Autor: Lisandro F. CunciEstudiante de Ingeniería en Materiales

Instituto de Tecnología Jorge Sabato (UNSAM – CNEA)

Características del Etanol

Según de donde se fabrica, contiene diferentes impurezas.

Normas: ASTM D 4806 y ASTM D 5798

Establecen límites en Metanol, agua, denaturalizantes, cloruros, cobre, ácido acético, pHe (ASTM D 6423) y apariencia.

Corrosión en Solventes Orgánicos

0000CuNiFeZn EEEE

CBT en Amoníaco

Características: Temperatura ambiente Transgranulares El oxígeno promueve la CBT y el

agua la inhibe Potenciales entre -500mVSCE y

1000mVSCE

Para evitarla: Inhibidores: Bicarbonato de

amonio, carbonato de amonio, etc.

Relevamiento de tensiones Recomendación: Tensión UTS <

483 Mpa, tratamiento post soldadura y dureza < 225 HB

CBT en cañerías enterradas

CBT en pH alcalino: Intergranular Fisuras llenas de óxido Gran importancia de tensiones y

cargas cíclicas Igual al encontrado en medios

alcohólicos

CBT en pH casi neutro (5 – 7): Transgranular Gran importancia de cargas

cíclicas Importancia del hidrógeno Igual al encontrado en Fuel

Ethanol

CBT en medios Cáusticos

Características: Altas temperaturas (> 40ºC-60ºC) Gran rango de concentraciones

de NaOH Se debe a altas tensiones

Para evitarla: Inhibidores: Bicarbonato de

amonio, carbonato de amonio, etc.

Relevamiento de tensiones Tratamientos post soldadura si

será usado a altas temperaturas A más altas temperaturas, uso de

aleaciones especiales(X) fallas por CBT; (•) sin fallas por CBT

CBT en CO – CO2

Características: Transgranular y se cree que

también intergranular Alrededor de 200mVSCE

CO inhibe la corrosión uniforme y promueve el picado

Las picaduras nuclean fisuras

Para evitarla: Protección catódica Aumentar corrosividad del medio

para promover corrosión uniforme

CBT en AminasCaracterísticas: Muchas fisuras intergranulares muy

pequeñas llenas de óxido Mismas fisuras que en Fuel Ethanol Temperatura > 40ºC Fallas promovidas por picado Fisuras cerca de las soldaduras

Para evitarla: Relevamiento de tensiones Tratamientos post soldadura Controlar impurezas, evitar:

Sulfatos, dióxido de carbono, cloruros y cianuros

Corrosión Bajo Tensión de Aceros en Etanol Aceros de bajo carbono (ASTM A 36, A 53 y A 516-70) Fisuras tanto transversales como longitudinales a las

soldaduras Fisuras en la zona afectada por el calor de las soldaduras Microestructuras tanto ferríticas como ferrito-perlíticas con

fisuras tanto intergranulares como transgranulares Cambio constante de composición del Etanol Es promovido por picado con baja velocidad de corrosión

uniforme Se produce en Etanol bajo norma ASTM D 4806 (Esta norma

no se hizo en base a la CBT) Fisuras promovidas por cargas cíclicas y tensiones residuales

Ensayos Prácticos

N.Sridhar y colaboradores

Características:

•Consta de 29 ensayos de velocidad de deformación constante (Slow Strain Rate Testing, ASTM G 129) con y sin fisura pre realizada.

•Se realizaron en etanol, tanto en producción como en los usuarios.

•Se midió: Carga máxima a rotura, elongación a rotura y potencial de corrosión.

•Se hizo el análisis estadístico de los datos de los cuales se pudo obtener la relevancia de cada dato tenido en cuenta.

Ensayos Prácticos

N.Sridhar y colaboradores

Ensayos Prácticos

N.Sridhar y colaboradores

Conclusiones del Análisis Estadístico: Factor más importante en contra: Oxígeno Potencial máximo: 100 mVSCE

Velocidades entre 3x10-7 y 2x10-5mm/seg. Diferentes rangos de aceptación de

impurezas.

Ensayos Prácticos

N.Sridhar y colaboradores

Ensayos Prácticos

R.D. Kane, J.G. Maldonado, S. Srinivasan y D.A. Eden

Monitoreo Pasivo:

Ensayos Prácticos

R.D. Kane, J.G. Maldonado, S. Srinivasan y D.A. Eden

Monitoreo Activo:

Ensayos Prácticos

R.D. Kane, J.G. Maldonado, S. Srinivasan y D.A. Eden

Conclusiones del Monitoreo Pasivo: Se dejaron entre 4 y 6 meses Se encontró picado y corrosión generalizada Ninguna probeta falló por CBTRazones por las cuales no fallaron por CBT: Superficie de probetas maquinada Falta de cargas dinámicas aplicadas a las

probetas Soldaduras maquinadas

Ensayos Prácticos

R.D. Kane, J.G. Maldonado, S. Srinivasan y D.A. Eden

Conclusiones del Monitoreo Activo: Se midió velocidad de corrosión, factor de picado,

potencial de corrosión, etc. Se encontraron grandes fluctuaciones de los

valores medidos debidas a: Variaciones climáticas Cargas cíclicas y cambiantes Cambio en la cantidad de agua Cambio en la cantidad de impurezas

Conclusiones Finales: Se encontró CBT en tanques de etanol de usuarios finales, no así en

tanques de productores ni en el transporte de éstos. Aunque tampoco se encontró CBT en aceros en contacto con mezclas combustibles de etanol con gasolina.

La falla debida a la CBT se puede producir en tan solo unos meses y se ha visto también en aceros que siguen la norma ASTM D 4806.

Las fisuras debidas a la CBT han sido encontradas de manera longitudinal y transversal alrededor de la zona afectada por el calor de las soldaduras.

Se encontraron sulfuros y sulfatos en unos cuantos tanques que sufrieron CBT.

La aireación (O2, CO2, etc.) en Fuel Ethanol debido a la solubilidad de dichos gases es normal que ocurra cierto tiempo luego de su producción y el aumento de la concentración de estos gases aumenta la corrosión generalizada y puede tener efectos sobre la susceptibilidad a la CBT.

El descenso del pHe y el aumento de la concentración de iones agresivos aumentan la susceptibilidad a CBT.

La mayor susceptibilidad a la CBT se encuentra en regiones donde la velocidad de corrosión se encuentra entre la pasividad y actividad.

Se ha encontrado CBT en aceros en etanol sin desnaturalizantes ni inhibidores.

La morfología de las fisuras debidas a la CBT en etanol es comparable a la que presentan los aceros en otros medios como amoníaco, carbonatos, etc. Se han encontrado fisuras de manera tanto transgranular, asociada a la alta concentración de cloruros o metanol, como intergranular asociada a la baja concentración de cloruros.

Las cargas cíclicas y las tensiones residuales se encontraron totalmente relacionadas a la aparición de CBT.

La aparición de CBT se encuentra relacionada con el clima, la humedad, presión parcial de oxígeno, etc. que pueden cambiar las características del etanol.

Se han encontrado ecuaciones que si bien no ajustan perfectamente, dan un acercamiento y una tendencia de la carga máxima, la elongación a rotura y el potencial de corrosión respecto de diversos factores a considerar en el análisis de la CBT en etanol.

Conclusiones Finales:

Tratamientos post soldadura Tratamientos térmicos de relevado de tensiones en

piezas conformadas en frío Disminuir al mínimo la concentración de oxígeno en

solución Agregar elementos que provoquen mayor corrosión

generalizada evitando así el picado y la CBT Controlar el potencial de corrosión ya que se ha

encontrado que la CBT se encuentra a potenciales de corrosión superiores a 25mVSCE

Recubrimientos

Soluciones: