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INTRODUCCIÓN A
LOS FENOMENOS DE
CORROSION
INDICE
• FUNDAMENTOS DE LA CORROSION
• CORROSIÓN SECA
 Formación y características de las capas de óxido.
• CORROSIÓN ELECTROQUIMICA
• ATAQUES Y ROTURAS POR CORROSIÓN
 Corrosión uniforme
 Corrosión localizada
 Corrosión por picaduras
 Corrosión en resquicios
 Corrosión galvánica
 Corrosión selectiva (descificación)
 Exfoliación
Corrosión intergranular
Corrosión bajo tensión
Fragilización por hidrógeno
Corrosión-fatiga
Corrosión por erosión
Corrosión por frotamiento
•CORROSIÓN EN UNIONES SOLDADAS
•PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN
Recubrimientos
FUNDAMENTOS DE LA CORROSIÓN
La corrosión se define como el ataque químico o
electroquímico de una determinada sustancia al
reaccionar con el medio circundante.
El deterioro causado por una acción física tal como,
erosión o rozamiento.
En algunos casos el ataque químico puede ir
acompañado con una acción física produciendose
fenómenos como, erosión con corrosión, rozamiento
con corrosión, corrosión-fatiga, etc.: que si pueden
interpretarse como proceso corrosivos.
La ciencia de la corrosión tiene por objeto el
estudio de los mecanismos de corrosión, a
través de los cuales comprender como se
desarrolla un determinado proceso corrosivo, y
una vez identificado prevenir o minimizar sus
efectos.
La corrosión produce anualmente en todo el
mundo pérdidas económicas muy elevadas,
estas pérdidas pueden clasificarse en dos
grandes grupos:
a) Pérdidas directas.
Correspondientes a los gastos de sustitución de
estructuras corroidas o el mantenimiento de las
mismas por medio de pinturas, recubrimientos
metálicos, protección catódica, etc.
Dentro de este grupo pueden incluirse también la
utilización de aleaciones resistentes a la
corrosión de precio mas elevado, cuando por
necesidades meramente de resistencia
mecánica era posible la utilización de materiales
más económicos.
Las pérdidas directas por corrosión se han evaluado en U. S. A en
un valor superior a los 70 billones de dólares anuales, un 4.2 %
del P. N. B., en general en los países de O. C. D. E. los costos de
corrosión se estiman entre el 34-4% del P. N. B.
b) Pérdidas indirectas.
La pérdidas indirectas son de más evaluación, algunos casos
típicos son:
-Paro de instalaciones
-Pérdida de producto
-Pérdida de eficiencia de los equipos
-Contaminación de productos
-Sobredimensionamiento
Químicamente existen dos clases o dos grandes
familias de tipo de corrosión según tenga lugar con
ausencia o presencia de agua o disolución acuosa.
La primera se llama corrosión seca, también
denominada oxidación directa o corrosión química,
y la segunda corrosión húmeda o electroquímica.
Toda corrosión tiene como consecuencia la pérdida
de carga eléctrica negativa por parte de los átomos
del metal según esta reacción.
++
M M + 2e
En ella se supone un metal con número de valencia
2, que se oxida dando el catión M++, según el tipo de
corrosión pasará a formar un compuesto y otro.
Pero en cualquier caso, esa fuga de catión M++ es la
que motiva la pérdida de material metálico.
CORROSIÓN SECA
La corrosión seca se realiza en ausencia de
humedad y requieren casi siempre elevadas
temperaturas y la presencia de una atmósfera
agresiva (O2, CL2, SO2, CO2, etc..).
La oxidación seca consiste esencialmente en la
oxidación del metal a forma iónica, consiste en
la pérdida de electrones.
M M n+ + ne
El gas corrosivo acepta los electrones y se combina
químicamente con el metal obteniéndose un óxido o
una sal.
Si la superficie metálica está a baja temperatura,
generalmente no se observa ningún efecto de
corrosión, lo cual no quiere decir que no se haya
verificado ninguna reacción.
En la corrosión seca se produce un ataque por igual
sobre la superficie metálica, según el esquema de la
figura 1.
La mayoría de los metales y aleaciones en contacto
con oxígeno o aire seco se oxidan, a mayor o
menor velocidad, en función de la temperatura y la
naturaleza de los productos de la reacción.
Esta oxidación comporta una variación de peso,
dimensiones y propiedades físicas y mecánicas que
pueden afectar fundamentalmente a las
posibilidades de empleo de los materiales.
La causa de la oxidación es la afinidad de los metales
por el oxigeno.
……….
CAPA DE OXIDO
METAL …….
...2E.....oxigeno
…M++…
………..
Corrosión seca
figura 1
La oxidación de un metal implica la
reducción de otra sustancia que gana
electrones.
_
M M +2 + 2E oxidación
_
O + 2E reducción
La combinación de estas dos reacciones nos
da la reacción de oxidación-reducción que se
produce realmente.
M + O MeO
En la que el catión M2+ se ha neutralizado con O2-
dando MO, o sea un óxido metálico que forma una
capa a través de la cual se mueven los electrones
(e-).
 Formación y características de las capas de
oxido.
Los óxidos de los metales formados por
oxidación directa en un ambiente gaseoso
pueden presentar tendencia a deteriorarse,
capas no protectoras, o bien son
relativamente estables son lo cual el proceso
de corrosión se atenúa con el tiempo, capas
protectoras.
El que suceda una u otra cosa dependerá de
las propiedades físicas, químicas, mecánicas y
de la composición y estructura de la capa de
óxido formada.
Normalmente la capa de óxidos es de distinto
volumen que la del material corroído, su
comportamiento depende de una serie de
factores entre los cuales están la elasticidad
propia, la plasticidad y la adherencia al metal
base, por lo tanto, un óxido será en realidad
protector según el grado de deformación que
admitan los parámetros reticulares o según
su capacidad para la deformación plástica.
a) Oxido falto de la elasticidad necesaria para
adaptarse al sustrato metálico sin pérdida de
discontinuidad (figura2.a.).
En este caso se producen grietas o
picaduras en la superficie del metal a través
de las cuales prosigue la oxidación.
b) Oxido con elevada elasticidad y adherencia a
la superficie metálica (figura 2.b.). Se obtiene
una superficie continua que actúa de barrera
entre el medio y el metal. Normalmente atenúa
la corrosión.
c) Oxido con buena elasticidad y adherencia al
metal base (figura2.c.). Se produce una
superficie continua de buen espesor que hace
difícil la corrosión.
d) Oxido con baja adherencia entre el óxido y el
metal (figura 2.d.). Se crean ampollas, debido
a los esfuerzos laterales y la baja adherencia,
a través de las cuales pueden proseguir la
corrosión.
e) Oxido con baja plasticidad del óxido con poca
adherencia al material (figura.2.e). Se produce
la rotura del óxido por la que prosigue la
corrosión.
f) Oxido con alta adherencia con baja plasticidad
(figura2) Se produce grietas por cortadura a
45° por las que prosigue la corrosión.
El desgaste de la capa de oxido también
acelera el proceso de corrosión, ya que al
disminuir el espesor aumenta la velocidad de
difusión del oxigeno.
Otros efectos como los movimientos de
convección y los fenómenos electroquímicos
pueden acelerar los procesos de corrosión.
5406390.ppt
Obsérvese que en este tipo de corrosión
los electrones circulan por el metal, y es
en el ánodo donde se produce la pérdida
de material con disolución del metal al
producirse allí la oxidación.
Esta corrosión se produce siempre en
materiales sumergidos o en contacto con el
electrolito o solución acuosa (condición
indispensable). Además de la importancia
de la pérdida de material en sí, la corrosión
electroquímica se trata de un ataque
localizado que produce perforaciones y
picaduras en los equipos en zonas más o
menos amplias.
En la corrosión electroquímica es necesario,
por tanto, la presencia de un ánodo, de un
cátodo y de un electrolito o solución acuosa.
La presencia de estas micropilas o macro
pilas, según la extensión de los ánodos y los
cátodos, pueden tener variado origen, sea en
el material o sea en el electrolito.
Así pues podemos decir que la presencia de
heterogeneidades en el material o en el
electrolito es la causa de la corrosión.
5406390.ppt
La existencia de pilas de corrosión puede ser
debida a heterogeneidades provenientes de muy
diversas causas. Entre las heterogeneidades del
metal que constituye la causa más frecuente de
corrosión electroquímica pueden distinguirse:
-Composicionales. Fases de composición química
diferente, segregaciones, impurezas, etc.
-Estructurales. Anisotropía de los granos, bordes de
grano, dislocaciones, tamaño de grano, etc.
-Mecánicas. Zonas con deformación en frío,
tensiones externas, puntos de concentración de
esfuerzos, etc.
-Superficiales. Discontinuidades en películas
protectoras, uniones vi metálicas, películas
contaminantes, diferente grado de pulido, rayas,
etc.
Por otro lado, las heterogeneidades impuestas por el
medio (el electrolito) pueden provenir de:
-Diferencias de temperatura.
-Diferenta concentración salina, composiciónal o pH.
-Concentración de oxigeno (aireación diferencial).
-Movimiento del fluido.
-Presencia de agentes especialmente corrosivos.
-Acciones mecánicas simultáneas.
-Corrientes vagabundas.
-Radiación
-Agentes Biológicos.
La corrosión electroquímica se caracteriza por
producirse casi siempre en una forma más
pronunciada en unas zonas que en otras,
siendo su forma más característica de ponerse
de manifiesto la aparición de picaduras o
corrosión intergranular, que ocasiona graves
problemas técnicos muchas veces de difícil
resolución.
 ATAQUES Y ROTURAS POR CORROSIÓN
Se ha puesto de manifiesto la gran variedad de
formas en que puede desarrollarse un ataque
por corrosión. En numerosos casos este
deterioro puede producir la rápida inutilización
de un determinado material en servicio o
producir la rotura catastrófica del mismo.
El modo de ataque es, por tanto, una
característica fundamental a conocer en las
interacciones metal-medio, se pretende
eliminar o al menos minimizar y controlar la
acción de los procesos de corrosión,
manteniendo un adecuado funcionamiento de
las instalaciones industriales.
Analizaremos a continuación los diferentes tipos de ataques y
roturas producidos por corrosión, indicando las causas
fundamentales de su desarrollo y siempre que sea posible la
mejor forma de evitarlos.
 CORROSIÓN UNIFORME
La corrosión uniforme consiste en una disolución o deterioro
gradual de un material por la acción de un medio agresivo. A
escala macroscopica no existe un ataque preferente en la
superficie del metal, un ejemplo puede ser la corrosión de
una pieza de zinc en una solución de ácidos. Un análisis más
detallado del proceso podría apreciar la presencia de zonas
más activas que otras frente a la corrosión, puntos de
localización de impurezas, bordes de grano, zonas
deformadas, etc. Pero en cualquier caso toda la superficie
sufrirá un proceso muy similar u homogéneo de deterioro.
La situación del material atacado por otro de
mayor resistencia del medio puede ser una
buena solución a este tipo de corrosión, así
como la adición de inhibidores de la reacción o
pasivadores del material. En otros casos la
solución es estimar el tiempo de vida útil del
componente sometido a corrosión y calcular el
Sobredimensionamiento necesario para su
permanencia en servicio durante un tiempo
limitado, para proceder una vez concluido
este, a su sustitución por un nuevo
componente.
CORROSIÓN LOCALIZADA
La corrosión localizada es un proceso de
ataque que actúa solo sobre determinadas
zonas de la superficie, y que puede conducir al
fallo prematuro de un componente o estructura
sin apenas a la mayor parte de su superficie
(figura4), este tipo de ataque tiende a
desarrollarse mucho mas rápidamente que la
corrosión uniforme y por tanto suele ser más
peligrosa.
5406390.ppt
Tanto la morfología como el mecanismo de
la corrosión localizada presentan multitud
de variedades con arreglo a las
circunstancias en que el ataque se
produzca. En la iniciación del proceso,
localización de zonas de ataque y
desarrollo del mismo, ejercen un papel
fundamental las heterogeneidades de
composición de material y del medio, así
como la configuración geométrica, micro
estructura y estado superficial del material.
Los procesos de corrosión localizada se produce o
acentúan en muchas ocasiones por el fenómeno de
aireación diferencial.
Este ataque se presenta cuando un metal en
contacto con un liquido posee zonas superficiales
de mas difícil acceso al oxigeno que otras. La
corrosión se produce en las partes menos aireadas,
permaneciendo intactas las mas aireadas.
Esto es debido a la mayor concentración de
oxigeno en las zonas aireadas que favorece la
reacción catódica.
Por ello una estructura de acero sumergida
parcialmente en el agua, sufrirá una mayor velocidad
de corrosión en la zona ligeramente por debajo de la
línea de nivel del agua (figura5). En la zona
ligeramente inferior al reducirse noblemente el
contenido en oxigeno se producirá la reacción anódica
y por tanto la corrosión del metal. Este fenómeno se le
conoce también como corrosión en línea de agua.
Entre las formas de ataque localizado existentes,
describiremos como mas significativas:
-Corrosión por picaduras
-Corrosión en resquicios
-Corrosión galvánica
-Corrosión selectiva
-Exfoliación
5406390.ppt
CORROSIÓN POR PICADURAS
La corrosión por picaduras es un ataque
localizado concentrado en áreas muy
reducidas , suele presentarse en materiales
reactivos que deben su estabilidad a la
existencia de una película de oxido pasiva
superficialmente. Las picaduras se inician en
puntos de discontinuidad de las capas de
óxido, imperfecciones o daños sufridos en la
película, o cuando las condiciones del medio
ambiente son propicias al fenómeno,
presencia de elementos inestabilizadores
como los iones de cloruro o presencia de
depósitos, materia orgánica u otra
circunstancia que pueda producir condiciones
de heterogeneidad ambiental como la
aireación diferencial.
Las picaduras aparecen frecuentemente en
materiales como aluminio, zinc, magnesio, titanio,
acero al carbono, acero inoxidable, etc.; en
condiciones de pasividad. Los aceros inoxidables
sufren un fuerte picado en presencia de cloruros en
soluciones aireadas, asociado a una pérdida
localizada de la pasividad.
En condiciones de desaireación no aparecen
picaduras, pero puede producirse un fuerte ataque
generalizado en toda su superficie.
CORROSIÓN EN RESQUICIOS
La corrosión en resquicios (ver figura6) es otro tipo
de ataque localizado que se produce cuando
pequeñas cantidades de electrolitos permanecen en
condiciones estacionarias en contacto con la
superficie metálica sin que se produzca la
renovación del mismo con el resto del medio
circundante. Tales circunstancias pueden
producirse en iones remachadas o soldadas por
puntos a solape, rincones con mala circulación,
zonas bajo depósitos, grietas en el material, etc.
Para prevenir este tipo de corrosión conviene
sustituir los remaches por soldaduras, eliminar los
sólidos en suspensión dentro del liquido lo mismo
que los depósitos superficiales y evitar en el diseño
de los recipientes recodos u otras zonas de
estancamiento.
5406390.ppt
CORROSIÓN GALVÁNICA
Aparece cuando dos metales o aleaciones distintas, en
contacto, se exponen en soluciones o atmósferas
agresivas. El metal más estable, más noble o más
inoxidable actuará como catódico y el menos estable
como anódico.
La corrosión galvanica puede ser beneficiosa, como en
el caso del acero galvanizado (recubierto de una
película de Zn): aquí el Zn, que es más
electronegativo que el Fe, se corroe impidiendo que el
acero sufra deterioro (protección catódica).
La manera mas eficaz de impedir la corrosión
galvánica consiste en no usar metales distintos,
estos deben aislarse con un material como plástico,
caucho, etc., para impedir el contacto directo entre
ambos metales.
También los elementos de unión (remaches,
tornillos, etc.) deben aislarse mediante casquillos y
arandelas (figura7)
5406390.ppt
EXFOLIACIÓN
La exfoliación es un proceso corrosivo que se pone de
manifiesto por una escamación superficial del
material. El ataque progresa paralelamente a la
superficie metálica a través de los bordes de grano,
originando unas láminas oxidadas que se desprenden
de la superficie debido al aumento de volumen
provocado por los productos de corrosión.
Se han detectado procesos de exfoliación en diversos
materiales, entre ellos en aleación Cu-Ni 70/30 y
80/20 en cambiadores de calor y en aleaciones de
aluminio en ambientes húmedos e industriales.
CORROSIÓN INTERGRANULAR
Los bordes de grano son mas propensos al ataque no
solo porque en ellos los átomos metálicos están mas
débilmente empaquetados en la red cristalina, sino
también por las impurezas y segregaciones que se
acumulan aquí. También puede darse en los bordes
de grano un enriquecimiento o empobrecimiento de
uno de los aleantes de una aleación.
El ataque se presenta, cuando el borde de grano es
anódico respecto al área extensa catódica, que
constituir la matriz metálica. Se trata de una corrosión
muy localizada. También puede haber en los bordes
de grano pequeños islotes más electropositivos que el
material que los rodea (figuira8)
5406390.ppt
Especialmente susceptibles a este tipo de
corrosión son los aceros inoxidables
austéniticos tratados térmicamente de un
modo inadecuado, y también el duraluminio
(4% de Cu).
El acero inoxidable, calentado en el margen
de temperaturas de 500 a 750°C, se
sensibiliza debido a que las zonas contiguas a
los bordes de granos se empobrecen en
cromo.
A estas temperaturas el carburo de cromo
(Cr23C6) es insoluble en la solución sólida y
precipita en los bordes de granos
Las zonas desprovistas de la concentración
conveniente de cromo hacen de ánodo frente a los
granos y los núcleos precipitados de carburo de
cromo (cátodos). La corrosión puede progresar
rápidamente con penetración profunda en el
material ocasionando a veces fallos catastróficos.
Una causa muy parecida tienen la corrosión en
soldaduras. También aquí las áreas inmediatas
contiguas a la soldadura quedan empobrecidas en
cromo, por lo que se vuelven activas frente al resto
del metal.
Para eliminar la posibilidad del ataque en los
bordes de grano o en la zona contigua al
cordón de soldadura hay que someter al
Acero austenitico a un tratamiento térmico de
temple, que consiste en calentar entre 1060 y
1120°C y templar a continuación en agua.
Otra solución es la adición de
estabilizadores (Ti,Nb) al acero inoxidable.
Estos metales reaccionan mas fácilmente
con el carbono que el cromo, dejando el
cromo en solución sólida. Se pueden también
utilizar aceros de bajo contenido en carbono
(grados L.)
CORROSIÓN BAJO TENSIÓN
Se presenta en los metales que están expuestos a un
esfuerzo de tensión constante y a la acción
simultánea de un medio corrosivo. La fuerza tensora
puede ser aplicada exteriormente o ser solamente
residual.
Entre las tensiones externas (aplicadas) cabe citar las
presiones y esfuerzos que se presentan en las
uniones o empalmes de estructuras, en los puntos
que soportan mayor carga, en las sujeciones rígidas,
en los resquicios donde se acumulan impurezas o
productos de corrosión, etc. Las tensiones internas
(residuales) proviene muchas veces de deformaciones
plásticas del material sufridas durante el trabajo en
frío o de procesos como el soldeo.
Ambiente
Esfuerzos
CORROSION
CORROSION
BAJO
ESFUERZO
Material
Funcionamiento
Mantenimiento
Proyecto
Funcionamiento
Proyecto
Proyecto
Error de suministro
Corrosión
bajo
tensión
Para que se de el agrietamiento típico, del que
aquí tratamos, se requiere la presencia de un
medio corrosivo especifico para cada metal o
aleación. Así un medio que resulta pernicioso
para un metal determinado, puede ser
ineficiente con respecto a otro metal.
Además de la compasión del medio agresivo,
ejerce un influjo sobre la aparición y el rápido
progreso de las grietas la tensión, la presencia
de oxidantes y los factores métalo gráficos.
El deterioro siempre va presidido de un periodo de
incubación, en el que se forman las primeras micro
fisuras, debidas a picaduras que se desarrollan
preferentemente en las imperfecciones, bordes de
grano, marcas de mecanizado, etc.
Sufren esta clase de corrosión los latones en contacto
con soluciones o atmósferas que contienen amoniaco,
ion amonio o aminas, los aceros normales con muy
bajo contenido en carbono y los aceros inoxidables en
contacto con el agua del mar o cualquier medio con
cloruros y el duraluminio.
Para prevenir el ataque deben disminuirse las
tensiones internas por un conveniente tratamiento
térmico y las tensiones externas reduciendo la carga a
la que esta sometida la pieza. Muchas veces la única
solución consistirá en seleccionar una aleación mas
resistente.
FRAGILIZACIÓN POR HIDROGENO
Algunas aleaciones sufren rotura bajo tensión
en medios corrosivos a consecuencia de la
entrada de átomos de hidrógeno en la red de
la aleación. Este fenómeno se conoce como
fragilización por hidrogeno.
Este tipo de corrosión se presenta en metales
que están en contacto con petróleo o líquidos
en los que puede liberarse hidrogeno gas,
durante, dislocaciones y fisuras, debilitando las
fuerzas de unión del retículo metálico.
Bastara aplicar una tensión (sea de origen interno,
sea de origen externo) para que se produzca el
agrietamiento. El mecanismo del progreso de las
grietas es de naturaleza distinta del que se da en el
agrietamiento por corrosión bajo tensión.
El agrietamiento puede obviarse con un tratamiento
de recocido a bajas temperaturas (100-150°) o
empleando aleaciones resistentes a este ataque,
como aleaciones con Ni (los aceros muy tenaces
son sensibles a este agrietamiento).
La protección catódica puede evitar el agrietamiento
por corrosión bajo tensión, puesto que la disolución
anódica interviene durante una parte, al menos, del
proceso de propagación de la grieta.
En contraposición, la protección catódica induce el
agrietamiento por hidrogeno, debido a la producción
de hidrogeno en la zona catódica.
Esto permite diferenciar ambos procesos de rotura,
que se han comparado en la figura 9.
5406390.ppt
Fragilización por Hidrógeno
D
a
ñ
o
p
o
r
H
i
d
r
ó
g
e
n
o
CORROSIÓN - FATIGA
La fatiga es un fenómeno de agrietamiento que se
pone de manifiesto en los materiales cuando se
encuentran sometidos a la acción de esfuerzos
repetidos o cíclicos. De ordinario bastan tensiones
notablemente inferiores a la carga de rotura bajo un
esfuerzo estático para provocar la fractura de una
pieza expuesta a un esfuerzo cíclico de fatiga.
La acción simultanea de una carga cíclica y la
presencia de un medio agresivo, produce una
significativa aceleración del proceso de rotura, esta
interacción de ambos procesos se conoce como
corrosión-fatiga o fatiga con corrosión.
Hace más de cien años, Wóhler 1870,
represento el comportamiento de los metales
sometidos a esfuerzos alternativos en función
del número de ciclos y la amplitud de la
tensión aplicada, curvas S-N, los cuales
suelen presentar el llamado “limite de fatiga”,
tensión por debajo de la cual el metal no sufre
rotura por numeroso que sea el número de
ciclos, en medio inerte.
En ambientes corrosivos no se da este límite y
las piezas acaban por romperse, aunque las
tensiones sean pequeñas.
CORROSIÓN POR EROSIÓN
Describiremos la corrosión por erosión como el
deterioro causado por líquidos en movimiento
laminar o turbulento sobre superficies metálicas.
La velocidad de corrosión dependerá de la
velocidad de flujo del liquido y de su composición.
En el caso de líquidos que contengan partículas
sólidas en suspensión con velocidades de
circulación inferiores a 1 m/s, estos sólidos se
depositaran originando corrosión por aireación
diferencial, con lo cual no será recomendable bajar
de dicha velocidad.
En función del material y de las características del
fluido, existirá una velocidad de flujo determinada a
partir de la cual de producirá la rotura de la película
de óxido protectora, incrementándose la corrosión.
El metal descubierto hará de ánodo frente al resto
de la superficie. El flujo rápido eliminara los
productos de corrosión formados activando el
proceso de disolución anódica, apareciendo los
típicos surcos o huecos redondeados orientados en
la dirección de flujo.
5406390.ppt
Este tipo de corrosión puede producirse en
todos los equipos en contacto con líquidos en
movimiento como bombas, válvulas, tubos de
intercambiadores, condensadores, etc.
La mayoría de los metales son susceptibles a
la corrosión por erosión, la mayor estabilidad
dependerá fundamentalmente de las
características de resistencia y adherencia de
sus películas de óxido.
Ejemplo de erosión por flujo liquido
CORROSIÓN POR EROSIÓN
CORROSIÓN POR EROSIÓN
CORROSIÓN POR EROSIÓN
CORROSIÓN POR FROTAMIENTO
La corrosión por frotamiento, fricción o
abrasión, se presenta cuando dos superficies
en contacto están sujetas a desplazamientos
relativos de tipo oscilatorio.
Este ataque se ha observado en cojinetes,
cilindros rotores, bielas y otras piezas
sometidas a vibración, estando en muchos
casos asociados a la rotura por fatiga.
El mecanismo de deterioro se explica
considerando que las dos superficies en
desplazamiento relativo solo se tocan en
puntos determinados, donde existen presiones
elevadas, con posibles zonas de soldadura en
frió.
Estos puntos soldados se rompen por acción
de las vibraciones, oxidándose las partículas
metálicas desprendidas debido al calor de
fricción, actuando de abrasivo.
5406390.ppt
Una lubricación adecuada que dificulte el contacto
metal con metal e impida el acceso del oxígeno será
una medida preventiva adecuada cuando puedan
aparecer estos fenómenos y también la
combinación de un metal duro con un metal blando
que actuara atrapando las partículas duras
desprendidas evitando su acción abrasiva.
CORROSIÓN EN UNIONES SOLDADAS
La realización de uniones soldadas en la
fabricación de componentes metálicos,
produce una serie de modificaciones en el
material base y en la unión, que pueden variar
sustancialmente el comportamiento frente a la
corrosión de un determinado material. Los
factores que pueden causar problemas de
corrosión en uniones soldadas son:
-Variación composicional
-La modificación de la micro estructura
-Los defectos de soldadura
-Las tensiones residuales
-El diseño inadecuado de la unión
PROTECCIÓN CONTRA CORROSIÓN
La corrosión de metales y aleaciones, como ya se
dijo anteriormente, es un proceso natural que se
produce de forma espontánea, destruyendo o
reduciendo las propiedades de los materiales en
servicio.
Es necesario por tanto, controlar estos procesos
degradativos para mantener inalteradas las
características de los componentes el mayor tiempo
posible.
Este control se realiza por diferentes técnicas
elegidas en función de los materiales a proteger, las
condiciones del medio, la responsabilidad de los
equipos y las condiciones económicas del sistema
en su conjunto.
Los métodos de protección y control de la corrosión
tienen como objetivo optimizar las técnicas
utilizadas en cada aplicación.
El paso inicial para la aplicación de un sistema de
protección a un componente suele ser la limpieza y
preparación de la superficie.
Su objetivo es la eliminación de sustancias
orgánicas, tales como aceites, grasa, restos de
pintura, y de materiales inorgánicos principalmente
óxidos formados en la superficie durante los
procesos de fabricación del componente.
Una limpieza y preparación superficial
adecuada al método de protección utilizado es
fundamental para la obtención de una
protección contra la corrosión eficaz.
Los procedimientos de protección contra la
corrosión pueden clasificarse en los siguientes
apartados:
-Recubrimientos metálicos
-Recubrimientos orgánicos
-Recubrimientos inorgánicos
RECUBRIMIENTOS
 Recubrimientos Metálicos
Los recubrimientos son metales o aleación
que protegen al metal bien por tener una
mayor resistencia a la corrosión o por
corroerse ellos frente al material protegido.
La aplicación del recubrimiento puede hacerse
por diferentes técnicas (laminación, inmersión
en caliente, electrodeposición, metalización,
soldadura, etc.).
Los recubrimientos pueden ser anódicos frente al
material base, como los recubrimientos de zinc y
cadmio sobre el acero al carbono, o catódicos como
el estaño, níquel, cromo y plomo sobre acero al
carbono.
RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS
Los recubrimientos están compuestos por una o
varias capas de sustancias orgánicas: pinturas,
plásticos, alquitrán, aceites, grasas, ceras, etc.
RECUBRIMIENTOS INORGÁNICOS
Los recubrimientos pueden ser capas oxidadas del
mismo metal base producidas de manera controlada
(anodizado, pavonado, etc.), pueden ser obtenidas
mediante un tratamiento de pasivación de la
superficie (fosfato, cromatado, etc.) o mediante la
aplicación de compuestos inorgánicos sobre la
superficie (cerámicos, vidrios, cementos, etc.).

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  • 2. INDICE • FUNDAMENTOS DE LA CORROSION • CORROSIÓN SECA  Formación y características de las capas de óxido. • CORROSIÓN ELECTROQUIMICA • ATAQUES Y ROTURAS POR CORROSIÓN  Corrosión uniforme  Corrosión localizada  Corrosión por picaduras  Corrosión en resquicios  Corrosión galvánica  Corrosión selectiva (descificación)  Exfoliación
  • 3. Corrosión intergranular Corrosión bajo tensión Fragilización por hidrógeno Corrosión-fatiga Corrosión por erosión Corrosión por frotamiento •CORROSIÓN EN UNIONES SOLDADAS •PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN Recubrimientos
  • 4. FUNDAMENTOS DE LA CORROSIÓN La corrosión se define como el ataque químico o electroquímico de una determinada sustancia al reaccionar con el medio circundante. El deterioro causado por una acción física tal como, erosión o rozamiento. En algunos casos el ataque químico puede ir acompañado con una acción física produciendose fenómenos como, erosión con corrosión, rozamiento con corrosión, corrosión-fatiga, etc.: que si pueden interpretarse como proceso corrosivos.
  • 5. La ciencia de la corrosión tiene por objeto el estudio de los mecanismos de corrosión, a través de los cuales comprender como se desarrolla un determinado proceso corrosivo, y una vez identificado prevenir o minimizar sus efectos. La corrosión produce anualmente en todo el mundo pérdidas económicas muy elevadas, estas pérdidas pueden clasificarse en dos grandes grupos:
  • 6. a) Pérdidas directas. Correspondientes a los gastos de sustitución de estructuras corroidas o el mantenimiento de las mismas por medio de pinturas, recubrimientos metálicos, protección catódica, etc. Dentro de este grupo pueden incluirse también la utilización de aleaciones resistentes a la corrosión de precio mas elevado, cuando por necesidades meramente de resistencia mecánica era posible la utilización de materiales más económicos.
  • 7. Las pérdidas directas por corrosión se han evaluado en U. S. A en un valor superior a los 70 billones de dólares anuales, un 4.2 % del P. N. B., en general en los países de O. C. D. E. los costos de corrosión se estiman entre el 34-4% del P. N. B. b) Pérdidas indirectas. La pérdidas indirectas son de más evaluación, algunos casos típicos son: -Paro de instalaciones -Pérdida de producto -Pérdida de eficiencia de los equipos -Contaminación de productos -Sobredimensionamiento
  • 8. Químicamente existen dos clases o dos grandes familias de tipo de corrosión según tenga lugar con ausencia o presencia de agua o disolución acuosa. La primera se llama corrosión seca, también denominada oxidación directa o corrosión química, y la segunda corrosión húmeda o electroquímica. Toda corrosión tiene como consecuencia la pérdida de carga eléctrica negativa por parte de los átomos del metal según esta reacción. ++ M M + 2e
  • 9. En ella se supone un metal con número de valencia 2, que se oxida dando el catión M++, según el tipo de corrosión pasará a formar un compuesto y otro. Pero en cualquier caso, esa fuga de catión M++ es la que motiva la pérdida de material metálico.
  • 10. CORROSIÓN SECA La corrosión seca se realiza en ausencia de humedad y requieren casi siempre elevadas temperaturas y la presencia de una atmósfera agresiva (O2, CL2, SO2, CO2, etc..). La oxidación seca consiste esencialmente en la oxidación del metal a forma iónica, consiste en la pérdida de electrones. M M n+ + ne
  • 11. El gas corrosivo acepta los electrones y se combina químicamente con el metal obteniéndose un óxido o una sal. Si la superficie metálica está a baja temperatura, generalmente no se observa ningún efecto de corrosión, lo cual no quiere decir que no se haya verificado ninguna reacción. En la corrosión seca se produce un ataque por igual sobre la superficie metálica, según el esquema de la figura 1.
  • 12. La mayoría de los metales y aleaciones en contacto con oxígeno o aire seco se oxidan, a mayor o menor velocidad, en función de la temperatura y la naturaleza de los productos de la reacción. Esta oxidación comporta una variación de peso, dimensiones y propiedades físicas y mecánicas que pueden afectar fundamentalmente a las posibilidades de empleo de los materiales.
  • 13. La causa de la oxidación es la afinidad de los metales por el oxigeno. ………. CAPA DE OXIDO METAL ……. ...2E.....oxigeno …M++… ……….. Corrosión seca figura 1
  • 14. La oxidación de un metal implica la reducción de otra sustancia que gana electrones. _ M M +2 + 2E oxidación _ O + 2E reducción La combinación de estas dos reacciones nos da la reacción de oxidación-reducción que se produce realmente. M + O MeO
  • 15. En la que el catión M2+ se ha neutralizado con O2- dando MO, o sea un óxido metálico que forma una capa a través de la cual se mueven los electrones (e-).
  • 16.  Formación y características de las capas de oxido. Los óxidos de los metales formados por oxidación directa en un ambiente gaseoso pueden presentar tendencia a deteriorarse, capas no protectoras, o bien son relativamente estables son lo cual el proceso de corrosión se atenúa con el tiempo, capas protectoras. El que suceda una u otra cosa dependerá de las propiedades físicas, químicas, mecánicas y de la composición y estructura de la capa de óxido formada.
  • 17. Normalmente la capa de óxidos es de distinto volumen que la del material corroído, su comportamiento depende de una serie de factores entre los cuales están la elasticidad propia, la plasticidad y la adherencia al metal base, por lo tanto, un óxido será en realidad protector según el grado de deformación que admitan los parámetros reticulares o según su capacidad para la deformación plástica. a) Oxido falto de la elasticidad necesaria para adaptarse al sustrato metálico sin pérdida de discontinuidad (figura2.a.). En este caso se producen grietas o picaduras en la superficie del metal a través de las cuales prosigue la oxidación.
  • 18. b) Oxido con elevada elasticidad y adherencia a la superficie metálica (figura 2.b.). Se obtiene una superficie continua que actúa de barrera entre el medio y el metal. Normalmente atenúa la corrosión. c) Oxido con buena elasticidad y adherencia al metal base (figura2.c.). Se produce una superficie continua de buen espesor que hace difícil la corrosión. d) Oxido con baja adherencia entre el óxido y el metal (figura 2.d.). Se crean ampollas, debido a los esfuerzos laterales y la baja adherencia, a través de las cuales pueden proseguir la corrosión.
  • 19. e) Oxido con baja plasticidad del óxido con poca adherencia al material (figura.2.e). Se produce la rotura del óxido por la que prosigue la corrosión. f) Oxido con alta adherencia con baja plasticidad (figura2) Se produce grietas por cortadura a 45° por las que prosigue la corrosión. El desgaste de la capa de oxido también acelera el proceso de corrosión, ya que al disminuir el espesor aumenta la velocidad de difusión del oxigeno. Otros efectos como los movimientos de convección y los fenómenos electroquímicos pueden acelerar los procesos de corrosión.
  • 21. Obsérvese que en este tipo de corrosión los electrones circulan por el metal, y es en el ánodo donde se produce la pérdida de material con disolución del metal al producirse allí la oxidación. Esta corrosión se produce siempre en materiales sumergidos o en contacto con el electrolito o solución acuosa (condición indispensable). Además de la importancia de la pérdida de material en sí, la corrosión electroquímica se trata de un ataque localizado que produce perforaciones y picaduras en los equipos en zonas más o menos amplias.
  • 22. En la corrosión electroquímica es necesario, por tanto, la presencia de un ánodo, de un cátodo y de un electrolito o solución acuosa. La presencia de estas micropilas o macro pilas, según la extensión de los ánodos y los cátodos, pueden tener variado origen, sea en el material o sea en el electrolito. Así pues podemos decir que la presencia de heterogeneidades en el material o en el electrolito es la causa de la corrosión.
  • 24. La existencia de pilas de corrosión puede ser debida a heterogeneidades provenientes de muy diversas causas. Entre las heterogeneidades del metal que constituye la causa más frecuente de corrosión electroquímica pueden distinguirse: -Composicionales. Fases de composición química diferente, segregaciones, impurezas, etc. -Estructurales. Anisotropía de los granos, bordes de grano, dislocaciones, tamaño de grano, etc. -Mecánicas. Zonas con deformación en frío, tensiones externas, puntos de concentración de esfuerzos, etc. -Superficiales. Discontinuidades en películas protectoras, uniones vi metálicas, películas contaminantes, diferente grado de pulido, rayas, etc.
  • 25. Por otro lado, las heterogeneidades impuestas por el medio (el electrolito) pueden provenir de: -Diferencias de temperatura. -Diferenta concentración salina, composiciónal o pH. -Concentración de oxigeno (aireación diferencial). -Movimiento del fluido. -Presencia de agentes especialmente corrosivos. -Acciones mecánicas simultáneas. -Corrientes vagabundas. -Radiación -Agentes Biológicos.
  • 26. La corrosión electroquímica se caracteriza por producirse casi siempre en una forma más pronunciada en unas zonas que en otras, siendo su forma más característica de ponerse de manifiesto la aparición de picaduras o corrosión intergranular, que ocasiona graves problemas técnicos muchas veces de difícil resolución.
  • 27.  ATAQUES Y ROTURAS POR CORROSIÓN Se ha puesto de manifiesto la gran variedad de formas en que puede desarrollarse un ataque por corrosión. En numerosos casos este deterioro puede producir la rápida inutilización de un determinado material en servicio o producir la rotura catastrófica del mismo. El modo de ataque es, por tanto, una característica fundamental a conocer en las interacciones metal-medio, se pretende eliminar o al menos minimizar y controlar la acción de los procesos de corrosión, manteniendo un adecuado funcionamiento de las instalaciones industriales.
  • 28. Analizaremos a continuación los diferentes tipos de ataques y roturas producidos por corrosión, indicando las causas fundamentales de su desarrollo y siempre que sea posible la mejor forma de evitarlos.  CORROSIÓN UNIFORME La corrosión uniforme consiste en una disolución o deterioro gradual de un material por la acción de un medio agresivo. A escala macroscopica no existe un ataque preferente en la superficie del metal, un ejemplo puede ser la corrosión de una pieza de zinc en una solución de ácidos. Un análisis más detallado del proceso podría apreciar la presencia de zonas más activas que otras frente a la corrosión, puntos de localización de impurezas, bordes de grano, zonas deformadas, etc. Pero en cualquier caso toda la superficie sufrirá un proceso muy similar u homogéneo de deterioro.
  • 29. La situación del material atacado por otro de mayor resistencia del medio puede ser una buena solución a este tipo de corrosión, así como la adición de inhibidores de la reacción o pasivadores del material. En otros casos la solución es estimar el tiempo de vida útil del componente sometido a corrosión y calcular el Sobredimensionamiento necesario para su permanencia en servicio durante un tiempo limitado, para proceder una vez concluido este, a su sustitución por un nuevo componente.
  • 30. CORROSIÓN LOCALIZADA La corrosión localizada es un proceso de ataque que actúa solo sobre determinadas zonas de la superficie, y que puede conducir al fallo prematuro de un componente o estructura sin apenas a la mayor parte de su superficie (figura4), este tipo de ataque tiende a desarrollarse mucho mas rápidamente que la corrosión uniforme y por tanto suele ser más peligrosa.
  • 32. Tanto la morfología como el mecanismo de la corrosión localizada presentan multitud de variedades con arreglo a las circunstancias en que el ataque se produzca. En la iniciación del proceso, localización de zonas de ataque y desarrollo del mismo, ejercen un papel fundamental las heterogeneidades de composición de material y del medio, así como la configuración geométrica, micro estructura y estado superficial del material.
  • 33. Los procesos de corrosión localizada se produce o acentúan en muchas ocasiones por el fenómeno de aireación diferencial. Este ataque se presenta cuando un metal en contacto con un liquido posee zonas superficiales de mas difícil acceso al oxigeno que otras. La corrosión se produce en las partes menos aireadas, permaneciendo intactas las mas aireadas. Esto es debido a la mayor concentración de oxigeno en las zonas aireadas que favorece la reacción catódica.
  • 34. Por ello una estructura de acero sumergida parcialmente en el agua, sufrirá una mayor velocidad de corrosión en la zona ligeramente por debajo de la línea de nivel del agua (figura5). En la zona ligeramente inferior al reducirse noblemente el contenido en oxigeno se producirá la reacción anódica y por tanto la corrosión del metal. Este fenómeno se le conoce también como corrosión en línea de agua. Entre las formas de ataque localizado existentes, describiremos como mas significativas: -Corrosión por picaduras -Corrosión en resquicios -Corrosión galvánica -Corrosión selectiva -Exfoliación
  • 36. CORROSIÓN POR PICADURAS La corrosión por picaduras es un ataque localizado concentrado en áreas muy reducidas , suele presentarse en materiales reactivos que deben su estabilidad a la existencia de una película de oxido pasiva superficialmente. Las picaduras se inician en puntos de discontinuidad de las capas de óxido, imperfecciones o daños sufridos en la película, o cuando las condiciones del medio ambiente son propicias al fenómeno, presencia de elementos inestabilizadores como los iones de cloruro o presencia de depósitos, materia orgánica u otra circunstancia que pueda producir condiciones de heterogeneidad ambiental como la aireación diferencial.
  • 37. Las picaduras aparecen frecuentemente en materiales como aluminio, zinc, magnesio, titanio, acero al carbono, acero inoxidable, etc.; en condiciones de pasividad. Los aceros inoxidables sufren un fuerte picado en presencia de cloruros en soluciones aireadas, asociado a una pérdida localizada de la pasividad. En condiciones de desaireación no aparecen picaduras, pero puede producirse un fuerte ataque generalizado en toda su superficie.
  • 38. CORROSIÓN EN RESQUICIOS La corrosión en resquicios (ver figura6) es otro tipo de ataque localizado que se produce cuando pequeñas cantidades de electrolitos permanecen en condiciones estacionarias en contacto con la superficie metálica sin que se produzca la renovación del mismo con el resto del medio circundante. Tales circunstancias pueden producirse en iones remachadas o soldadas por puntos a solape, rincones con mala circulación, zonas bajo depósitos, grietas en el material, etc.
  • 39. Para prevenir este tipo de corrosión conviene sustituir los remaches por soldaduras, eliminar los sólidos en suspensión dentro del liquido lo mismo que los depósitos superficiales y evitar en el diseño de los recipientes recodos u otras zonas de estancamiento.
  • 41. CORROSIÓN GALVÁNICA Aparece cuando dos metales o aleaciones distintas, en contacto, se exponen en soluciones o atmósferas agresivas. El metal más estable, más noble o más inoxidable actuará como catódico y el menos estable como anódico. La corrosión galvanica puede ser beneficiosa, como en el caso del acero galvanizado (recubierto de una película de Zn): aquí el Zn, que es más electronegativo que el Fe, se corroe impidiendo que el acero sufra deterioro (protección catódica).
  • 42. La manera mas eficaz de impedir la corrosión galvánica consiste en no usar metales distintos, estos deben aislarse con un material como plástico, caucho, etc., para impedir el contacto directo entre ambos metales. También los elementos de unión (remaches, tornillos, etc.) deben aislarse mediante casquillos y arandelas (figura7)
  • 44. EXFOLIACIÓN La exfoliación es un proceso corrosivo que se pone de manifiesto por una escamación superficial del material. El ataque progresa paralelamente a la superficie metálica a través de los bordes de grano, originando unas láminas oxidadas que se desprenden de la superficie debido al aumento de volumen provocado por los productos de corrosión. Se han detectado procesos de exfoliación en diversos materiales, entre ellos en aleación Cu-Ni 70/30 y 80/20 en cambiadores de calor y en aleaciones de aluminio en ambientes húmedos e industriales.
  • 45. CORROSIÓN INTERGRANULAR Los bordes de grano son mas propensos al ataque no solo porque en ellos los átomos metálicos están mas débilmente empaquetados en la red cristalina, sino también por las impurezas y segregaciones que se acumulan aquí. También puede darse en los bordes de grano un enriquecimiento o empobrecimiento de uno de los aleantes de una aleación. El ataque se presenta, cuando el borde de grano es anódico respecto al área extensa catódica, que constituir la matriz metálica. Se trata de una corrosión muy localizada. También puede haber en los bordes de grano pequeños islotes más electropositivos que el material que los rodea (figuira8)
  • 47. Especialmente susceptibles a este tipo de corrosión son los aceros inoxidables austéniticos tratados térmicamente de un modo inadecuado, y también el duraluminio (4% de Cu). El acero inoxidable, calentado en el margen de temperaturas de 500 a 750°C, se sensibiliza debido a que las zonas contiguas a los bordes de granos se empobrecen en cromo. A estas temperaturas el carburo de cromo (Cr23C6) es insoluble en la solución sólida y precipita en los bordes de granos
  • 48. Las zonas desprovistas de la concentración conveniente de cromo hacen de ánodo frente a los granos y los núcleos precipitados de carburo de cromo (cátodos). La corrosión puede progresar rápidamente con penetración profunda en el material ocasionando a veces fallos catastróficos. Una causa muy parecida tienen la corrosión en soldaduras. También aquí las áreas inmediatas contiguas a la soldadura quedan empobrecidas en cromo, por lo que se vuelven activas frente al resto del metal.
  • 49. Para eliminar la posibilidad del ataque en los bordes de grano o en la zona contigua al cordón de soldadura hay que someter al Acero austenitico a un tratamiento térmico de temple, que consiste en calentar entre 1060 y 1120°C y templar a continuación en agua. Otra solución es la adición de estabilizadores (Ti,Nb) al acero inoxidable. Estos metales reaccionan mas fácilmente con el carbono que el cromo, dejando el cromo en solución sólida. Se pueden también utilizar aceros de bajo contenido en carbono (grados L.)
  • 50. CORROSIÓN BAJO TENSIÓN Se presenta en los metales que están expuestos a un esfuerzo de tensión constante y a la acción simultánea de un medio corrosivo. La fuerza tensora puede ser aplicada exteriormente o ser solamente residual. Entre las tensiones externas (aplicadas) cabe citar las presiones y esfuerzos que se presentan en las uniones o empalmes de estructuras, en los puntos que soportan mayor carga, en las sujeciones rígidas, en los resquicios donde se acumulan impurezas o productos de corrosión, etc. Las tensiones internas (residuales) proviene muchas veces de deformaciones plásticas del material sufridas durante el trabajo en frío o de procesos como el soldeo.
  • 52. Para que se de el agrietamiento típico, del que aquí tratamos, se requiere la presencia de un medio corrosivo especifico para cada metal o aleación. Así un medio que resulta pernicioso para un metal determinado, puede ser ineficiente con respecto a otro metal. Además de la compasión del medio agresivo, ejerce un influjo sobre la aparición y el rápido progreso de las grietas la tensión, la presencia de oxidantes y los factores métalo gráficos.
  • 53. El deterioro siempre va presidido de un periodo de incubación, en el que se forman las primeras micro fisuras, debidas a picaduras que se desarrollan preferentemente en las imperfecciones, bordes de grano, marcas de mecanizado, etc. Sufren esta clase de corrosión los latones en contacto con soluciones o atmósferas que contienen amoniaco, ion amonio o aminas, los aceros normales con muy bajo contenido en carbono y los aceros inoxidables en contacto con el agua del mar o cualquier medio con cloruros y el duraluminio. Para prevenir el ataque deben disminuirse las tensiones internas por un conveniente tratamiento térmico y las tensiones externas reduciendo la carga a la que esta sometida la pieza. Muchas veces la única solución consistirá en seleccionar una aleación mas resistente.
  • 54. FRAGILIZACIÓN POR HIDROGENO Algunas aleaciones sufren rotura bajo tensión en medios corrosivos a consecuencia de la entrada de átomos de hidrógeno en la red de la aleación. Este fenómeno se conoce como fragilización por hidrogeno. Este tipo de corrosión se presenta en metales que están en contacto con petróleo o líquidos en los que puede liberarse hidrogeno gas, durante, dislocaciones y fisuras, debilitando las fuerzas de unión del retículo metálico.
  • 55. Bastara aplicar una tensión (sea de origen interno, sea de origen externo) para que se produzca el agrietamiento. El mecanismo del progreso de las grietas es de naturaleza distinta del que se da en el agrietamiento por corrosión bajo tensión. El agrietamiento puede obviarse con un tratamiento de recocido a bajas temperaturas (100-150°) o empleando aleaciones resistentes a este ataque, como aleaciones con Ni (los aceros muy tenaces son sensibles a este agrietamiento).
  • 56. La protección catódica puede evitar el agrietamiento por corrosión bajo tensión, puesto que la disolución anódica interviene durante una parte, al menos, del proceso de propagación de la grieta. En contraposición, la protección catódica induce el agrietamiento por hidrogeno, debido a la producción de hidrogeno en la zona catódica. Esto permite diferenciar ambos procesos de rotura, que se han comparado en la figura 9.
  • 59. CORROSIÓN - FATIGA La fatiga es un fenómeno de agrietamiento que se pone de manifiesto en los materiales cuando se encuentran sometidos a la acción de esfuerzos repetidos o cíclicos. De ordinario bastan tensiones notablemente inferiores a la carga de rotura bajo un esfuerzo estático para provocar la fractura de una pieza expuesta a un esfuerzo cíclico de fatiga. La acción simultanea de una carga cíclica y la presencia de un medio agresivo, produce una significativa aceleración del proceso de rotura, esta interacción de ambos procesos se conoce como corrosión-fatiga o fatiga con corrosión.
  • 60. Hace más de cien años, Wóhler 1870, represento el comportamiento de los metales sometidos a esfuerzos alternativos en función del número de ciclos y la amplitud de la tensión aplicada, curvas S-N, los cuales suelen presentar el llamado “limite de fatiga”, tensión por debajo de la cual el metal no sufre rotura por numeroso que sea el número de ciclos, en medio inerte. En ambientes corrosivos no se da este límite y las piezas acaban por romperse, aunque las tensiones sean pequeñas.
  • 61. CORROSIÓN POR EROSIÓN Describiremos la corrosión por erosión como el deterioro causado por líquidos en movimiento laminar o turbulento sobre superficies metálicas. La velocidad de corrosión dependerá de la velocidad de flujo del liquido y de su composición. En el caso de líquidos que contengan partículas sólidas en suspensión con velocidades de circulación inferiores a 1 m/s, estos sólidos se depositaran originando corrosión por aireación diferencial, con lo cual no será recomendable bajar de dicha velocidad.
  • 62. En función del material y de las características del fluido, existirá una velocidad de flujo determinada a partir de la cual de producirá la rotura de la película de óxido protectora, incrementándose la corrosión. El metal descubierto hará de ánodo frente al resto de la superficie. El flujo rápido eliminara los productos de corrosión formados activando el proceso de disolución anódica, apareciendo los típicos surcos o huecos redondeados orientados en la dirección de flujo.
  • 64. Este tipo de corrosión puede producirse en todos los equipos en contacto con líquidos en movimiento como bombas, válvulas, tubos de intercambiadores, condensadores, etc. La mayoría de los metales son susceptibles a la corrosión por erosión, la mayor estabilidad dependerá fundamentalmente de las características de resistencia y adherencia de sus películas de óxido.
  • 65. Ejemplo de erosión por flujo liquido
  • 69. CORROSIÓN POR FROTAMIENTO La corrosión por frotamiento, fricción o abrasión, se presenta cuando dos superficies en contacto están sujetas a desplazamientos relativos de tipo oscilatorio. Este ataque se ha observado en cojinetes, cilindros rotores, bielas y otras piezas sometidas a vibración, estando en muchos casos asociados a la rotura por fatiga.
  • 70. El mecanismo de deterioro se explica considerando que las dos superficies en desplazamiento relativo solo se tocan en puntos determinados, donde existen presiones elevadas, con posibles zonas de soldadura en frió. Estos puntos soldados se rompen por acción de las vibraciones, oxidándose las partículas metálicas desprendidas debido al calor de fricción, actuando de abrasivo.
  • 72. Una lubricación adecuada que dificulte el contacto metal con metal e impida el acceso del oxígeno será una medida preventiva adecuada cuando puedan aparecer estos fenómenos y también la combinación de un metal duro con un metal blando que actuara atrapando las partículas duras desprendidas evitando su acción abrasiva.
  • 73. CORROSIÓN EN UNIONES SOLDADAS La realización de uniones soldadas en la fabricación de componentes metálicos, produce una serie de modificaciones en el material base y en la unión, que pueden variar sustancialmente el comportamiento frente a la corrosión de un determinado material. Los factores que pueden causar problemas de corrosión en uniones soldadas son: -Variación composicional -La modificación de la micro estructura -Los defectos de soldadura -Las tensiones residuales -El diseño inadecuado de la unión
  • 74. PROTECCIÓN CONTRA CORROSIÓN La corrosión de metales y aleaciones, como ya se dijo anteriormente, es un proceso natural que se produce de forma espontánea, destruyendo o reduciendo las propiedades de los materiales en servicio. Es necesario por tanto, controlar estos procesos degradativos para mantener inalteradas las características de los componentes el mayor tiempo posible.
  • 75. Este control se realiza por diferentes técnicas elegidas en función de los materiales a proteger, las condiciones del medio, la responsabilidad de los equipos y las condiciones económicas del sistema en su conjunto. Los métodos de protección y control de la corrosión tienen como objetivo optimizar las técnicas utilizadas en cada aplicación.
  • 76. El paso inicial para la aplicación de un sistema de protección a un componente suele ser la limpieza y preparación de la superficie. Su objetivo es la eliminación de sustancias orgánicas, tales como aceites, grasa, restos de pintura, y de materiales inorgánicos principalmente óxidos formados en la superficie durante los procesos de fabricación del componente.
  • 77. Una limpieza y preparación superficial adecuada al método de protección utilizado es fundamental para la obtención de una protección contra la corrosión eficaz. Los procedimientos de protección contra la corrosión pueden clasificarse en los siguientes apartados: -Recubrimientos metálicos -Recubrimientos orgánicos -Recubrimientos inorgánicos
  • 78. RECUBRIMIENTOS  Recubrimientos Metálicos Los recubrimientos son metales o aleación que protegen al metal bien por tener una mayor resistencia a la corrosión o por corroerse ellos frente al material protegido. La aplicación del recubrimiento puede hacerse por diferentes técnicas (laminación, inmersión en caliente, electrodeposición, metalización, soldadura, etc.).
  • 79. Los recubrimientos pueden ser anódicos frente al material base, como los recubrimientos de zinc y cadmio sobre el acero al carbono, o catódicos como el estaño, níquel, cromo y plomo sobre acero al carbono.
  • 80. RECUBRIMIENTOS ORGÁNICOS Los recubrimientos están compuestos por una o varias capas de sustancias orgánicas: pinturas, plásticos, alquitrán, aceites, grasas, ceras, etc.
  • 81. RECUBRIMIENTOS INORGÁNICOS Los recubrimientos pueden ser capas oxidadas del mismo metal base producidas de manera controlada (anodizado, pavonado, etc.), pueden ser obtenidas mediante un tratamiento de pasivación de la superficie (fosfato, cromatado, etc.) o mediante la aplicación de compuestos inorgánicos sobre la superficie (cerámicos, vidrios, cementos, etc.).