"Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad y la energía atómica. Esa fuerza es la voluntad." - Albert Einstein

NOTA

PARA CADA EJERCICIO TOMAR LAS SIGUIENTES CONSIDERACIONES

1. Resolución del ejercicio2. Para los problemas en los cuales se calcule la velocidad de corrosión clasificar o identificar

a la corrosión dependiendo del criterio general de desgaste

3. Cómo se inició el problema de corrosión?4. Analizar cada problema :

a. Medio en el que se está dando la corrosión, todas las variables que la aceleranAnalizar materiales, temperatura, sales, ph, tipos de ambientes, vida útil …

b. Qué tipos de corrosión, posiblemente se dan?c. Riesgos d. Cómo se identificó?e. Qué medidas preventivas recomendaría?

Dar más importancia al análisis de los puntos 2,3 y 4

Realizar para entregar y exponer cada caso .

1. PROBLEMA 1

Una aleación de cobalto-cromo experimenta a 900°C una oxidación que responde a la ley

con un incremento de masa de 0.518 mg/cm2 a los 30 minutos y de 0.893 mg/cm2 a las tres horas.

Determinar la oxidación sufrida a los tres días a esta temperatura…………. Ejercico 18

2. PROBLEMA 2

La pared de un tanque de acero, conteniendo agua desmineralizada, se corroe a una velocidad de 30 mg/dm2-dia. ¿Cuánto tiempo tardará en disminuir el espesor de la pared 0,8 mm?

Estimar la densidad del acero = 7,81 g/cm3 ……………. Ejercicio 3

  3. PROBLEMA 3

Un tanque cilíndrico de acero suave (bajo en carbono) de 1 m de altura y 50 cm de diámetro, contiene agua aireada hasta un nivel de 60 cm y muestra una pérdida de peso debido a la corrosión de 304 g al cabo de 6 semanas. Calcular: a) la corriente de corrosión; b)la densidad de corriente implicada en la corrosión del tanque. Supóngase que la corrosión es uniforme sobre la superficie interior del tanque y que el acero se corroe en la misma forma que el hierro puro…………………..ejercicio 2

4. PROBLEMA 4

La estructura de la bóveda de un horno que pesa 12000 kg, es soportada por cuatro redondos de una superaleación de cobalto de 15 cm de longitud y con un diámetro inicial de 12 mm. La velocidad de corrosión de esta aleación, en las condiciones internas del horno, de atmósfera y temperatura, viene expresado por la ecuación de pérdida de peso:

donde:W se expresa en mg/cm2 y t en segundos.

Calcular el tiempo en el que fallará la estructura.

Nota: La densidad de la aleación es 7,90 g/cm3 y la carga de rotura de la misma es 895 MPa. Considerar la superficie de exposición la intermedia entre la inicial y la final…………….ejerccio 15

5. PROBLEMA 5

Un alambre de 5 mm de diámetro, de monel 400 (aleación de níquel), recubierto de una pequeña capa de óxido de 100 nm, sostiene un peso de 4000 N, en el interior de un horno a 600°C, donde sufre una corrosión cuya velocidad cumple la ley parabólica y2 = c1 · t + c0,sabiendo que con una hora de exposición su capa de óxido aumenta a 200 nm, calcular:

a) El tiempo en el cual iniciaría la deformación plástica.b) El tiempo en el cual se produce la rotura.   Las propiedades mecánicas del monel 400 son: Módulo de elasticidad, E = 179 GPa.Límite elástico, Le = 283 MPa.Carga de rotura, R = 579 MPa.Alargamiento hasta rotura = 39.5 %. ……………ejercico 13  6. PROBLEMA 6

La pared de un tanque de acero conteniendo agua aireada se está corroyendo a una velocidad de 54,7 mdd. ¿Cuánto tardará en disminuir el espesor de la pared en 0,50 mm?......... ejercico 3

7. PROBLEMA 7

Un ánodo de sacrificio en aleación de magnesio, de 2,2 Kg está unido por hilo de Cu revestido al casco de acero de un barco. El ánodo se corroe completamente al cabo de 100 días. ¿Qué amperaje produce el ánodo durante ese tiempo?.

8. PROBLEMA 8

Una muestra de superaleación base níquel de 1 cm2 de superficie y 0,75 mm de espesor trabaja en atmósfera oxidante (p = 1 atmósfera) a 600 ºC. Al cabo de 2 horas de exposición se aprecia un incremento de peso de 70 μg/cm2. Si el proceso de oxidación–corrosión sigue una ley parabólica, calcular la ganancia de peso al cabo de 10 días.

9. PROBLEMA 9

Calcular la relación de Pilling–Bedworth (P.B.) que expresa la relación volumen óxido/volumen metal en la oxidación de aluminio → alúmina. La densidad del aluminio es 2,7 g/cm3. La densidad de la alúmina 3,70 g/cm3. ¿Qué consecuencias deduce?.

10. PROBLEMA 10

1pieza de acero al carbón de 2in por 1in de ancho y 5mm de espesor , perdió el 12 % de su peso inicial, cuando fue colocada a un determinado lugar de Quito ,desde el 3 de enero y retirada el 9 de Junio del 2013.

Calcular la velocidad de corrosión en mmpy ( milímetros por año )

Bajo esas condiciones determinar la vida útil de una tubería del mismo material que actualmente tiene ¼ in de espesor, considerar que es de acero( densidad 7,81 g / cm 3)

11. PROBLEMA 11

En un recipiente, construido en una aleación de aluminio, tiene lugar un proceso de corrosión por picadura que acaba perforando sus paredes al cabo de 300 días. El recipiente tiene un espesor de 1,20 mm y el diámetro medio de las picaduras 150 μm. Se pide:

– Calcular la intensidad y densidad de corriente media asociada a la formación de una picadura.

Dato: considerar que las picaduras tienen una superficie lateral cilíndrica y que el mecanismo de corrosión actúa uniformemente sobre la superficie basal de las picaduras.

12. PROBLEMA 12 Se desea diseñar un tanque para contener ácido clorhídrico diluido, y el material seleccionado para ello es un acero al carbono (F 1120), con una densidad de 7.81 g/cm3, que tiene una velocidad de corrosión en ese medio de 45 mdd (mg por dm2por día) .Estimar el sobrespesor con que debería diseñarse el depósito para asegurar al menos 10años de vida…………….. ejercicio 5

13. PROBLEMA 13

En un recipiente fabricado con una aleación de aluminio de 0,85 mm de espesor tiene lugar un proceso de corrosión por picadura, con un diámetro medio de los hoyuelos de 0,60 mm de diámetro. La densidad media de corriente asociada es 1,2∙10-4 A/cm2. Se pide:

– ¿Qué tiempo medio transcurrirá hasta la perforación de la pared?.

Dato: Suponer que los hoyos tienen geometría cilíndrica.

14. PROBLEMA 14

Calcular los coeficientes de Pilling–Bedworth (P.B.), que expresan el cociente volumen de óxido/volumen de metal, de los elementos metálicos que figuran en la Tabla adjunta.

Metal Óxido ρ metal (g/cm 3 ) ρ óxido (g/cm 3 ) Cr Cr2O3 7,20 5,21Li Li2O 0,53 2,01Fe Fe2O3 7,86 5,24Ni NiO 8,90 6,67Ti TiO2 4,50 4,17Ta Ta2O3 16,50 8,20

¿Cuál de los óxidos referidos serían, eventualmente, más protectores?.

15. PROBLEMA 15

Una muestra de hierro puro se oxida siguiendo una ley de comportamiento lineal. Al cabo de 5 horas, a 720 ºC, 1 cm2 de muestra experimenta un incremento de peso de 9 μg/cm2. ¿Cuánto tiempo será necesario, a la misma temperatura, para que el incremento de peso sea de 35 μg/cm2?

16. PROBLEMA 16 Un depósito de acero de construcción, con 0.1%C, de 120 cm de altura y 60 cm de diámetro, contiene SO4H2 al 2% hasta un nivel de 75 cm. El depósito muestra una pérdida de peso por corrosión según la tabla siguiente,

suponiendo una corrosión generalizada y uniforme. Calcular:a)La intensidad de corrosión al cabo de 8 semanas, sabiendo que se cumple la expresión:

siendo W la pérdida de peso, M para el Fe de 55.85 g/mol, y, F la constante de Faraday, 96500 A·s/mol.b)La densidad de corriente implicada en la corrosión del tanque.c)Velocidad de corrosión del tanque expresada en mdd (miligramos por decímetro cuadrado ypor día).d)Tomando la densidad del hierro de 7.87 g/cm3, calcular la profundidad de corrosión, odisminución del espesor del depósito a las 8 semanas…………….. ejercicio 6

17. PROBLEMA 17 Un redondo de bronce al aluminio, de 652 MPa de resistencia a la rotura, de 12 cm de diámetro, soporta una carga a tracción de 118000 kg, estando todo sumergido en lasaguas de un embalse, en cuyo medio la aleación presenta, para una superficie de 1 m2, una velocidad de corrosión de 0,5 mm/año. Estimar el tiempo mínimo de servicio de este material.A efectos de cálculo, despreciar la variación de la superficie de corrosión durante el proceso……………….ejercico 10

18. PROBLEMA 18 Se diseña una balsa para almacenar el agua de riego de una explotación agrícola, en chapa ondulada de acero con un 0,08% de carbono (AP02), con una densidad de 7,81 g/cm3, que presenta una velocidad de corrosión, para el agua con la concentración de nitratos y cloruros analizada, de 23 mg/dm2·dia. Estimar el sobrespesor con que debería diseñarse el material para asegurar al menos 12 años de servicio…….. ejercico 16

19. PROBLEMA 19 La pared de un tanque de acero, conteniendo agua desmineralizada, se corroea una velocidad de 30 mg/dm2-dia. ¿Cuánto tiempo tardará en disminuir el espesor de la pared 0,8 mm? Estimar la densidad del acero = 7,81 g/cm 3…………. Ejercico 17

20. PROBLEMA 20Una lámina de 800 cm 2 de una aleación metálica, de densidad 4,5 g / cm3 , se encuentra sumergida en agua de mar. Debido a la corrosión ha experimentado una pérdida de masa de 760 g.

Suponiendo una velocidad de corrosión generalizada de 0,4 mm/ año, calcular el tiempo de servicio en años de la lámina…………… ejercicio 7

21. PROBLEMA 21

Una superficie de cobre se corroe por agua de mar , con una densidad de corriente de 2,45 *10 6 A/ cm2, determinar:

a) Cuál es la velocidad de corrosión en mdd?

B) Qué espesor de metal se corroe en seis meses?

Considerar :

El peso de un mil de cobre es de 63,4 g

La densidad del cobre es de 8,03 g / cm3

La constante de Faraday es 96500 As/mol

……………ejercico 8

22. PROBLEMA 22

Una pieza de aleación de niquel experimenta una oxidación a elevada temperatura que responde a una ley parabólica del tipo:

Con un incremento de masa por la oxidación expresada en la tabla

Determinar la oxidación después de transcurridas diez horas………………….. ejercicio 9

23. PROBLEMA 23

Una estructura metálica de acero, de 460 Mpa de resistencia a la rotura , de sección cuadrada de 15 cm de lado y 4mm de espesor soporta una carga a tracción de 50 toneladas y está sumergida en agua de mar.

Calcular la velocidad de corrosión máxima, en mm/año, para que el tiempo de servicio mínimo sea de 60 meses ¿…………….. ejercico 11

24. PROBLEMA 24

Una chapa de acero de 100 mm * 200 mm * 2 mm presenta en un ensayo de corrosión por inmersión durante 3 meses en agua de mar una pérdida de peso – una vez decapada de 6,45 g. La corrosión es generalizada y tiene lugar por ambas caras. Determine su resistencia a la corrosión , expresada en mm penetración / año. Considerar la densidad del acero de 7, 81 g/cm 3. Ejerccioio 12

25. PROBLEMA 25

Una muestra de cinc se corroe uniformemente con una densidad de corriente de 4,27×10-7 A/cm2 en una solución acuosa. ¿Cuál es la velocidad de corrosión del cinc en mg pordm por día (mdd)? La reacción para la oxidación del cinc es:Zn →Zn2 + + 2e

26. PROBLEMA 26

Un alambre de 5 mm de diámetro , de monel 400 , recubierto de una pequeña capa de óxido de 100nm, sostiene un peso de 4000 N , en el interior de un horno a 600°C, donde sufre una corrosión cuya velocidad cumple la ley parabólica Y2 = C1*t +Co sabiendo que con una hora de exposición su capa de óxido aumenta a 200 nm, calcular:

a) El tiempo en el cual iniciaría la deformación plástica.

b) El tiempo en el cual se produce la rotura

Las propiedades mecánicas del monel 400 son:

Módulo de elasticidad , E = 179 GPa

Límite elástico , Le = 283 MPa

Carga de rotura , R = 579 MPa

Alargamiento hasta rotura = 39,5 % …………….. ejercico 13

27. PROBLEMA 27

Una estructura de 560 ton de peso , considerando las hipótesis de carga y sobrecargas de cálculo , está soportada por cuatro pilares de acero , de 380 MPa de límite eslástico y 520 MPa de carga de rotura , de forma tubular de 25 cm de diámetro exterior y 5mm de espesor, en los que se reparte de manera uniforme el peso total de la estructura. Estos pilares se encuentran sumergidos en parte en agua de mar, soportando la mencionada estructura fuera de ella , en la que el acero se corroe a una velocidad de 1,80 mdd.

Determinar el tiempo a partir del cual pueden encontrarse deformaciones en la estructura.

Densidad acero 7,81 g / cm 3 ……………. Ejercico 14

28. PROBLEMA 28http://www.javeriana.edu.co/Facultades/ingenieria/revista/Vol13nr1Corrosion.pdf

Lunes 11-13 Ejer

cici

os

Galarza Andrea

4,14,25

Escobar Darling

Zapata Santiago

Yacelga Karol

Mosquera Paul

Campoverde Katty

Valladares JoffreLunes 13-15

Rivera David

1,9,13

Gonzales William

Arguello Stephany

Arciniegas Edison

Soto Alvaro

Romo David

Velasco KaterinMartes 13-15

Sigcho Moises

28,3Cabascango Patricia

Moreno DaysiMartes 13-15

Quincha David

8,17,19

Robles Nilo

Salazar Cristian

Salazar Winston

Parreño Cristian

Alulema CristianMiercoles 7-9

Escudero Israel

15,23,27

Salazar Ricardo

Cruz Evelyn

Sigcha Alejandra

Galindo Karina

Ramos CristianMiercoles 9-11

Yunda Enrique

6,7,11

Gavidia Sofia

Valverde Roberto

Barahona Ana

Cando PaolaMiecoles 9-11

Escobar Damaris 2,10,24Coro Nancy

Pacheco Diana

Quishpe Mayra

Vizcaino Marcos

Males DanielJueves 11-13

Banda Patricio

12,16,20

Carchipulla Daysi

Macias Gabriel

Pozo Héctor

Galárraga ValeriaViernes

Guacho Edison

18,22,26

Guerrón Marlon

Muzo Deisy

Nuñez ramiro

Suarez Carlos