Iago Fernández Méndez nº8 1ºCSMECATRONICA

CORROSIÓN:Se denomina corrosión al proceso de destrucción de los metales y sus aleaciones, provocado por la acción química o electroquímica.

La corrosión causa un enorme daño a la economía de los países. Esto se manifiesta en la pérdida irreversibles anualmente de millones de toneladas de metales. Por ejemplo, a causa de la corrosión se pierde cerca del 10% de todo el metal ferroso producido.

Naturaleza de la corrosión

La corrosión se subdivide en:

1. Química.2. Electroquímica.

Corrosión química.

Por corrosión química se entiende la destrucción del metal u otro material por la acción de gases o líquidos no electrolíticos (gasolina, aceites etc.).

Un ejemplo típico de corrosión química es la oxidación química de metales a altas temperaturas.

En la corrosión química, sobre la superficie del metal se forma una película de óxidos. La solidez de esta película es diferente para los diferentes metales y aleaciones. En las aleaciones de hierrocon carbono, la película de óxidos es débil, se destruye con facilidad y la oxidación continua realizándose hacia el interior de la pieza.

Corrosión electroquímica.

Se denominan así a los procesos que se desarrollan por acción de electrólitos sobre el metal.

Los procesos electrolíticos pueden ser muy complejos en dependencia de la naturaleza del metal y del electrólito, pero en general corresponden a una reacción de oxidación -reducción, en la que el metal sufre un proceso de oxidación y se destruye (se disuelve). Al mismo tiempo el hidrógeno presente en la solución acuosa se reduce y se desprende oxígeno elemental de la disolución que corroe adicionalmente el metal.

Las aguas naturales que contienen sales, el aire húmedo, las soluciones ácidas, de álcalis o salinas son los electrólitos mas comunes con los que entran en contacto los metales en la práctica.

La tendencia de los metales a ceder a la disolución sus iones, se llama presión de disolución. Cada metal tiene su propia presión de disolución. A consecuencia de esto, si se colocan diferentes metales dentro de un mismo electrólito, cada uno adquiere diferente potencial eléctrico y forman pares galvánicos.

Tipos de corrosión

Las destrucciones por corrosión puede dividirse en los siguientes tipos principales:

1. Corrosión uniforme.2. Corrosión local.3. Corrosión intercristalina.

Corrosión uniforme.

El metal se destruye en forma uniforme por toda la superficie. Este tipo de corrosión se observa con mas frecuencia en metales puros y en aleaciones del tipo de solución solida homogéneas, dentro de medios muy agresivos, que impiden la formación de la película protectoras.

Corrosión local.

En este caso, la destrucción se produce en algunas regiones de la superficie del metal. La corrosión local aparece como resultado de la rotura de la capa de protección de óxidos u otra; de los puntos afectados, la corrosión se propaga al interior del metal. Este tipo de corrosión es mas común en aleaciones de múltiples componentes. Los defectos de la superficie (rasguños, rebabas etc.) favorecen el desarrollo de la corrosión local.

Corrosión intercristalina.

Se trata de la destrucción del metal o la aleación a lo largo de los límites de los granos. La corrosión se propaga a gran profundidad sin ocasionar cambios notables en la superficie y por eso puede ser causa de grandes e imprevistas averías

OXIDACIÓN:Los materiales están expuestos continuamente a los más diversos ambientes de interacción material-ambiente provoca, en muchos casos, la pérdida o deterioro de las propiedades físicas del material. Los mecanismos de deterioro son diferentes según se trate de materiales metálicos, cerámicos o polímeros (plásticos). Así, en el hierro, en presencia de la humedad y del aire, se transforma en óxido, y si el ataque continúa acaba destruyéndose del todo. Desde el punto de vista económico, la corrosión ocasiona pérdidas muy elevadas.

En los materiales metálicos, el proceso de deterioro se llama oxidación y corrosión. Por otro lado, en los cerámicos las condiciones para el deterioro han de ser extremas, y hablaremos también de corrosión. Sin embargo, la pérdida de las propiedades de los materiales polímeros se denomina degradación.

En el deteriores de materiales podemos distinguir dos procesos:

1. Oxidación directa: Resulta de la combinación de los átomos metálicos con los de la sustancia agresiva. Ejemplos:

2 Fe + O2 2 FeO (herrumbre-óxido) (oxidación por oxígeno como causa)

Fe + S FeS (sulfuro) (oxidación por azufre como causa)

Esto lleva a que el metal, con el tiempo, pase de tener un estado libre (puro) a tener un estado combinado con otros elementos (óxidos, carbonatos, sulfatos,...) En este caso, los productos de la reacción quedan adheridos a la superficie del metal. En algunos casos, se forman películas protectoras que los aislan del agente corrosivo. El caso más corriente es el ataque por oxígeno. En este caso, sobre el metal se forma una capa de óxido que, en algunos casos autoprotege al metal de una mayor oxidación. Cu, Ni, Sn, Al, Cr,... Los ambientes son secos.

Pero el oxígeno no es el único agente, pues también puede intervenir el cloro (Cl2), el azufre (S), el hidrógeno (H2), el monóxido de carbono (CO), el dióxido de carbono (CO2),...

En los procesos de oxidación, los metales pasan de su estado elemental a formar iones positivos (cationes) por pérdida de electrones.

M→M n+¿+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.

PROTECCIÓN CONTRA LA OXIDACIÓN Y LA CORROSIÓN: Como los tratamientos superficiales no alteran las propiedades mecánicas del metal base, cuando se desea protegerlo de la corrosión, se recurre a diferentes técnicas de recubrimiento. Los procedimientos empleados para la protección contra la corrosión pueden agruparse según el esquema que se muestra a continuación:

- Protección por recubrimientos metálicos Es uno de los procedimientos más empleados. Consiste en recubrir el material a proteger de una capa de metal autoprotector lo más compacta y adherente posible. Cualquiera que sea el recubrimiento a emplear existe un tratamiento preliminar que sigue las siguientes fases:

Pulido. Debe eliminar todas las huellas de mecanización empleando abrasivos de distinto grado de finura Desengrasado. Permite limpiar las piezas a tratar con disolventes, sosa cáustica o por electrólisis. Decapado. Permite eliminar el orín o cascarilla de las piezas mediante procedimientos mecánicos o químicos.

- Recubrimiento por electrólisis. Es el proceso empleado para depositar el Cu, Zn, Cd, Ti, Ag, Ni, Sn…

El metal protector se utiliza como ánodo y el metal a proteger como cátodo, empleando como electrolito una solución del metal que se ha de depositar en forma de sulfatos o cianuros. Cuando pasa la corriente eléctrica, sobre el metal catódico se crea una fina capa protectora hecha del material procedente del metal anódico, pues la pila obliga a ceder electrones al ánodo que alcanzarán al cátodo. Por este procedimiento se realizan el cobreado, niquelado, cincado, estañado, cromado…, dependiendo del metal protector utilizado en el ánodo.

Todos estos procedimientos pueden ser considerados como tratamientos superficiales, puesn no existe cambio de composición.

- Recubrimientos por inmersión en baño de metal fundido o inmersión en caliente. Se trata de un proceso físico-químico que consiste en introducir el material base en estado sólido en un baño de metal fundido durante un espacio de tiempo. Al extraer la pieza, se elimina el recubrimiento sobrante y el metal fundido solidifica.

Se utiliza para recubrimiento con materiales de bajo punto de fusión. Los metales de recubrimiento más empleados suelen ser el estaño, el cinc, el aluminio y el plomo. La técnica recibe diferentes nombres según el material utilizado.

o Galvanizado. Es el recubrimiento de acero con cinc para proteger el acero contra la humedad y los agentes atmosféricos. Es muy empleada en piezas de todo tipo, tanto las de pequeño tamaño (tornillería) como las de gran tamaño (vigas, rejas, farolas y vallas protectoras). o Estañado. Es el recubrimiento de metales por inmersión en un baño de estaño fundido. El estaño es catódico respecto al acero. Se emplea principalmente en la fabricación de hojalata para proteger útiles de cocina, tubos de condensadores, tuberías de agua… o Aluminización. El aluminio se usa también sobre el acero. Presenta una mayor calidad y economía de costes o Plombeado. El plomo se emplea para recubrir cables y tuberías.

- Protección por recubrimientos no metálicos

Consiste en aislar el metal base del medio ambiente de modo que quede protegido contra la corrosión, el calor o la electricidad.

Los procedimientos más empleados son: las pinturas y barnices, los plásticos, la fosfatación, el esmaltado y la oxidación superficial

.Recubrimiento con pinturas y barnices.

.Recubrimiento esmaltado. Los esmaltes y cerámicas, además de ser anticorrosivos, se caracterizan por su resistencia a las altas temperaturas y a la abrasión, por lo que se utilizan para revestir partes de motores térmicos. .Plásticos. Los recubrimientos plásticos son muy resistentes a la oxidación, no conducen la electricidad y suelen ser muy flexibles. Su principal inconveniente es su escasa resistencia al calor. Se emplean para recubrir chapas de acero, componentes eléctricos… .Fosfatación. Las piezas se sumergen en baños de una solución acuosa de fosfato metálico ácido (fosfato ácido de manganeso, cinc, cadmio o sodio) para originar la aparición de una capa de fosfatos metálicos en la superficie del metal que le protegen contra la humedad por ser insolubles en agua. Se emplea como subcapa en el hierro y el acero cuando éstos han de ser posteriormente pintados o plastificados. .Oxidación superficial. La oxidación puede realizarse:

o Por ataque de un ácido (oxidación química).

o Por electrólisis (oxidación anódica).

- Protección empleando inhibidores Los inhibidores son sustancias que, añadidas en proporciones muy pequeñas a un medio corrosivo, permiten reducir o detener la velocidad de corrosión del metal con el que están en contacto, formando un compuesto protector sobre la superficie de dicho metal

- Protección catódica contra la corrosión Es un método empleado en proteger construcciones metálicas en contacto con medios acuosos o que se encuentren simplemente a la intemperie, como tuberías, estructuras, depósitos, barcos, etc. En la protección catódica se conecta el metal a una corriente que se oponga a la fuga de electrones generados en la reacción anódica, que es la que provoca la corrosión. Puede realizarse mediante corriente continua exterior o a través de ánodos de sacrificio. Los ánodos más empleados son de cinc, magnesio, aluminio o aleación de magnesio. Estos metales son sacrificados y se consumen a costa de proteger el metal situado como cátodo.

IMAGEN OXIDAXION:

IMAGEN CORROSION: