CAPÍTULO 3
Ensayo en ccámara de niebla salina
Departamento Ingeniería Mecánica y de los Materiales
Autora: Elena Moreno Pérez
Ingeniero Químico
Tutor: Profesor Dr. D. Laureano Soria Conde
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CAPITULO 3. ENSAYO EXPERIMENTAL EN
CÁMARA DE NIEBLA SALINA.
3.1 Introducción
En este ensayo se exponen una serie de muestras de acero inoxidable
ferrítico, durante un periodo de tiempo determinado, a distintas condiciones
de temperatura, humedad y salinidad en una cámara climática.
La finalidad es evaluar comparativamente el comportamiento de las
superficies de acero inoxidable después del ensayo. La reproducibilidad en
el ensayo es altamente dependiente del tipo de material ensayado, del
criterio de evaluación seleccionado, así como del control de las variables de
la operación, por lo que se incluyen muestras repetidas para poder
establecer la variabilidad de los resultados.
3.2 Selección de probetas a ensayar
3.2.1 Selección de materiales e identificación
Para la realización del estudio, se han seleccionado cuatro tipos de aceros
inoxidables ferríticos, estos son los aceros EN 1.4003, EN 1.4509, EN
1.4521 EN 1.4016.
Los materiales se presentan en tres acabados diferentes, éstos son los
acabados 1D, 2B, BA.
Para cada tipo diferente de material y acabado se ensaya con 6 muestras, y
a 3 de estas muestras se le realizan perforaciones y a las otras tres no. Para
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tener en cuenta la repetibilidad de los resultados, de cada uno de los tipos
diferentes existen 3 muestras exactamente iguales.
A las muestras perforadas se les colocan dos tipos diferentes de arandelas.
Una arandela es de acero y la otra arandela es de teflón. Unidas a 2
tornillos, como se indica en la figura 31.
Fig.31. Planta y alzado del tipo de probeta con las dos perforaciones, las arandelas y el tornilo
En la siguiente tabla se recogen las características de las distintas muestras
seleccionadas:
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ACERO ACABADO ESPESOR CON TORNILLOS SIN TORNILLOS
AO1DF1 AO1DB1
AO1DF2 AO1DB2
AO1DF3 AO1DB3
AA1DF1 AA1DB1
AA1DF2 AA1DB2
AA1DF3 AA1DB3
BX2BF1 BX2BB1
BX2BF2 BX2BB2
BX2BF3 BX2BB3
BABAF1 BABAB1
BABAF2 BABAB2
BABAF3 BABAB3
CO2BF1 CO2BB1
CO2BF2 CO2BB2
CO2BF3 CO2BB3
CABAF1 CABAB1
CABAF2 CABAB2
CABAF3 CABAB3
EX2BF1 EX2BB1
EX2BF2 EX2BB2
EX2BF3 EX2BB3
EXBAF1 EXBAB1
EXBAF2 EXBAB2
EXBAF3 EXBAB3
0,8 mm
0,7 mm
1,2 mm
1,0 mm
1.4003
1.4509
4 mm
6 mm
0,6 mm
0,8 mm
1.4521
1.4016
1D
1D
2B
BA
2B
BA
2B
BA
Tabla.2. Características e identificación de las probetas de ensayo
3.2.2 Análisis de la composición química de los materiales
Es necesario conocer con exactitud la composición de cada una de las
muestras ensayadas, para evaluar cuál es su influencia en el estado de
corrosión de las muestras.
El chequeo de la composición química de los materiales seleccionados se
realiza mediante espectrometría de fluorescencia de rayos X (elementos
mayoritarios) y espectrometría de emisión por chispa y determinador
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automático de nitrógeno, carbono y azufre (LECO)(elementos minoritarios),
obteniéndose los resultados que aparecen en la tabla 3.
IDENTIFICACIÓN ACABADO Si Mn Sn Ni Cu Cr P Mo Ti Nb Co C S N B Al Pb As V
1.4003 1D 0,29 1,40 0,011 0,55 0,13 11,02 0,033 0,03 0,004 0,017 0,02 0,011 0,003 0,0146 0,0016 0,009 0,0004 0,020 0,025
1.4003 1D 0,29 1,40 0,011 0,55 0,14 11,05 0,034 0,03 0.003 0,017 0,02 0,019 0,002 0,0124 0,0014 0,008 0,0004 0,023 0,024
1.4509 2B 0,46 0,26 0,009 0,39 0,05 17,65 0,029 0,04 0,135 0,464 0,02 0,015 0,001 0,0255 0,0016 0,077 0,0005 0,017 0,045
1.4509 BA 0,60 0,29 0,017 0,28 0,08 17,71 0,029 0,02 0,152 0,446 0,02 0,025 0,002 0,0176 0,0012 0,017 0,0005 0,024 0,116
1.4521 2B 0,55 0,54 0,007 0,41 0,17 18,02 0,032 1,98 0,138 0,395 0,02 0,027 0,003 0,0241 0,0034 0,022 0,0006 0,019 0,060
1.4521 BA 0,66 0,28 0,007 0,34 0,06 17,88 0,032 1,84 0,137 0,351 0,02 0,022 0,002 0,0142 0,0019 0,016 0,0008 0,021 0,088
1.4016 2B 0,37 0,64 0,011 0,35 0,08 16,35 0,026 0,01 0,003 0,008 0,02 0,066 0,003 0,0321 0,0012 0,009 0,0004 0,016 0,045
1.4016 BA 0,37 0,34 0,010 0,26 0,05 16,26 0,021 0,01 0,003 0,005 0,02 0,05 0,002 0,0352 0,0016 0,009 0,0004 0,019 0,092
Tabla.3. Composición de las probetas de ensayo
3.3 Ensayo corrosión acelerada en cámara de niebla salina
3.3.1 Condiciones de ensayo
Para la realización de este ensayo y la evaluación posterior del
comportamiento de las muestras, se recurre a la norma interna de Acerinox
(VDA-621-415) aplicación de la norma ASTM B117, que describe como debe
realizarse un ensayo en cámara de niebla salina.
EQUIPOS NECESARIOS PARA EL ENSAYO.
El dispositivo necesario para llevar a cabo este ensayo se puede ver en la
figura 32.
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Depósito de agua destiladaDepósito de solución salina
Cámara de niebla salina
Entrada de aireSalida de aire
Fig.32. Situación y partes por las que está constituido el dispositivo de la cámara de niebla salina
A continuación se detallan cada uno de los aparatos que se observan en la
figura 32.
Cámara
La cámara donde se realizan los ensayos, está construida de una sola pieza
en fibra de vidrio y resina de poliéster conformada en molde, y totalmente
invulnerable a la atmósfera salina, la parte externa está construida a base
de chapa de acero inoxidable AISI304 (18/8).
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Fig.33. Cámara de niebla salina DICOMETAL modelo SSC 400
En su parte delantera derecha, está situado el panel de mando desde donde
se controlan y regulan todas las variables de ensayo. A continuación se
muestra un esquema de las partes integrantes del panel de mandos.
Fig.34. Cuadro de mando de la cámara de niebla salina
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Depósitos
Para poder poner en funcionamiento la cámara de niebla salina y variar la
naturaleza de la niebla salina a agua destilada, se añadieron dos depósitos
de PVC a cada uno de los lados de la cámara, soportados por unas
estanterías de madera.
Depósito entrada de solución salina:
El tamaño del depósito de solución salina es de 50cm de ancho, 87cm de
largo y 30cm de alto
Fig.35. Depósito de solución salina
Depósito entrada agua destilada:
El tamaño del depósito de solución salina es de 40cm de ancho, 70cm de
largo y 30cm de alto.
70
Fig.36. Depósito de agua destilada
Dispositivo entrada de aire
Para producir la niebla tanto salina como la niebla de agua destilada, la
cámara necesita la utilización de aire comprimido, de forma que por el
nebulizador entra una corriente de aire a contracorriente con la solución y a
través del nebulizador se produce la niebla salina.
La presión constante a la que entra el aire comprimido debe estar
comprendida entre una mínima de 3 Bar y una máxima de 6 Bar. En el
ensayo se mantuvo constante a una presión de 4,4 Bar.
71
Fig.37. Manómetro de aire comprimido
Dispositivo entrada de agua de red
Este dispositivo es necesario para el funcionamiento del calderín interior de
la cámara que es capaz de calentar la niebla.
Fig.38. Manómetro de agua de red
72
La presión de trabajo debe estar comprendida entre un mínimo de 2 Bar y
un máximo de 4 Bar, es por ello importante disponer de un regulador de
presión, y también disponer de un filtro para evitar que cualquier impureza
pueda entrar al circuito.
Válvulas de agua destilada y de solución salina
Para poder realizar cada una de las etapas del ciclo ensayado, se dispone de
2 válvulas de forma que cuando, se pase de una etapa de humidificación a
una etapa de niebla salina simplemente se debe cerrar la válvula que
accede al depósito de agua destilada y abrir la válvula de solución salina, tal
y como muestra la figura
Fig.39. Válvulas de entrada de solución salina y agua destilada
73
Desagüe salida agua:
Para evitar que se acumulen los restos de niebla, tanto salina como niebla
de agua destilada en el interior de la cámara, dentro de la cámara hay un
conducto de desagüe (figura 40)
Fig.40. Desagüe de la cámara de niebla salina
Para el correcto funcionamiento de este desagüe, debido a que está a un
nivel inferior al desagüe general del laboratorio de materiales de la Escuela
Técnica Superior de Ingenieros, se tuvo que introducir al dispositivo de la
cámara de niebla salina, una bomba de desagüe, conectada a un depósito
abierto de PVC al que vierte el desagüe de la cámara de niebla salina.
Fig.41. Bomba de desagüe
74
La bomba de la figura 41, es una bomba de evacuación, cuya misión es que
cuando la tubería que une el depósito rectangular a la bomba se llena, esta
se acciona y evacúa esa cantidad de agua salvando la altura hasta el
desagüe de los laboratorios donde está situada la cámara de niebla salina.
La altura que es capaz de vencer es de 6 m, posee un diámetro de
evacuación de 32 mm y el consumo del motor es de 350W.
Fig.42. Dispositivo de desagüe de la cámara de niebla salina
Dispositivo de evacuación de gases:
Los gases generados en la cámara deben evacuarse, ya que a la salida de la
cámara están en estado vapor y debido a la temperatura una vez que salen
de la cámara éstos se enfrían y por tanto se condensan. La obstrucción de
la tubería de extracción de agua puede provocar que se genere una pérdida
de carga tal que el vapor en lugar de salir por la tubería de salida salga por
donde hay menos pérdida de carga, es decir por la tapa de metacrilato de la
75
cámara de niebla salina. Este problema se solventó uniendo la tubería de
desagüe con una T por donde los vapores ascendieran hasta la salida al
exterior del laboratorio, y los condensados salieran por la tubería que
conecta con el depósito de agua. El esquema de la instalación final se puede
ver en la figura 43.
Fig.43. Dispositivo de desagüe de la cámara de niebla salina
CONDICIONES DE OPERACIÓN.
El ensayo se realiza aplicando la norma VDA 621-415, que establece
alternativamente ciclos de niebla salina, condiciones de alta humedad y baja
humedad controlada, a distintas temperaturas. La duración de cada ciclo es
de 7 días.
76
El número de ciclos se determinará en función de la evaluación periódica
que se le vaya realizando a las probetas de ensayo.
La primera fase de niebla salina dura veinticuatro horas, después se
realizan cuatro fases de veinticuatro horas de duración, de las cuales las
primeras 8 horas son de condiciones humidostáticas y las 16 horas
siguientes en condiciones climáticas. Finalmente el ciclo concluye con una
fase de 48 horas en fase climática.
Tipo de ensayo Tiempo de ensayo (horas) Temperatura de ensayo (ºC) Presión de niebla(psi) Humedad (%)
Paso 1 Niebla salina 24 35 21-24
Humidostático 8 40 21-24 100
Climático 16 23 21-24 96
Humidostático 8 40 21-24 100
Climático 16 23 21-24 96
Humidostático 8 40 21-24 100
Climático 16 23 21-24 96
Humidostático 8 40 21-24 100
Climático 16 23 21-24 96
Paso 6 Climático 48 23 21-24 50
Paso 2
Paso 3
Paso 4
Paso 5
Tabla.4. Etapas que dan formación a un ciclo de ensayo
Los ciclos de niebla durante el ensayo se mantienen a caudal constante
tanto de agua destilada como de niebla salina, a un caudal de 1,8 L/h
REACTIVOS NECESARIOS
Durante la realización de los pasos que componen cada ciclo se consumen
una serie de reactivos que previamente hay que preparar según indica la
norma.
77
Agua destilada
Fig.44. Garrafa de 5L de agua destilada
Solución de cloruro de sodio
Se deben disolver en agua una cantidad suficiente de cloruro de sodio que
tenga una conductividad igual o menor de 20 µS/cm, a (25 ± 2) º C, de
forma que se obtenga una concentración en cloruro de sodio de 50 ± 5 g/L.
El pH de ésta solución preparada debe estar dentro del intervalo 6,5 y 7,2 a
(25 ± 2) º C.
Para asegurar que el pH está siempre comprendido entre 6,5 y 7,2 se
procede de la siguiente manera.
VALORACIÓN DEL PH
-Se toma una cantidad de solución preparada en un vaso de precipitado, se
realiza la medida de pH.
-La obtención de un pH comprendido entre 6,5 y 7,2 estará dentro de los
márgenes establecidos.
78
-Si el resultado no se encuentra dentro del intervalo de pH citado, será
necesario añadir a la solución ácido clorhídrico diluido o hidróxido sódico,
según sea el caso, hasta obtener un pH adecuado.
VALORACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN
Para asegurar que la concentración que se obtiene de niebla salina es de 50
±5 g/L, la solución obtenida se valora según el método Morh. A
continuación se pueden ver los pasos a seguir para la realización de la
valoración.
En primer lugar para poder valorar se deben preparar los siguientes
reactivos.
NITRATO DE PLATA ( AGNO3) 0,1N.
Para preparar 500mL de reactivo, pesar con exactitud 8,50g de AgNO3 y
diluirlos con agua destilada hasta 500 mL en un matraz aforado. Agitar
vigorosamente.
Fig.45. Solución de nitrato de plata 0,1N
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CROMATO POTÁSICO (K2CRO4) AL 1% EN PESO
Para preparar 100mL de solución, pesar 1 g de K2CrO4 y diluirlos en agua
destilada hasta 100 mL en un matraz aforado. Agitar vigorosamente.
Fig.46. Solución de cromato potásico
Para preparar 100mL, pesar con exactitud 1g de K2CrO4. Para ello se realiza
el siguiente procedimiento:
1) En un matraz aforado de 100 mL, añadir 5mL (tomados con pipeta )
de la solución preparada. Enrasar con agua destilada y agitar
vigorosamente.
2) Tomar con la pipeta 10mL de la solución contenida en el matraz
aforado, y adicionarlos sobre un vaso de precipitado de 100 mL, junto
con 40 mL de agua destilada (tomados con pipeta) y 1 mL de
disolución de cromato potásico (K2CrO4) al 1%.
80
3) Este preparado ha de valorarse con la solución de nitrato de plata
0,1N, hasta que se aprecie un cambio de color en la disolución (color
rosado).
4) La obtención de un volumen de nitrato de plata comprendido entre
3,4 y 5,1 mL, indicará que la solución preparada tiene una
concentración que se encuentra dentro de los márgenes establecidos.
5) En el caso de que el resultado obtenido no concuerde con lo citado
anteriormente, se modificará la solución añadiendo más cloruro
sódico o agua destilada según sea necesario.
Fig.47. Envase de 1Kg de cloruro de sodio
81
3.3.2 Preparación, identificación y disposición de las probetas
Para la preparación de las réplicas de los distintos materiales se procede a
cortar en cizalla seis probetas de cada material y acabado, de dimensiones
10cmx15cm y, a continuación, se pulen los bordes con disco abrasivo de
carburo de silicio de grano 180 y 320, respectivamente. Posteriormente se
somete a otro pulido con un disco abrasivo de grano 600 para conferir un
acabado más fino (siguiendo la dirección de lijado paralela a la superficie)
con el fin de minimizar la aparición de corrosión en esta zona (efecto
borde).
A cada tres de las seis muestras se les realizan dos perforaciones una para
colocar una arandela de teflón y otra de acero inoxidable, según la figura
31.
Posteriormente, con cada muestra se lleva a cabo el grabado de su
identificación en la esquina inferior derecha con lápiz neumático por la cara
que no va a ser expuesta directamente a la niebla salina. La identificación a
usar se recoge en la tabla 2.
A continuación, se procede a limpiar las muestras con acetona, jabón y
agua, y posteriormente, a su secado con papel de celulosa. Antes de
introducirlas en la cámara climática, se lleva a cabo el montaje del tornillo
que provoca el intersticio, tal como se indica en la figura 48.
82
Fig.48. Detalle de la colocación de tornillo y arandelas antes de comenzar el ensayo.
83
Masa de las probetas antes de introducirse en la cámara de niebla salina:
Tipo
de
acero
Identificación
Masa
antes del
ensayo(g)
Tipo
de
acero
Identificación
Masa antes
del
ensayo(g)
1.4003
AO1DF1 456.44
1.4521
CO2BF1 90.2231
AO1DF2 458.59 CO2BF2 89.9351
AO1DF3 459.77 CO2BF3 90.1453
AO1DB1 457.47 CO2BB1 89.3705
AO1DB2 449.82 CO2BB2 89.6294
AO1DB3 457.44 CO2BB3 89.5147
AA1DF1 701.49 CABAF1 70.4217
AA1DF2 678.16 CABAF2 70.3106
AA1DF3 679.87 CABAF3 69.8351
AA1DB1 674.56 CABAB1 69.7215
AA1DB2 674.56 CABAB2 69.7404
AA1DB3 677.17 CABAB3 69.9882
1.4509
BX2BF1 68.6023
1.4016
EX2BF1 137.3320
BX2BF2 68.7830 EX2BF2 139.5556
BX2BF3 68.8801 EX2BF3 135.7393
BX2BB1 67.3204 EX2BB1 136.0236
BX2BB2 68.0139 EX2BB2 134.8867
BX2BB3 68.4651 EX2BB3 138.6636
BABAF1 91.8566 EXBAF1 116.0070
BABAF2 91.7415 EXBAF2 115.9432
BABAF3 91.8665 EXBAF3 115.0641
BABAB1 90.6531 EXBAB1 114.8421
Tabla.5. Masa de las probetas antes de comenzar el ensayo
El aspecto de las probetas antes de ser ensayadas se recoge en las
siguientes tablas 6, 7, 8 y 9.
84
EN 1. 4003
Tabla.6. Estado de las probetas antes de comenzar el ensayo
AA1D
B1AA
1DB2
AA1D
B3AO
1DB1
AO1D
B2AO
1DB3
AA1D
F1AA
1DF2
AA1D
F3AO
1DF1
AO1D
F2AO
1DF3
85
EN 1.4016
Tabla.7. Estado de las probetas antes de comenzar el ensayo
EX2B
B1EX
2BB2
EX2B
B3EX
BAB1
EXBA
B2EX
BAB3
EX2B
F1EX
2BF2
EX2B
F3EX
BAF1
EXBA
F2EX
BAF3
86
EN 1. 4509
Tabla.8. Estado de las probetas antes de comenzar el ensayo
BX2B
B1BX
2BB2
BX2B
B3BA
BAB1
BABA
B2BA
BAB3
BX2B
F1BX
2BF2
BX2B
F3BA
BAF1
BABA
F2BA
BAF3
87
EN 1.4521.
Tabla.9. Estado de las probetas antes de comenzar el ensayo
CO2B
B1CO
2BB2
CO2B
B3CA
BAB1
CABA
B2CA
BAB3
CO2B
F1CO
2BF2
CO2B
F3CA
BAF1
CABA
F2CA
BAF3
88
DISPOSICIÓN DE LAS PROBETAS
Para la correcta distribución de las muestras en la cámara, se debe tener en
cuenta que no debe existir contacto entre ellas, para permitir la libre
circulación de la niebla y que no se produzca goteo de unas muestras a
otras.
Existen varios tipos de soportes para disponer las probetas en el interior de
la cámara, de forma que su superficie se encuentra paralela a la dirección
principal del flujo de niebla salina.
Es fundamental que en la elección del soporte de la cámara de niebla salina
se evite que se genere acumulación de líquido en la zona inferior de la
probeta. En el soporte que se ve a continuación, la zona inferior solamente
dispone de dos agujeros para que evacúe la cantidad de niebla que pasa por
la cara expuesta de la probeta que es insuficiente para que no se produzca
la acumulación.
Fig.49. Soporte de probetas antigüo
89
Para evitar el problema de la acumulación, se optó por fabricar otro tipo de
soporte, este soporte está compuesto por 2 láminas de metacrilato, unidas
por tornillos como se puede observar en la figura 50.
Fig.50. Soporte de probetas nuevo
De esta manera la niebla que pasa por la cara expuesta de la muestra
puede evacuar hasta el fondo de la cámara de niebla salina y se evita la
acumulación.
En la siguiente tabla se recoge la disposición de las muestras en la cámara
climática.
90
A
A
1
D
F
2
B
A
B
A
F
2
C
A
B
A
F
2
E
X
B
A
F
2
A
A
1
D
B
2
B
A
B
A
B
2
C
A
B
A
B
2
E
X
B
A
B
2
A
O
1
D
F
3
B
X
2
B
F
3
C
O
2
B
F
3
E
X
B
A
F
3
A
O
1
D
B
3
B
X
2
B
B
3
C
O
2
B
B
3
E
X
2
B
B
3
A
A
1
D
F
3
B
A
B
A
F
3
C
A
B
A
F
3
E
X
B
A
F
3
A
A
1
D
B
3
B
A
B
A
B
3
C
A
B
A
B
3
E
X
B
A
B
3
A
O
1
D
F
1
B
X
2
B
F
1
C
O
2
B
F
1
E
X
2
B
F
1
A
O
1
D
B
1
B
X
2
B
B
1
C
O
2
B
B
1
E
X
2
B
B
1
A
A
1
D
F
1
B
A
B
A
F
1
C
A
B
A
F
1
E
X
B
A
F
1
A
A
1
D
B
1
B
A
B
A
B
1
C
A
B
A
B
1
E
X
B
A
B
1
A
O
1
D
F
2
B
X
2
B
F
2
C
O
2
B
F
2
E
X
2
B
F
2
A
O
1
D
B
2
B
X
2
B
B
2
C
O
2
B
B
2
E
X
2
B
B
2
Tabla.10. Orden de las probetas durante el ensayo de cámara de niebla salina
Con esta disposición se pretende que las probetas que son iguales no estén
en la misma zona sino lo máximo separadas posible.
3.3.3 Evaluación de las probetas durante el ensayo
PRIMER CICLO DEL ENSAYO
Tras el primer ciclo de ensayo compuesto por 6 etapas como se explica en
la tabla 4, ya se obtuvieron las primeras diferencias entre las probetas
ensayadas.
91
En concreto tras la finalización de la primera etapa en las 12 probetas del
acero EN 1.4003 aparecieron signos de corrosión, en particular en las 6
probetas del acero EN.1.4003 de espesor 4 mm la corrosión fue total,
mientras que en las probetas del mismo tipo de acero de espesor 6 mm
aparecieron manchas de corrosión parcial en la superficie de la probeta.
Fig.51. Estado de las probetas tras la finalización del primer ciclo
En el resto de probetas los cambios no fueron tan significativos lo que
aparecieron generalmente fueron manchas de óxido por la zona de los
cantos de las probetas.
92
Fig.52. Detalle de la oxidación del canto en la probeta EXBAF1
Fig.53. Detalle de la oxidación en la probeta EX2BF2
En el resto de probetas del acero EN 1.4016 se observan por los cantos
manchas de óxido. También se observa que tanto en la probeta EX2BB2 y
en la EX2BB3 aparece el primer signo de corrosión alrededor de la arandela
de acero.
93
SEGUNDO CICLO DE ENSAYO
En el segundo ciclo los signos de corrosión no fueron tan rápidos, es decir,
en cuanto a las probetas del acero EN 1.4003 de espesor 6 mm se
apreciaron más signos de corrosión, pero poco con respecto a los
producidos en el primer ciclo.
Fig.54. Estado de las probetas tras la finalización del segundo ciclo
En las probetas del acero EN 1. 4016, aparecieron alrededor de 5 arandelas
de teflón signos de corrosión, en concreto en las probetas EX2BB2, EX2BB1,
EX2BB3, EXBAB3, EXBAB2. Las manchas de estas probetas, aunque
94
pequeñas, aumentaron con respecto a las del primer ciclo, apareciendo
también pequeñas manchas en la probeta CABAF3.
Fig.55. Detalle de las arandelas de acero y teflón de la probeta EXBAB3
TERCER CICLO DE ENSAYO
Los cambios experimentados en las probetas en este ensayo no fueron
muchos, ya que el estado de las probetas en este ciclo permaneció muy
parecido al obtenido tras el segundo ciclo.
95
Fig.56. Estado de las probetas tras la finalización del tercer ciclo
CUARTO CICLO DE ENSAYO
Durante este ciclo se empezaron a producir más signos de corrosión, sobre
todo en probetas que en los anteriores ciclos no habían sufrido ningún
cambio.
96
Fig.57. Estado de las probetas tras la finalización del cuarto ciclo
En este caso además de aumentar el grado de corrosión en las probetas de
los aceros EN. 1.4003, y en las probetas EN 1.4016, también se obtuvieron
cambios en las probetas EN.1.4509 y en las EN 1.4521, aunque en mucho
menor grado.
En la figura 57 se aprecia el diferente grado de corrosión producido en las
probetas. Los signos que se empiezan a producir en las probetas como la
CABAF3, son el inicio de pequeñas manchas de óxido. Alrededor de las
arandelas de teflón de las probetas BABAB3, BABAB2, BX2BB1, BX2BB2,
BABAF3, la CO2BB3 aparecen también las primeras manchas de corrosión.
En el caso de la arandela de acero aparecen manchas de óxido alrededor de
las probetas CABAB3, CO2BB3, CABAB, BX2BB1.
97
Fig.58. Detalle de las probetas tras la finalización del cuarto ciclo
QUINTO CICLO DE ENSAYO
En este ciclo, es cuando se decidió parar el ensayo ya que había signos de
corrosión en todas las probetas. El grado de corrosión, se describirá y
analizará en el siguiente apartado, cuando se realicen fotografías
individuales de todas las probetas y se puedan evaluar las diferencias.
98
Fig.59. Estado de las probetas tras la finalización del quinto ciclo
3.3.4 Descripción de resultados
3.3.4.1 Resultados cualitativos
DESCRIPCIÓN GENERAL POR TIPOS DE ACEROS
Una vez concluido el ensayo se procedió a la toma de fotografías de cada
una de las muestras con el fin de poder describir el comportamiento de las
probetas.
Las muestras se agruparon en primer lugar por tipo de acero para ver si
existen diferencias significativas.
En primer lugar el grupo de las 12 probetas de acero EN 1. 4003, fueron las
que más afectadas por la corrosión se vieron, mostrando a simple vista
grandes manchas de óxido.
99
Tabla.11. Estado de las probetas EN 1.4003 tras finalizar el ensayo
AA
1DB1
AA
1DB2
AA
1DB3
AO
1DB1
AO
1DB2
AO
1DB3
AA
1DF1
AA
1DF2
AA
1DF3
AO
1DF1
AO
1DF2
AO
1DF3
EN 1
.400
3
100
En segundo lugar el grupo de las 12 probetas del acero EN 1.4016, fueron
las segundas en apariencia de manchas de corrosión. Aunque las manchas
en este tipo de acero son más pequeñas que en el caso del acero EN
1.4003.
Tabla.12. Estado de las probetas EN 1.4016 tras finalizar el ensayo
EXBA
B1EX
BAB2
EXBA
B3EX
2BB1
EX2B
B2EX
2BB3
EXBA
F1EX
BAF2
EXBA
F3EX
2BF1
EX2B
F2EX
2BF3
EN 1
.401
6
101
En tercer lugar las 12 probetas del acero EN 1. 4509, aparentemente
tuvieron un grado de corrosión inferior a los dos grupos anteriores, sólo
mostrando pequeñas manchas de óxido, y con mayor grado alrededor de
las arandelas.
Tabla.13. Estado de las probetas EN 1.4509 tras finalizar el ensayo
BABA
B1BA
BAB2
BABA
B3BX
2BB1
BX2B
B2BX
2BB3
BABA
F1BA
BAF2
BABA
F3BX
2BF1
BX2B
F2BX
2BF3
EN 1
.450
9
102
Por último el cuarto grupo de aceros es en el que apareció menos signos de
corrosión es decir el acero EN 1.4521.
Tabla.14. Estado de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
CABA
B1CA
BAB2
CABA
B3CO
2BB1
CO2B
B2CO
2BB3
CABA
F1CA
BAF2
CABA
F3CO
2BF1
CO2B
F2CO
2BF3
EN 1
.452
1
103
DESCRIPCIÓN OBTENIDA ENTRE LOS DISTINTOS TIPOS DE ACABADOS DE UN MISMO DE ACERO
A continuación se realizará una descripción del conjunto de las 6 probetas,
que pertenecen al mismo tipo de acero y al mismo tipo de acabado.
Tabla.15. Estado de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
AA1D
B1AA
1DB2
AA1D
B3AO
1DB1
AO1D
B2AO
1DB3
AA1D
F1AA
1DF2
AA1D
F3AO
1DF1
AO1D
F2AO
1DF3
EN 1
.400
3
104
En este tipo de acero EN 1.4003 únicamente se ha ensayado con un mismo
tipo de acabado el acabado en caliente 1D, pero la diferencia entre el primer
grupo y el segundo es el espesor entre ambos grupos es decir, todas las
probetas que componen el primer grupo poseen un espesor de 4 mm
mientras que las probetas del segundo grupo poseen un espesor de 6 mm.
A la vista de los resultados obtenidos es claro que las probetas de menor
espesor han sufrido un mayor grado de corrosión, que las de mayor
espesor.
AO1DB1 AO1DB2 AO1DB3
AO1DF1 AO1DF2 AO1DF3
EN 1.4003
Tabla.15. Estado de las probetas EN 1.4003 de espesor 4mm, laminadas en caliente, tras finalizar el ensayo
El grado de corrosión es tal
que en este tipo de acero,
aparentemente parece que
se ha producido corrosión
generalizada, ya que no
hay superficie que quede
sin que esté manchada de
producto de corrosión.
105
AA1DB1 AA1DB2 AA1DB3
AA1DF1 AA1DF2 AA1DF3
EN-1.4003
Tabla.16. Estado de las probetas EN 1.4003, de espesor 6mm, laminadas en caliente tras
finalizar el ensayo
En este caso, el grado de
corrosión es menor, ya que
aún siendo el mismo tipo y
acabado, el espesor de las
probetas es diferente, este
tipo tiene mayor espesor y
tras la finalización del
ensayo presenta muchas
manchas de producto de
corrosión y grandes
picaduras por toda la
superficie de las probetas.
106
Tabla.17. Estado de las probetas EN 1.4016 tras finalizar el ensayo
Entre estos dos tipos de grupos de probetas las diferencias son bastante
significativas, en este caso de un mismo tipo de acero como es el acero EN
1.4016, existen dos acabados diferentes, gracias a esto se podrá analizar la
influencia que ejerce el acabado sobre un tipo de acero. En los dos tipos de
EXBA
B1EX
BAB2
EXBA
B3EX
2BB1
EX2B
B2EX
2BB3
EXBA
F1EX
BAF2
EXBA
F3EX
2BF1
EX2B
F2EX
2BF3
EN 1.
4016
107
acabados aparecen productos de corrosión, pero de maneras diferentes a
continuación en las tablas 18 y 19 se describirán estas diferencias.
EXBAB1 EXBAB2 EXBAB3
EXBAF1 EXBAF2 EXBAF3
EN 1.4016 (Acabado BA)
Tabla.18. Estado de las probetas EN 1.4016, con acabado en frio BA tras finalizar el ensayo
En este conjunto de
probetas, la
corrosión aparece en
mayor medida en las
probetas no
perforadas en forma
de manchas
dispersas alrededor
de toda la superficie,
mientras que en las
perforadas los
productos de
corrosión se centran
alrededor de las
arandelas.
108
EX2BB1 EX2BB2 EX2BB3
EX2BF1 EX2BF2 EX2BF3
EN 1.4016 (Acabado 2B)
Tabla.19. Estado de las probetas EN 1.4016, con acabado en frio 2B tras finalizar el ensayo
En este conjunto de
probetas los productos
de corrosión en el caso
de las probetas no
perforadas se centra
fundamentalmente, en
el efecto de borde, es
decir la corrosión se
inicia en el borde y se
produce chorreo por
toda la superficie. En el
caso de las probetas
perforadas, el producto
de corrosión se centra
más en las
perforaciones, aunque
también aparecen
manchas por la
superficie de las
probetas perforadas.
109
Tabla.20. Estado de las probetas EN 1.4509 tras finalizar el ensayo
BABA
B1BA
BAB2
BABA
B3BX
2BB1
BX2B
B2BX
2BB3
BABA
F1BA
BAF2
BABA
F3BX
2BF1
BX2B
F2BX
2BF3
EN 1
.450
9
110
En este caso también se dispone de dos acabados diferentes de un mismo
tipo de acero, de los acabados en frio BA y 2B, en las tablas 21 y 22 se
describirán los efectos producidos.
BABAB1 BABAB2 BABAB3
BABAF1 BABAF2 BABAF3
EN 1.4509
Tabla.21. Estado de las probetas EN 1.4509, con acabado en frio BA tras finalizar el ensayo
Los signos de
corrosión no son tan
evidentes en este
tipo de acabado, ya
que los productos de
corrosión en el caso
de las probetas
perforadas, se centra
en el efecto borde y
alrededor de las
arandelas, mientras
que en las probetas
no perforadas, sólo
se ven pequeñas
manchas en la
superficie, y no
apreciándose el
efecto borde.
111
BX2BB1 BX2BB2 BX2BB3
BX2BF1 BX2BF2 BX2BF3
EN 1.4509
Tabla.22. Estado de las probetas EN 1.4509, con acabado en frio 2B tras finalizar el ensayo
Por último el grupo de probetas del acero EN 1.4521. En este grupo
también se ensayó con dos tipos diferentes de acabado en frio, es decir en
acabado 2B y BA. A continuación en las tablas 23, 24 y 25 se describen los
efectos producidos.
En el conjunto de
estas probetas los
productos de
corrosión se centran
alrededor de las
arandelas en el caso
de las probetas
perforadas, mientras
que en las probetas
no perforadas, se ven
pequeñas manchas
alrededor de toda la
superficie expuesta.
112
Tabla.23. Estado de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
CABA
B1CA
BAB2
CABA
B3CO
2BB1
CO2B
B2CO
2BB3
CABA
F1CA
BAF2
CABA
F3CO
2BF1
CO2B
F2CO
2BF3
EN 1
.452
1
113
CABAB1 CABAB2 CABAB3
CABAF1 CABAF2 CABAF3
EN 1. 4521
Tabla.24. Estado de las probetas EN 1.4521, con acabado en frio BA tras finalizar el ensayo
En este tipo de
probetas, se
observan diferencias,
ya que en las
probetas perforadas,
el producto de
corrosión se centra
alrededor de las
arandelas, mientras
que en las probetas
no perforadas el
producto de corrosión
se observa por la
superficie de la
probeta en forma de
pequeñas manchas.
114
CO2BB1 CO2BB2 CO2BB3
CO2BF1 CO2BF2 CO2BF3
EN 1.4521
Tabla.25. Estado de las probetas EN 1.4521, con acabado en frio 2B tras finalizar el ensayo
En este caso las
probetas perforadas,
muestran alrededor
de sus arandelas
manchas de óxido,
sin embargo las
probetas no
perforadas muestran
un estado bastante
limpio, sólo
apreciándose
pequeñas manchas
en la superficie
expuesta.
115
Estos dos tipos de grupos diferentes de probetas con diferentes acabados,
se comportan de manera más parecida, es decir no existen diferencias tan
claras entre los dos grupos. En el primer grupo se observa que de las tres
probetas perforadas aparecen manchas de óxido tanto por los cantos como
alrededor de las arandelas. Este comportamiento en el caso de las probetas
no perforadas no es tan significativo sino que aparecen indicios de comienzo
de manchas alrededor de toda la superficie de las probetas. En el segundo
grupo el comportamiento es parecido al del primer grupo. En el caso de las
tres probetas perforadas, la oxidación se concentra tanto en los cantos
como alrededor de las probetas, y en las tres probetas no perforadas las
manchas de óxido comienzan a aparecer por toda la superficie de las
probetas.
DESCRIPCIÓN OBTENIDA ENTRE LOS DISTINTOS TIPOS DE ARANDELA EN UN MISMO TIPO DE ACERO Y ACABADO
En este punto para poder describir con más detalle las perforaciones en
cada uno de los tipos de arandela, se procede a quitar los tornillos de las
probetas perforadas, para poder examinar el grado de corrosión bajo las
arandelas, y se realizan fotografías.
116
Tabla.26. Estado de las probetas EN 1.4003 tras finalizar el ensayo
AA1D
B1AA
1DB2
AA1D
B3AO
1DB1
AO1D
B2AO
1DB3
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
EN 1.
4003
117
Debido al alto grado de corrosión aparecido en este tipo de acero no se
puede distinguir cual es la acción en las zonas puntuales de las
perforaciones.
Tabla.27. Estado de las probetas EN 1.4016 tras finalizar el ensayo
EXBA
B1EX
BAB2
EXBA
B3EX
2BB1
EX2B
B2EX
2BB3
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
EN 1.
4016
118
Como puede apreciarse en las imágenes, existen diferencias significativas
entre la cantidad y tipo de arandela donde se concentran los productos de
corrosión. A continuación se analiza cada grupo de probetas iguales, es
decir mismo acero y mismo acabado.
EXBAB1 EXBAB2 EXBAB3
Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo
EN 1.4016
Tabla.28. Estado de las probetas EN 1.4016 tras finalizar el ensayo
Las manchas de
óxido se
concentran más
alrededor de la
arandela de
acero, siendo
menos
significativas
estas manchas
en la arandela de
teflón.
119
EX2BB1 EX2BB2 EX2BB3
Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo
EN 1.4016
Tabla.29. Estado de las probetas EN 1.4016 tras finalizar el ensayo
Las manchas de
óxido se
concentran más
alrededor de la
arandela de
teflón, siendo
menos
significativas
estas manchas
en la arandela
de acero.
120
Tabla.30. Estado de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
CABA
B1CA
BAB2
CABA
B3CO
2BB1
CO2B
B2CO
2BB3
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
EN 1.
4521
121
Las manchas de óxido en este tipo de acero son menores que en los
anteriores.
CABAB1 CABAB2 CABAB3
Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo
EN 1.4521
Tabla.31. Estado de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
CO2BB1 CO2BB2 CO2BB3
Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo
EN 1.4521
Tabla.32. Estado de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
Las manchas de
óxido son muy
pequeñas pero aún
así se produce
mayor
concentración de
éstas en la
arandela de acero.
En este caso no
existen diferencias
claras entre ambos
tipos de arandelas,
ya que aparecen
manchas tanto
alrededor de la
arandela de teflón
como alrededor de la
arandela de acero.
122
Tabla.33. Estado de las probetas EN 1.4509 tras finalizar el ensayo
BABA
B1BA
BAB2
BABA
B3BX
2BB1
BX2B
B2BX
2BB3
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
Deta
lle ag
ujer
o sin
torn
illo
EN 1.
4509
123
BABAB1 BABAB2 BABAB3
Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo
EN 1.4509
Tabla.34. Estado de las probetas EN 1.4509 tras finalizar el ensayo
BX2BB1 BX2BB2 BX2BB3
Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo
EN 1.4509
Tabla.35. Estado de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
Las manchas se
concentran en
mayor grado
alrededor de la
arandela de teflón,
en cambio
alrededor de la
arandela de acero
las manchas son
menores.
En este caso no
existen diferencias
claras entre ambos
tipos de arandelas,
ya que aparecen
manchas tanto
alrededor de la
arandela de teflón
como alrededor de la
arandela de acero.
124
DESCRIPCIÓN DE LA CANTIDAD Y FORMA DE PICADURAS E INTERSTICIOS ALREDEDOR DE LA PERFORACIÓN
Tras la finalización del ensayo y la toma de fotografías se procede a la
limpieza de las probetas, para poder evaluar el resultado en función de la
pérdida de masa que sufren las probetas como diferencia entre lo que
pesaban al inicio del ensayo y lo que pesan tras finalizar la limpieza de las
probetas.
La limpieza se realiza sólo en 2 de los 3 tipos de probetas iguales que hay
de cada uno de los grupos de probetas.
Esta limpieza se realiza siguiendo la norma ASTM G1-03, donde se
describe la manera de realizar la preparación, limpieza y evaluación en
ensayos de corrosión.
En un primer lugar se comienza lavando las probetas con agua destilada y
acetona, pero no se consigue que desaparezcan todos los restos de óxido.
Según lo que establece la norma se prosigue intentando la limpieza con
métodos mecánicos, utilizándose un cepillo de forma que no produjera
arañazos en el acero inoxidable. Como la limpieza utilizando este tipo de
método tampoco resulta, finalmente se opta por utilizar métodos químicos.
La limpieza química se realiza sumergiendo las probetas en una solución de
un litro de volumen compuesta por 100 mL de ácido nítrico, y enrasándose
con agua destilada hasta completar el litro de solución, esta solución se
calienta a 60ºC y se mantiene sumergidas a las probetas durante 60
minutos .
Con este tipo de método se consigue eliminar los restos de óxidos de las
probetas a excepción, de las probetas con mayor cantidad de óxido como
son las del tipo de acero EN 1.4003. Para este caso se opta por utilizar un
método de limpieza química más agresivo como es el C.7.5 del anexo de la
norma ASTM G1- 03, en este caso la solución química se compone de 100
125
mL de ácido nítrico, 20 mL de ácido fluorhídrico, y con agua destilada hasta
completar 1000 mL de solución.
Una vez limpiadas las muestras, se realiza sobre ellas unas fotografían con
aumento para poder observar el grado de daño que se ha producido al
material.
Tras la limpieza se decide no fotografiar a las probetas pertenecientes al
acero EN 1.4003, ya que es tal su grado de corrosión generalizada que no
se aprecia cual es la diferencia existente entre la arandela de teflón y de
acero ya que independientemente de su influencia el material es tan poco
noble que por si sólo no es capaz de resistir una atmósfera con cloruros.
Tabla.36. Macrografía de las probetas EN 1.4016 acabado BA tras finalizar el ensayo
126
De la figura 36 se observa que el acero EN 1.4016 con acabado BA, ha
sufrido alrededor de la arandela de acero un gran ataque, con respecto al
ataque sufrido alrededor de la arandela de teflón, observándose grandes
instersticios y picaduras. Por un lado se observa que en la arandela de
teflón aunque hay corrosión es menor y que no se ataca al material, sin
embargo en la arandela de acero se observa por un lado que el material se
ve atacado y que la corrosión debida a la arandela de acero debida a los
intersticios producidos entre el material, la arandela, y entre los productos
de corrosión es mayor.
EX2BB2 (Sin limpiar) Arandela de teflón EX2BB2 Arandela de acero EX2BB2
EX2BB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón EX2BB3 Arandela de acero EX2BB3
EN 1.4016
Tabla.37. Macrografía de las probetas EN 1.4016 acabado 2B tras finalizar el ensayo
En cuanto al acabado BA, el cambio es bastante significativo con respecto a
las del mismo acero pero acabado 2B, aquí el producto de corrosión se
centra alrededor de la arandela de teflón, en ambas probetas, pero aún así
127
el grado de ataque del material ha sido mucho menor que en el caso del
acero EN 1.4016 acabado BA.
BABAB1 (Sin limpiar) Arandela de teflón BABAB1 Arandela de acero BABAB1
BABAB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón BABAB3 Arandela de acero BABAB3
EN 1.4509
Tabla.38. Macrografía de las probetas EN 1.4509 tras finalizar el ensayo
El caso de las probetas EN 1.4509 acabado BA, se aprecia que los productos
de corrosión en mayor medida se centran alrededor de la arandela de
teflón, mientras que en la arandela de acero no hay muchos restos de
corrosión, en las fotografías aumentadas, se aprecia que el ataque al
material ha sido escaso, apareciendo en mayor grado algunos intersticios
alrededor de la arandela de teflón y algunas pequeñas picaduras.
128
BX2BB2 (Sin limpiar) Arandela de teflón BX2BB2 Arandela de acero BX2BB2
BX2BB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón BX2BB3 Arandela de acero BX2BB3
EN 1.4509
Tabla.39. Macrografía de las probetas EN 1.4509 tras finalizar el ensayo
En este caso el de los tipos de acero EN 1. 4509, en una de las probetas la
corrosión se muestra alrededor de la arandela de acero, viéndose atacado
por bastantes picaduras e intersticios el material, sin embargo en la probeta
BX2BB3 el producto de corrosión se centra alrededor de la arandela de
teflón, pero el ataque al material ha sido mucho menor.
129
CABAB1 (Sin limpiar) Arandela de teflón CABAB1 Arandela de acero CABAB1
CABAB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón CABAB3 Arandela de acero CABAB3
EN 1.4521
Tabla.40. Macrografía de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
El conjunto de probetas perteneciente al acero EN 1. 4521 acabado BA, ha
resistido bastante bien a la corrosión, en las fotografías de las probetas sin
limpiar se aprecia que la corrosión se centra en la arandela de acero, pero
tras la limpieza y realizar fotografías no se aprecia que el material se haya
visto afectado.
130
CO2BB2 (Sin limpiar) Arandela de teflón CO2BB2 Arandela de acero CO2BB2
CO2BB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón CO2BB3 Arandela de acero CO2BB3
EN 1.4521
Tabla.41. Macrografía de las probetas EN 1.4521 tras finalizar el ensayo
En el caso de las probetas de acero EN1.4521acabado 2B, aunque
aparentemente en la imagen extraída de la probeta sin limpiar pueda verse
que la zona más afectada sea la zona bajo la arandela de acero, al igual que
ocurría con las de acabado BA, el material no se ve afectado.
131
3.3.4.2 Resultados cuantitativos
Tras pesar cada una de las dos probetas limpias de cada tipo diferente de
acero, se obtienen los siguientes resultados, que se indican en la tabla 42.
Tipo de acero IdentificaciónMasa antes
del ensayo (g)
Masa tras
limpiezaDiferencia Tipo de acero Identificación
Masa antes
del ensayo (g)
Masa tras
limpiezaDiferencia
AO1DF1 456,44 CO2BF1 90,2231
AO1DF2 458,59 446,85 11,74 CO2BF2 89,9351 89,9357 -0,0006
AO1DF3 459,77 453,28 6,49 CO2BF3 90,1453 90,1433 0,0020
AO1DB1 457,47 CO2BB1 89,3705
AO1DB2 449,82 436,91 12,91 CO2BB2 89,6294 89,6308 -0,0014
AO1DB3 457,44 438,28 19,16 CO2BB3 89,5147 89,5142 0,0005
AA1DF1 701,49 690,06 11,43 CABAF1 70,4217 70,4201 0,0016
AA1DF2 678,16 CABAF2 70,3106
AA1DF3 679,87 665,67 14,2 CABAF3 69,8351 69,8360 -0,0009
AA1DB1 674,56 655,69 18,87 CABAB1 69,7215 69,7216 -0,0001
AA1DB2 674,56 CABAB2 69,7404
AA1DB3 677,17 674,66 2,51 CABAB3 69,9882 69,9881 0,0001
BX2BF1 68,6023 EX2BF1 137,3320
BX2BF2 68,7830 68,7845 -0,0015 EX2BF2 139,5556 139,5498 0,0058
BX2BF3 68,8801 68,8805 -0,0004 EX2BF3 135,7393 135,7294 0,0099
BX2BB1 67,3204 EX2BB1 136,0236
BX2BB2 68,0139 68,0120 0,0019 EX2BB2 134,8867 134,8806 0,0061
BX2BB3 68,4651 68,4666 -0,0015 EX2BB3 138,6636 138,6560 0,0076
BABAF1 91,8566 91,8569 -0,0003 EXBAF1 116,0070 116,0032 0,0038
BABAF2 91,7415 EXBAF2 115,9432
BABAF3 91,8665 91,8671 -0,0006 EXBAF3 115,0641 115,0562 0,0079
BABAB1 90,6531 90,6519 0,0012 EXBAB1 114,8421 114,8342 0,0079
BABAB2 91,3056 EXBAB2 115,1737
BABAB3 91,0317 91,0315 0,0002 EXBAB3 114,5080 114,5024 0,0056
1.4003 1.4521
1.4509 1.4016
Tabla.42. Pérdida de masa de las probetas tras la limpieza
Como se puede observar el grupo de probetas que pierde mayor masa es el
grupo de acero EN 1.4003, esto hace pensar que el tipo de corrosión que se
haya producido sea generalizada, ya que este tipo de corrosión se
caracteriza por su gran pérdida de masa.
Las siguientes en pérdida de masa fueron las probetas EN 1. 4016, y por
último el grupo de probetas EN1.4521 y EN 1.4509 no sólo no perdieron
masa sino que algunas ganaron masa.
132
3.4 Discusión de los resultados obtenidos
Una vez descritas todas las probetas de ensayo, se debe analizar los datos
obtenidos para ver cuál ha sido el comportamiento de las muestras en el
ensayo.
En un primer lugar se deben conocer las variables a estudiar en el ensayo.
Estas variables son 4, la primera es la composición de las probetas, la
segunda el acabado que poseen las probetas, la tercera la influencia del
agujero y los resquicios producidos en las probetas, y la última variable, la
influencia de la naturaleza de la arandela.
Es claro que de estas 4 variables la más influyente ha sido la composición
de las probetas, ya que como se describió en el apartado 3.3.4 de
descripción de resultados, las diferencias fundamentales se produjeron por
tipo de acero. Esto es debido a que la cantidad de los elementos cromo y
molibdeno en los aceros, son los que aportan más resistencia a la corrosión,
para expresar esta influencia existe un factor que mide la resistencia a la
corrosión por picaduras en los aceros.
En dicho factor (conocido como PRE pitting corrosion equivalent) se
contempla la influencia de estos dos elementos, dando mayor importancia al
contenido en molibdeno.
PRE=%Cr+3.3x%Mo
Para saber la resistencia a la corrosión de estos aceros ensayados, basta
con sustituir las cantidades de estos elementos en la fórmula del valor de
resistencia a las picaduras (PRE).
133
Acero EN 1. 4003
PRE=%Cr+3.3x%Mo
Acero EN 1. 4003 ( 4mm)
PRE=11,02 +3,3 x 0,03=11,119
Acero EN 1.4003 (6mm)
PRE=11,05 + 3,3 x 0,03=11,149
Acero EN 1. 4016
PRE=%Cr+3.3x%Mo
Acero EN 1.4016 acabado 2B
PRE=16,35 + 3,3 x 0,01= 16,383
Acero EN 1.4016 acabado BA
PRE=16,26 + 3,3 x 0,01= 16,293
Acero EN 1. 4509
PRE=%Cr+3.3x%Mo
Acero EN 1.4509 acabado 2B
PRE=17,65 + 3.3 x 0,04 = 17,782
Acero EN 1.4509 acabado BA
PRE=17,71 + 3.3 x 0,02= 17,776
134
Acero EN 1.4521
PRE=%Cr+3.3x%Mo
Acero EN 1.4521 acabado 2B
PRE=18,02 + 3.3 x 1,98 = 24,554
Acero EN 1.4521 acabado BA
PRE=17,88 + 3.3 x 1,84= 23,952
Tras calcular el valor de resistencia a la corrosión (PRE) de todos los acero
ensayados, se comprueba que el acero que tiene un valor menor a la
resistencia por picaduras es el acero EN 1.4003, el segundo es el acero EN
1.4016, el tercero el acero EN 1.4509 y el cuarto el acero EN 1.4521.
Se comprueba experimentalmente en este ensayo que el contenido de estos
dos elementos, cromo y molibdeno, es fundamental, ya que dentro del
apartado 3.3.4.1 de resultados cualitativos, en descripción general, se
describió que las probetas que mayor corrosión tuvieron corresponden con
las que tienen un menor valor PRE, y viceversa, es decir las que menor
corrosión tuvieron son las que mayor valor de PRE.
El acero que mejor ha resistido la corrosión en este ensayo ha sido el acero
EN 1.4521 o también conocido como acero superferrítico (ELI).
La segunda variable a analizar es el acabado que poseen las muestras.
Para poder realizar un mejor análisis, se dejará constante la variable tipo de
acero y se analizará el efecto de los diferentes acabados dentro de un
mismo tipo de material.
Son 3 los diferentes tipos de acabados con los que se ensayaron las
probetas, es decir, acabado en caliente 1D, y dos acabados en frio; el
acabado 2B y BA. El acabado en caliente es el que poseen las probetas EN
1.4003, y dentro de este acabado se ensayó con probetas de diferente
espesor, es decir, probetas de 4mm y de 6 mm. Las probetas de 4 mm
135
presentan mayor grado de corrosión que las de 6 mm, pero en ambos casos
este tipo de acabado es el que peor se comporta en las condiciones
ensayadas.
Los demás tipos de aceros inoxidables ensayados, es decir, el acero EN
1.4016, EN 1.4509, EN 1.4521, se ensayaron tanto con acabado 2B como
con BA. El acabado BA, al ser más brillante, debido a su tratamiento en
horno con atmósfera inerte y posterior pulido, deja una superficie mucho
más homogénea. Esta homogeneidad podría incitar a pensar que este tipo
de acero resiste mejor la corrosión en atmósfera salina, pero a la vista de
los resultados obtenidos, no se puede afirmar esto, ya que en ambos
acabados superficiales aparecen tanto picaduras como intersticios en los
alrededores de las perforaciones y en la superficie expuesta de las probetas
los resultados con ambos acabados son parecidos. No se puede discernir en
qué tipo de acabado en frio resiste mejor a las condiciones ensayadas.
La tercera variable a analizar es la influencia de intersticios, esta
variable es fundamental a la hora de realizar el análisis ya que el
comportamiento de las probetas se ve afectado por la presencia de los
intersticios, debido a que independientemente de la nobleza o no del
material, el hecho de tener una superficie con una diferencia de
concentración de oxígeno hace que se favorezca la aparición de corrosión,
cuyo grado será mayor o menor por la resistencia que tenga a ser corroído.
Un claro ejemplo de esto es la actuación de las probetas del acero EN
1.4016 con acabado BA con tornillo y sin tornillo, que como ya se describió,
la superficie de las perforadas (véase figura 17) no se ve afectada por
picaduras, mientras que las no perforadas, muestran muchas picaduras por
su superficie. Este motivo puede ser debido a que como se vio en la tabla
36 el mecanismo de corrosión sufrido en los intersticios hace que se cree
una gran diferencia de potencial mayor a la que existe en la superficie, y es
por ello que no se ataca la superficie, se produce lo que se denomina
protección catódica.
136
El acero que mejor se comporta frente a la existencia de intersticios es el
acero EN 1.4521.
La cuarta variable a analizar es la naturaleza de la arandela, en el
apartado de descripción de la cantidad y forma de picaduras e intersticios
alrededor de la perforación, se describió el efecto de estas arandelas. Para
poder descubrir que arandela funciona mejor, es necesario conocer los
mecanismos de corrosión que se producen en la superficie bajo la arandela.
En primer lugar en la arandela de teflón, debido a que el material es no
metálico no puede producir corrosión galvánica entre la arandela y el
material, el único mecanismo que puede tener lugar es el de corrosión
intersticial, es decir que la concentración de oxígeno entre la arandela y la
probeta es mucho menor que la concentración de oxígeno que existe en
toda la superficie de la probeta, por lo que esta diferencia de concentración
hace que se inicie la corrosión intersticial por esa zona, que se ve agravada
por el efecto del chorreo de producto de corrosión que también favorece
que se creen más superficie de diferente concentración de oxígeno. Este es
el caso por ejemplo de la probeta EX2BB2, en la tabla 43.
Tabla.43. Estado de las probetas EN 1.4016 tras finalizar el ensayo
137
Sin embargo cuando se coloca una arandela de acero, como es el caso del
ensayo en concreto, el acero austenítico 304 de una nobleza diferente a las
probetas ensayadas. Este hecho puede que haya sido el causante de que la
corrosión bajo las arandelas de acero haya sido mayor que en las arandelas
de teflón y que se haya atacado en mayor medida al material.
Este efecto sumado, se aprecia en el acero EXBAB1, en el que la diferencia
con respecto a la corrosión intersticial, es que mientras en la arandela de
teflón el ataque al material sólo se producía por la zona más baja de la
arandela, es decir donde mayor acumulación hay, en el caso de la arandela
de acero el ataque al material se efectúa por toda la superficie de la
arandela, hecho que puede ser debido a que se haya podido producir un par
galvánico entre la arandela de acero y la probeta, un ejemplo de este efecto
es la probeta EXBAB1.
Tabla.44. Estado de las probetas EN 1.4016 tras finalizar el ensayo
En general, sea cual sea el tipo de arandela que se coloque a un acero
siempre estará sometida la zona bajo la arandela a corrosión intersticial,
pero el efecto se ve intensificado si la arandela es de un material metálico
138
más noble que la probeta, ya que puede provocar par galvánico, aumentado
el grado de ataque sobre el material.