08/04/2015 CorrosionyAnticorrosivosTaringa!

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CorrosionyAnticorrosivos

IntroduccinEnestetemapretendemosampliarlosconocimientostericos,medianteunalargainvestigacineneltemadelacorrosinyanticorrosivos.

Tambinsepretendeenfocardiferentespuntosdevistasobreuntemaqueesdevitalimportanciaenelmundodehoyenda,porsuefectoenequipos,herramientas,maquinariasyestructuras.

Seplantearanlassolucionesqueexistenparadetenerlacorrosincomolossonlosllamadosanticorrosivos

CorrosinyAnticorrosivos.Seentiendeporcorrosinlainteraccindeunmetalconelmedioquelorodea,produciendoelconsiguientedeterioroensuspropiedadestantofsicascomoqumicas.Lascaractersticasfundamentaldeestefenmeno,esquesloocurreenpresenciade

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unelectrlito,ocasionandoregionesplenamenteidentificadas,llamadasestasandicasycatdicas:unareaccindeoxidacinesunareaccinandica,enlacualloselectronessonliberadosdirigindoseaotrasregionescatdicas.Enlareginandicaseproducirladisolucindelmetal(corrosin)y,consecuentementeenlaregincatdicalainmunidaddelmetal.

Losenlacesmetlicostiendenaconvertirseenenlacesinicos,losfavorecequeelmaterialpuedeenciertomomentotransferiryrecibirelectrones,creandozonascatdicasyzonasandicasensuestructura.Lavelocidadaqueunmaterialsecorroeeslentaycontinuatododependiendodelambientedondeseencuentre,amedidaquepasaeltiemposevacreandounacapafinadematerialenlasuperficie,quevanformndoseinicialmentecomomanchashastaquelleganaaparecerimperfeccionesenlasuperficiedelmetal.

Estemecanismoqueesanalizadodesdeunpuntodevistatermodinmicoelectroqumico,indicaqueelmetaltiendearetornaralestadoprimitivoodemnima

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energa,siendolacorrosinporlotantolacausantedegrandesperjuicioseconmicoseninstalacionesenterradas.Porestarazn,esnecesariolaoportunautilizacindelatcnicadeproteccincatdica.

Sedesignaqumicamentecorrosinporsuelos,alosprocesosdedegradacinquesonobservadosenestructurasenterradas.Laintensidaddependerdevariosfactorestalescomoelcontenidodehumedad,composicinqumica,pHdelsuelo,etc.Enlaprcticasueleutilizarsecomnmenteelvalordelaresistividadelctricadelsuelocomondicedesuagresividadporejemplounterrenomuyagresivo,caracterizadoporpresenciadeionestalescomocloruros,tendrnresistividadesbajas,porlaaltafacilidaddetransportacininica.

Laproteccincatdicaesunmtodoelectroqumicocadavezmsutilizadohoyenda,elcualaprovechaelmismoprincipioelectroqumicodelacorrosin,transportandoungrancatdoaunaestructurametlica,yaseaqueseencuentreenterradaosumergida.Paraestefinsernecesariolautilizacindefuentesdeenergaexternamedianteelempleodenodosgalvnicos,quedifundenlacorrientesuministradaporuntransformadorrectificadordecorriente.

Elmecanismo,consecuentementeimplicarunamigracindeelectroneshaciaelmetalaproteger,losmismosqueviajarndesdenodosexternosqueestarnubicadosensitiosplenamenteidentificados,cumpliendoassufuncin.

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Aestproteccinsedebeagregarlaofrecidaporlosrevestimientos,comoporejemplolaspinturas,caslatotalidaddelosrevestimientosutilizadoseninstalacionesenterradas,areasosumergidas,sonpinturasindustrialesdeorigenorgnico,pueseldiseomediantenodogalvnicorequieredelclculodealgunosparmetros,quesonimportantesparaprotegerestosmateriales,comoson:lacorrienteelctricadeproteccinnecesaria,laresistividadelctricadelmedioelectrlito,ladensidaddecorriente,elnmerodenodosylaresistenciaelctricaquefinalmenteejerceninfluenciaenlosresultados.

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Aproximacinalacorrosindelosmetales

Esquemadeoxidacindelhierro,ejemplodecorrosindeltipopolarizada.

Lacorrosindelosmetalesesunfenmenonaturalqueocurredebidoalainestabilidadtermodinmicadelamayoradelosmetales.Enefecto,salvorarasexcepciones(eloro,elhierrodeorigenmeteortico)losmetalesestnpresentesenlaTierraenformadexido,enlosminerales(comolabauxitasiesaluminio,lahematitasieshierro...).Desdelaprehistoria,todalametalurgiahaconsistidoenreducirlosxidosenbajoshornos,luegoenaltoshornos,parafabricarelmetal.Lacorrosin,dehecho,eselregresodelmetalasuestadonatural,elxido.

Amenudosehabladelaceroinoxidableeltrminoesimpropiopordosrazones:

*estetipodeacerocontieneelementosdealeacin(cromo,nquel)queseoxidanaestacapadexidosedebelaproteccindelacero

*noestprotegidomsqueenciertostiposdeambiente,ysecorroerenambientesdistintos.

Buen

Existenmltiplesvariedadesdeacerosllamados"inoxidables",quellevannombrescomo"304","304L","316N",etc.correspondientesadistintascomposicionesytratamientos.Cadaacerocorrespondeaciertostiposdeambientesuusoenambientesdistintossercatastrfico.

Adems,elmaterialdelqueesthechalapiezanoeselnicoparmetro.Laformadelapiezaylostratamientosalosqueselasomete(conformacin,soldadura,atornillado)tienenunpapelprimordial.As,unmontajededosmetalesdiferentes(porejemplo,dosvariedadesdeacero,oelmismoacerocontratamientosdiferentes)puede

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darpieaunacorrosinaceleradaadems,amenudoseventrazasdeherrumbreenlastuercas.Asimismo,silapiezapresentaunintersticio(porejemplo,entredosplacas),ahpuedeformarseunmedioconfinadoqueevolucionardeunmododiferentedelrestodelapiezay,porlotanto,podrllegaraunacorrosinlocalacelerada.Dehecho,todaheterogeneidadpuededesembocarenunacorrosinlocalacelerada,como,porejemplo,enloscordonesdesoldaduraoenlamanoalsersalpicadaporuncido.

TIPOSDECORROSINExistenmuchosmecanismosporloscualesseverificalacorrosin,quetalcomosehaexplicadoanteriormenteesfundamentalmenteunprocesoelectroqumico.

Corrosinelectroqumicaopolarizada

Lacorrosinelectroqumicaseestablececuandoenunamismasuperficiemetlica

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ocurreunadiferenciadepotencialenzonasmuyprximasentresiendondeseestableceunamigracinelectrnicadesdeaquellaenqueseverificaelpotencialdeoxidacinmselevado,llamadoreaandicahaciaaquelladondeseverificaelpotencialdeoxidacin(estetrminohaquedadoobsoleto,actualmenteseestipulacomopotencialdereduccin)msbajo,llamadoreacatdica.

Elconjuntodelasdossemireaccionesconstituyeunacluladecorrosinelectroqumica.

CorrosinporoxgenoEstetipodecorrosinocurregeneralmenteensuperficiesexpuestasaloxgenodiatmicodisueltoenaguaoalaire,sevefavorecidoporaltastemperaturasypresinelevada(ejemplo:calderasdevapor).Lacorrosinenlasmquinastrmicas(calderasdevapor)representaunaconstanteprdidaderendimientoyvidatildelainstalacin.

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CorrosinmicrobiolgicaEsunodelostiposdecorrosinelectroqumica.Algunosmicroganismossoncapacesdecausarcorrosinenlassuperficiesmetlicassumergidas.Sehanidentificadoalgunasespecieshidrgenodependientesqueusanelhidrgenodisueltodelaguaensusprocesosmetablicosprovocandounadiferenciadepotencialdelmediocircundante.Suaccionarestasociadoalpitting(picado)deloxgenoolapresenciadecidosulfhdricoenelmedio.Enestecasoseclasificanlasferrobacterias.

CorrosinporpresionesparcialesdeoxgenoEloxgenopresenteenunatuberaporejemplo,estexpuestoadiferentespresiones

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parcialesdelmismo.Esdecirunasuperficieesmsaireadaqueotraprximaaellayseformaunapila.Elreasujetaamenoraireacin(menorpresinparcial)actacomonodoylaquetienemayorpresenciadeoxgeno(mayorpresin)actacomounctodoyseestablecelamigracindeelectrones,formndosexidoenunayreducindoseenlaotrapartedelapila.Estetipodecorrosinescomnensuperficiesmuyirregularesdondeseproducenobturacionesdeoxgeno.

Corrosinporactividadsalinadiferenciada

Estetipodecorrosinseverificaprincipalmenteencalderasdevapor,endondelasuperficiemetlicaexpuestaadiferentesconcentracionessalinasformanaratosunapilagalvnicaendondelasuperficieexpuestaalamenorconcentracinsalinasecomportacomounnodo.

Unmaterialanticorrosivoesunmaterialquesirveparaprotegerunasuperficiedeunprocesodedegradacinllamadocorrosin.Lacorrosinesunprocesoelectroqumicocomplejoydifcildecontrolar.

Lapinturaparametalestienecomoprincipalraznevitarsucorrosin.Enelmundosegastancantidadesimpresionantesenelcontroldelacorrosin,puessincontrolsecaeranlospuentes,lasmontaasrusas,lossemforos,losautos,etc.sedestruiran,yaquetodossedegradaranpaulatinamentesinunapinturaquelosrecubra.

Elprocesodeevitarlacorrosindemaneramsefectivacompetealastcnicasdemodificacindesuperficie.

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Proteccioncontralacorrosion

Lacorrosines,pues,unfenmenoquedependedelmaterialutilizado,delaconcepcindelapieza(forma,tratamiento,montaje)ydelambiente.Sepuedeinfluirentoncesenestostresparmetrossepuedeinfluirtambinenlareaccinqumicamisma.

Eleccindelmaterial

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Laprimeraideaesescogertodounmaterialquenosecorroaenelambienteconsiderado.Sepuedenutilizaracerosinoxidables,aluminios,cermicas,polmeros(plsticos),etc.Laeleccintambindebetomarencuentalasrestriccionesdelaaplicacin(masadelapieza,resistenciaaladeformacin,alcalor,capacidaddeconducirlaelectricidad,etc.).

Caberecordarquenoexistenmaterialesabsolutamenteinoxidableshastaelaluminiosepuedecorroer.

ConcepcindelapiezaEnlaconcepcin,hayqueevitarlaszonasdeconfinamiento,loscontactosentrematerialesdiferentesylasheterogeneidadesengeneral.

Hayqueprevertambinlaimportanciadelacorrosinyeltiempoenelquehabrquecambiarlapieza(mantenimientopreventivo).

Dominiodelambiente

Cuandosetrabajaenambientecerrado(porejemplo,uncircuitocerradodeagua),se

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puedendominarlosparmetrosqueinfluyenenlacorrosincomposicinqumica(particularmentelaacidez),temperatura,presin...Sepuede,v.g.,agregarproductosllamados"inhibidoresdecorrosin".Uninhibidordecorrosinesunasustanciaque,aadidaaundeterminadomedio,reducedemanerasignificativalavelocidaddecorrosin.Lassubstanciasutilizadasdependentantodelmetalaprotegercomodelmedio,yuninhibidorquefuncionabienenundeterminadosistemapuedeinclusoacelerarlacorrosinenotrosistema.

Sinembargo,estetipodesolucinesinaplicablecuandosetrabajaenmedioabierto(atmsfera,mar,cuencaencontactoconelmedionatural,circuitoabierto,etc.)

Inhibidoresdelacorrosin

Losinhibidoresdecorrosin,sonproductosqueactanyaseaformandopelculassobrelasuperficiemetlica,talescomolosmolibdatosofosfatos,obienentregandosuselectronesalmedio.Porlogenerallosinhibidoresdeestetiposonazolesmodificadosqueactansinrgicamenteconotrosinhibidorestalescomonitritos,fosfatosysilicatos.Laqumicadelosinhibidoresnoestdeltododesarrolladaaun.Suusoesenelcampodelossistemasdeenfriamientoodisipadoresdecalortalescomolosradiadores,torresdeenfriamiento,calderasy"chillers".

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AislamientodelmedioExistendistintosmediosparaimpedirqueocurralareaccinqumica.Comoprimeramedidadeproteccinsepuedeaislarlapiezadelambiente,dndoleunamanodepintura,cubriendolapiezadeplstico,haciendountratamientodesuperficie(porejemplo,nitruracin,cromatacinoproyeccinplasma).

muy

GalvanismoandicooproteccincatdicaTambinsepuedeintroducirotrapiezaparaperturbarlareaccineselprincipiodel"nododesacrificio"o"proteccingalvnica".Secolocaunapiezadealeacionesdezinc,aleacionesdemagnesioyaleacionesdealuminio,quesevanacorroerenlugardelapiezaquesequiereprotegerlareaccinqumicaentreelambienteylapiezasacrificadaimpidelareaccinentreelambienteylapiezatil.Enmedioacuoso,bastaconatornillarelnododesacrificioalapiezaquesedebeproteger.Alaire,hayquerecubrirtotalmentelapiezaeselprincipiodelagalvanizacin.EstemtodoseusaampliamenteenlaIngenieranaval.

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GalvanoplastiaLapiezasepuederecubrirconunapelculadeotrometalelectrodepositadocuyopotencialdereduccinesmsestablequeelalmadelapieza.Galvanoplastiaexistecomoelniquelado,elzincado(galvanizado),elcobrizadoyelcromatizado.

Elcromadousadocomnmenteenlaindustriaautomotrizyenladelosfittingsconfiereunaproteccinestablealalmadehierroconlacualseconfeccionaelartculo.Elcromado(noconfundirelcromado,undepsitodecromo,conlacromatacin,queeslaformacindeunacapademetalcombinadoconionesdecromoVI).Enefecto,elcromomismonosecorroe,protegiendoaslapieza,perolamnimarayaduraescatastrfica,pueslapiezahaceentonceslasvecesdenodosacrificialdelcromoysecorroeagranvelocidad.

Laspinturasanticorrosinconplomohansidoabandonadasacausadesuimpactodramticoenelambiente.

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AplicacindeinhibidoresasociadosaunapelculadefijacinEnestecaso,caenlaspinturasanticorrosivascuyasformulacionesapartedeaportarconunfilmdeaislamientodetipoepxicofenlicooepoxiureicollevanasociadosunpaqueteanticorrosivocompuestopormolculasorgnicasomineralesaceptorasdeeletronestalescomolosazoles.

Estambinconvenientemencionarqueuninhibidordecorrosindeberespecificarsesobrequetipodecorrosinvaainhibirdadolagrandiversidaddetiposyformasdecorrosindependiendoprincipalmentedelascondicionesdelmediodondeseestllevandoacaboesta.

ExposicinasolucionesreductorasLasuperficieesexpuestaalapermanenteexposicindeelementosqumicosdisueltosenunasolucinabajasconcentraciones,dichasespeciessonparesreductoresqueseoxidanellosmismosacambiodelapiezayademscontribuyenconlapasivacinoinactivacindelasuperficieformandomicropelculasqumicasestables.Estasespeciesseencuentrancomnmenteenanticongelantes,pinturasbaseacuosayotrasaplicaciones.

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Conclusin

Comoconclusintenemoslossiguientespuntos:

Elprocesodecorrosiondebeservistocomounhechoqueponeenevidenciaelprocesonaturaldequelosmetalesvuelvenasucondicionprimitivaylocualllevaaldeteriorodeeste.Noobstanteesteprocesoprovocalainvestigacinyplanteamientodeformulasymanerasdealargarlavidatildelosmaterialesquelesocurreesteproceso

Eneltrabajoseconfirmaquelaluchaycontroldelacorrosinesunartedentrodelmantenimientoyqueestareaesbastanteamplia,dadoelsinnmerodecondicionesaloscualesseencuentransometidoslosmetalesqueformanequiposyherramientas.

Losanticorrosivossondevitalimportanciaparaelfuncionamientodepuentes,estructurasmetlicasetc.,yaque,sinellosestossederrumbaranporlaaccindelacorrosion.