cuando el metal est sometidosimultneamente a un medio corrosivo y a tensionesmecnicas alternados y ciclicos.Se presenta a escala microscopica en forma de grietastranscristalina.Tubos de intercambiadores de calor.Alabes de turbinas.Aceros en vapores con cloruros

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CONJUNCIN SINRGICA QUE DA LUGAR A

CORROSIN BAJO TENSIN (CBT)

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Medidas bsicas para evitar la corrosin:

Para evitar lo anterior, las estructuras metlicas

deben de ser protegidas ya sea con pinturas que

contengan plomo, recubrirse con polmeros plsticos o

darles un depsito electroqumico con otros metales

como el zinc.

Las condiciones ambientales son muy importantes

para el control de corrosin. Bajando la temperatura se

consigue disminuir la velocidad de reaccin, por tanto

se disminuye el riesgo de corrosin.

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Medidas para evitar la Corrosin: Disminuyendo la velocidad de un fluido corrosivo se

reduce la corrosin por erosin. Sin embargo, para

metales y aleaciones que se pasivan, es ms

importante evitar las disoluciones estancadas.

Eliminar el oxigeno de las soluciones acuosas reduce

la corrosin especialmente en las calderas de agua.

La reduccin de la concentracin de iones corrosivos

en una solucin que esta provocando corrosin en un

metal puede hacer que disminuya la velocidad de

corrosin, se utiliza principalmente en aceros

inoxidables.

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CONTROL DE LA CORROSION

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