Post on 22-Jul-2015
FORMAS DE CORROSIÓNFORMAS DE CORROSIÓN
Biológica
Según la Naturaleza
Húmeda
Seca
Según el Mecanismo
Química
Electroquímica
Uniforme
Según su Morfología
Microscópica localizada
Macroscópica localizada localizada localizada
Galvánica Intergranular
Picadura
Cavitación
Erosión - Corrosión
Disolución selectiva
Rendija
Exfoliación
SCC
CORROSIÓN UNIFORMECORROSIÓN UNIFORME
• El ataque o degradación de la superficie se extiende a toda la pieza o gran parte de ella.
• Una gradual pérdida de espesor tiene lugar hasta que la falla ocurre.
• Desde el punto de vista de pérdida de material es la forma de corrosión más importante.
• Fácil de medir y predecir y por lo tanto las fallas son esporádicas.
• Desde el punto de vista de la apariencia puede causar problemas.causar problemas.
• Se controla mediante protección catódica, uso de pinturas o recubrimientos metálicos o simplemente con una adecuada metalurgia.
• La velocidad o tasa de corrosión es fácil de estimar y la vida remanente se puede pronosticar con aceptable exactitud.
CORROSIÓN UNIFORMECORROSIÓN UNIFORME
Estimación de vida remanente:
[ ]año/mmtA
W6,87R
⋅⋅⋅=
ρ
mgr
Valores de R < 0,5 mm/año son medianamente aceptables
cm 2
gr/cm 3hr
Como en la mayoría de los tipos de corrosión en met ales este es un fenómeno electroquímico. A escala microscópica pode mos decir que
las reacciones de Ox – Red ocurren en toda la superf icie expuesta existiendo infinitos microcatodos y microanodos rep artidos
uniformemente y “móviles”
CORROSIÓN GALVÁNICACORROSIÓN GALVÁNICA
- Este tipo de ataque localizado surge cuando se acoplan eléctricamente
materiales conductores disímiles y se encuentran inmersos en un mismo
electrolito. Por lo tanto deben existir tres condiciones esenciales:
Un electrolito Un vínculo - De los dos metales el de menor
- La fuerza impulsora que da lugar al proceso galvánico o flujo de corriente galvánica es la diferencia de potencial
entre los metales acoplados. La dirección de la corriente y por lo
tanto el comportamiento galvánico dependerá de cual de los dos
materiales es más o menos reactivo respecto al electrolito.
Un electrolitoen común
Los metales poseer diferentes potenciales
en la superficie
Un vínculo eléctrico
- De los dos metales el de menor resistencia a la corrosión resultara atacado y su superficie se volverá ánodo mientras que el de mayor
resistencia a la corrosión no sufrirá ataque y su superficie se convierte en
cátodo.
Los factores que afectan la tasa de corrosión de una cupla galvánica formada son:
• La magnitud de la diferencia de potencial entre los metales o aleaciones (serie galvánica)• La naturaleza del medio•La relación de áreas de los dos componentes
CORROSIÓN GALVÁNICACORROSIÓN GALVÁNICA
EFECTO DE LA DISTANCIA, RELACIÓN AREA Y GEOMETRÍA
Relación de área: es el cociente entre el área de superficie ocupada por el cátodo (metal más noble) y elárea del más activo. Una relación elevada resulta desfavorable por cuanto en estas condiciones ladensidad de corriente en el ánodo se ve incrementada conduciendo a un aumento de la corrosión en elánodo. Esto es más crítico si la cupla galvánica esta bajo control catódico.El caso opuesto, cuando el área anódica es comparativamente mayor a la catódica, y la cupla esta bajocontrol catódico, produce un efecto acelerador galvánico muy débil como consecuencia de que ladensidad de corriente catódica es la que se incrementa y que predomina la polarización del metal másnoble.
DistanciaDistanciaDistanciaDistancia:::: Metales disímiles ubicados muypróximos entre si sufren un ataque galvánico mássevero que aquellos que están más apartados.Este efecto distancia” dependerá de laconductibilidad del electrolito.
Geometría: Geometría: Geometría: Geometría: La geometría del circuito eléctrico establecido juega también un rol importante puesto que el flujo de corriente de corrosión siempre toma lugar por el camino de menor resistencia eléctrica.
• Es una forma de corrosión localizada asociada a
zonas donde el medio reactivo permanece
estancado. Allí el medio experimenta cambios en
las concentraciones de los diferentes elementos
que dan inicio al ataque:
– Baja la concentración de Inhibidores– Baja la concentración de oxígeno– Aumenta la acidez– Genera iones peligrosos como por ej.
CORROSIÓN POR RENDIJACORROSIÓN POR RENDIJA
– Genera iones peligrosos como por ej. cloruros.
CRONOLOGÍA
Etapa I Etapa II Etapa III
CORROSIÓN POR PICADURACORROSIÓN POR PICADURA
• Forma de corrosión localizada por la cual seforman en la superficie pequeñas cavidades dediversas formas:
• Este tipo de corrosión resulta peligrosa pues esde difícil detección y escasa pérdida de materialantes de la falla.
• Una picadura puede iniciarse en una heterogeneidad en la superficie, ya sea química o física. Por ejemplo defectos superficiales, inclusiones, partículas de segunda fase, segregación en borde de grano, rayas, golpes, presencia de residuos o depósitos (corrosión bajo depósito)
• El mecanismo es exactamente el mismo que el • El mecanismo es exactamente el mismo que el explicado en corrosión por rendija aunque a diferencia de este no requiere la existencia de una ranura o rendija para iniciarse. Es probable que la picadura se inicie en puntos tales como los citados mas arriba, pero una vez iniciada la disolución localizada se produce un consumo del reactivo en la picadura y un aumento de la acidez y las especies aniónicas (cloruros) tal cual ocurre en una rendija.
CORROSIÓN POR PICADURACORROSIÓN POR PICADURA
Muchas aleaciones que se pasivan en un determinado medio, son poco resistentes a la corrosión por picaduras debido picaduras debido a que las especies como H+ o Cl-
destruyen la capa pasivadora dentro de la picadura o intersticios.
CORROSIÓN BAJO TENSIÓNCORROSIÓN BAJO TENSIÓN(SCC)(SCC)
• Fisuras inducidas por la acción combinadade un estado de tensiones suficientementeelevado y la presencia de un medio reactivo.
• El estado de tensiones puede ser debido aesfuerzos de servicio o bien introducido poroperaciones previas como conformado,soldadura, tratamiento térmico, mecanizado,rectificado, etc.
Inconel
• Esta forma de corrosión ocurre paradeterminada combinación de metal – medio –estado de tensión.
• Morfológicamente es del tipo localizada confinas grietas que penetran el material.
• Para combatirla se debe usar una metalurgiaadecuada, disminuir las tensiones, eliminar lasespecies reactivas del medio (O – Cl – OH) yevitar diseños que generen sitios estancos.Efectuar recocidos quita tensiones luego de losprocesos de fabricación mencionados.
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CAVITACIÓNCAVITACIÓN
• Tiene lugar cuando la presión de un fluidolíquido disminuye por debajo de su presiónde vapor. Esto genera burbujas que cuandoalcanzan zonas de alta presión colapsan demanera implosiva
Cavitación en un desaireador
• La cavitación puede ser evitada o atenuadadisminuyendo los gradiente bruscos depresión y no cayendo por debajo de lapresión de vapor del fluido.Complementariamente se pueden utilizarrecubrimientos elásticos.
•Existen sitios preferenciales donde este fenómenoocurre.
–Lado succión de una bomba–Descarga de una válvula o regulador–Cualquier geometría que altere el flujo como sercodos, reducciones y tee–Condiciones de proceso que den lugar a expansionessúbitas.
CORROSIÓN INTERGRANULARCORROSIÓN INTERGRANULAR
• Este tipo de ataque se localiza en los bordes de grano o en las áreas adyacentes a ellos, mientras que el resto del grano permanece inalterado.
• Este tipo de corrosión esta asociado a fenómenos de segregación química de solutos o fases que precipitan en los bordes de grano.
Como consecuencia del desorden atómico presente en los bordes de grano de un metal policristalino, la energía de deformación almacenada es mayor en la región de los bordes que en el resto del grano.
Esto hace al borde de grano más reactivo que el resto del grano. Teniendo esto en mente y bajo determinadas condiciones se produce, ya sea por falta o bien enriquecimiento de un elemento de aleación, un cambio en la composición química del borde y/o cercano al él, disminuyendo su resistencia a la corrosión respecto al grano.
CORROSIÓN INTERGRANULARCORROSIÓN INTERGRANULAR
Un típico ejemplo de este tipo de corrosión son los aceros
inoxidables austeníticos.inoxidables austeníticos.
CORROSIÓN INTERGRANULARCORROSIÓN INTERGRANULAR
Los inox. basan su resistencia a la corrosión en ambientes oxidantes a la presencia de cromo en solución (disuelto) en la fase hierro gamma (austenita).
SENSIBILIZACIÓN
Ahora bien bajo determinadas circunstancias estas aleaciones de Fe pueden sufrir lo que se llama “sensibilización”. Esto es la precipitación de carburos de cromo en los bordes grano lo que significa un decaimiento del
� Prolongadas exposiciones a temperaturas entre 450°C y los 870°C (soldadura)
� Serie 300 con %C > 0,03 y sin elementos estabilizantes (Ti, Nb)
carburos de cromo en los bordes grano lo que significa un decaimiento del contenido de cromo en solución en las zonas adyacentes al limite de grano.
Factores y circunstancias que promueven la SENSIBILIZACIÓN de los inoxidables austeníticos:
CORROSIÓN INTERGRANULARCORROSIÓN INTERGRANULAR
Son 4 placas soldadas de diferentes inoxidables y sometidas a un ataque de una solución
caliente de HNO3 + HF.
CORROSIÓN INTERGRANULARCORROSIÓN INTERGRANULAR
SOLUCIONESSOLUCIONES
•• Recocido postRecocido post--soldadura entre soldadura entre 10001000°°C y 1150C y 1150°°C + enfriamiento C + enfriamiento rápidorápido•• Usando un acero con %C < Usando un acero con %C <
EFECTO DE LA METALURGIAEFECTO DE LA METALURGIA
•• Usando un acero con %C < Usando un acero con %C < 0,03%0,03%•• Utilizando un acero Utilizando un acero estabilizado con Ti o Nbestabilizado con Ti o Nb
EROSIÓNEROSIÓN CORROSIÓNCORROSIÓN
• Es un ataque acelerado resultante de la combinación de ataque químico más la acción mecánica del fluido.
• Muchas veces la velocidad del flujo no permite que se establezca la capa pasivadora y por lo tanto incrementa la acción química. Este fenómeno se agrava ante la presencia de partículas sólidas suspendidas.
• Un flujo turbulento agrava el problema.
• Esta forma de corrosión se combate con una buena selección del material, reducir la velocidad del fluido y promover el flujo laminar.
• Evitar cambios abruptos de dirección, superficies rugosas, obstrucciones innecesarias, soldaduras a tope desalineadas, aumentar el espesor en aquellas áreas más vulnerables, incrementar los diámetros de las cañerías, utilizar postizos de fácil reposición (ferrules), filtrar partículas sólidas. Utilizar recubrimientos adecuados puede ayudar al problema
• Es el resultado de la acumulación de agua o vapor entre la superficie del metal y la aislación térmica.
• Sobre aceros al carbono la CUI se manifiesta como corrosión uniforme o localizada (pitting). En los aceros inoxidables de la serie 300 como SCC y pitting.
• Los lugares donde frecuentemente ocurre el daño son donde el agua se acumula o penetra la aislación por gravedad. Conexiones, soportes, en cañerías horizontales en la parte inferior, en las verticales en el fondo.
CORROSIÓN BAJO AISLACIÓN (CUI)CORROSIÓN BAJO AISLACIÓN (CUI)
•Rango de •Rango de temperaturas crítico 50°C a 100°C, aunque puede ocurrir desde –25°C a los 150°C.•Los sistemas que presentan variaciones de temperatura periódicas son más factibles de presentar CUI.
Cuando un metal esta expuesto a un gas oxidante a elevada temperatura, el proceso corrosivo puede darse por medio de una reacción directa con el gas, sin necesidad de la presencia de un electrolito. Este tipo de corrosión se conoce como corrosión seca, gaseosa u oxidación a alta temperatura.
CORROSIÓN SECA O GASEOSACORROSIÓN SECA O GASEOSA
El espesor de la capa de óxido crece como resultado de la reacciones que tienen lugar en las interfases óxido/gas y metal/óxido debido al movimiento de iones a través de la capa de
óxido comportándose como un electrolito sólido.
• Inicialmente el film de óxido crece Inicialmente el film de óxido crece Inicialmente el film de óxido crece Inicialmente el film de óxido crece
rápidamente. Si es un sólido poroso rápidamente. Si es un sólido poroso rápidamente. Si es un sólido poroso rápidamente. Si es un sólido poroso
que cubre toda la superficie la que cubre toda la superficie la que cubre toda la superficie la que cubre toda la superficie la
velocidad inicial de la reacción velocidad inicial de la reacción velocidad inicial de la reacción velocidad inicial de la reacción
disminuye a medida que el espesor disminuye a medida que el espesor disminuye a medida que el espesor disminuye a medida que el espesor
crece y la cinética de la reacción crece y la cinética de la reacción crece y la cinética de la reacción crece y la cinética de la reacción
comienza a ser controlada por el comienza a ser controlada por el comienza a ser controlada por el comienza a ser controlada por el
CORROSIÓN SECA O GASEOSACORROSIÓN SECA O GASEOSA
comienza a ser controlada por el comienza a ser controlada por el comienza a ser controlada por el comienza a ser controlada por el
movimiento de las especies reactivas a movimiento de las especies reactivas a movimiento de las especies reactivas a movimiento de las especies reactivas a
través del film. A partir de ese través del film. A partir de ese través del film. A partir de ese través del film. A partir de ese
momento el transporte de iones es momento el transporte de iones es momento el transporte de iones es momento el transporte de iones es
función de varios factores como ser función de varios factores como ser función de varios factores como ser función de varios factores como ser
diferencias de potencial, gradientes de diferencias de potencial, gradientes de diferencias de potencial, gradientes de diferencias de potencial, gradientes de
concentración, migración a través de concentración, migración a través de concentración, migración a través de concentración, migración a través de
caminos preferenciales y por lo tanto caminos preferenciales y por lo tanto caminos preferenciales y por lo tanto caminos preferenciales y por lo tanto
la velocidad de corrosión varia. la velocidad de corrosión varia. la velocidad de corrosión varia. la velocidad de corrosión varia.
CORROSIÓN SECA O GASEOSACORROSIÓN SECA O GASEOSA
Estas son las características deseadas en la capa de óxido para que actúe como capa protectora:
• Estabilidad termodinámica alta. Su formación debe prevalecer frente a otros productos de corrosión.• Baja presión de vapor de forma que el film sea sólido y no se evapore a la atmósfera.• La relación Pilling-Bedworth debe ser mayor a 1 pero menor a 2 para que el • La relación Pilling-Bedworth debe ser mayor a 1 pero menor a 2 para que el óxido cubra completamente la superficie y a su vez no de lugar a altas tensiones de compresión que lo quiebren y desprendan.• Un bajo coeficiente de difusión de las especies reactivas (cationes de metal o aniones corrosivos O-), de esta forma la tasa de crecimiento de la capa es baja.• Alta punto de fusión.• Buena adherencia con el metal, esto generalmente se logra con un coeficiente de expansión térmica semejante al del metal y cierta plasticidad a alta temperatura con lo que se evita la fractura debido a las tensiones originadas por los ciclos térmicos.