Ceramicos

COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES FRENTE A LA CORROSIÓN

JULIAN DAVID ORTIZ CARDOZO

JUAN DAVID RODRIGUEZ CORDOBA

FUNDACION UNIVERDAD DE AMERICA

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE PETROLEOS

BOGOTA D.C

2014

INTRODUCCION

En el siguiente trabajo se va a abordar los distintos materiales (Polímeros, Metales, Cerámicos) en los que se presenta la corrosión, en que medios (Acuosos, Temperaturas, Atmosferas, Esfuerzos; Etc.) y Procesos (Químico, Termodinámico y Fenomenológico), Identificando de esta manera, las formas en las que se presenta la corrosión y en qué circunstancias se presenta en estos 3 tipos de materiales. Teniendo en cuenta posibles ejemplos aplicados al sector industrial.

En los ejemplos que se describirán posteriormente, se analizaran sus capacidades para resistir la corrosión, comparando dentro de cada material, que son casi iguales pero con distinta composición, y en distintos ambientes. (Ladrillo de 〖Al〗_2 O_3 al 70% en un Techo de Horno de Arco Eléctrico Vs. Ladrillo de 〖Al〗_2 O_3 al 90% de un contacto metálico en un horno de fundición de hierro).

CORROSION DE LOS MATERIALES

¿Qué es corrosión?

La corrosión puede definirse como el deterioro de un material por la acción química o electroquímica del ambiente que lo rodea. En el aspecto químico están incluidos todos aquellos casos, en los que el metal reacciona con un medio No-Iónico, es denominada corrosión química o seca y aparece principalmente a temperaturas elevadas.

La corrosión electroquímica se produce con un transporte simultáneo de electricidad a través de un electrolito. A este importante grupo pertenecen: la corrosión atmosférica, la corrosión en soluciones salinas y agua de mar, la corrosión en soluciones acidas, la corrosión en suelos, Etc.

Corrosión en Metales

Definición

La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza como compuestos químicos en forma de óxidos, hidróxidos y sulfuro.

Estos compuestos químicos son el estado de energía de cada metal y por consiguiente su forma más estable. El metal se extrae del mineral por medio de reducción y con aportación de calor o energía. Por lo tanto, el metal acabado tiene un estado de energía mayor que su equivalente natural.

Una vez extraídos y expuestos al ambiente estos mismos metales debido a su gran energía almacenada tienden a retornar espontáneamente a su estado original; es por tanto muy natural que la composición química del producto de corrosión (Herrumbre, Orín, Etc.). Sea a menudo, prácticamente la misma que la del mineral del cual se ha extraído el metal.

Algunos otros metales se encuentran naturalmente en estado puro, como por ejemplo, el oro, el platino, la plata, Etc., llamados metales nobles; estos metales tienen una gran resistencia a la corrosión debido a su poca tendencia a combinarse químicamente.

La termodinámica es una gran herramienta en corrosión porque permite predecir si una reacción puede ocurrir o no, Pero el estudio cinético es el más significativo porque establece la vida útil de un material metálico. De este modo en corrosión además del aspecto termodinámica, se estudia la velocidad con que se deterioran los metales y las formas de disminuir y controlar esas velocidades de corrosión.

Corrosión en metales

La corrosión ocurre en muchas y muy variadas formas, pero su clasificación generalmente se basa en uno de los tres siguientes factores:

A.- Naturaleza de la substancia corrosiva. La corrosión puede ser clasificada como húmeda o seca, para la primera se requiere un líquido o humedad mientras que para la segunda, las reacciones se desarrollan con gases a alta temperatura.

B.- Mecanismo de corrosión. Este comprende las reacciones electroquímicas o bien, las reacciones químicas.

C.- Apariencia del metal corroído. La corrosión puede ser uniforme y entonces el metal se corroe a la misma velocidad en toda su superficie, o bien, puede ser localizada, en cuyo caso solamente resultan afectadas áreas pequeñas.

Según lo anterior tenemos los siguientes tipos de corrosión en metales.

Corrosión Uniforme: Donde la corrosión química o electrolítica actúa uniformemente sobre toda la superficie del metal.

Corrosión Galvánica: Ocurre cuando metales diferentes se encuentran en contacto, ambos metales poseen potenciales eléctricos diferentes lo cual favorece la aparición de un metal como ánodo y otro como cátodo, a mayor diferencia de potencial el material con más activo es el ánodo.

Corrosión por Picaduras: Ocurre cuando se producen hoyos o agujeros por agentes químicos. Este es un tipo de corrosión altamente localizada.

Corrosión Intergranular: Es aquella que se encuentra localizada en los límites de grano, esto origina limites en la resistencia que desintegran los bordes de los granos.

Corrosión por Esfuerzo: Es la que ocurre debido a las tensiones internas luego de una deformación en frio.

Corrosión por Erosión: Esta causado o acelerada por el movimiento relativo de la superficie de metal y el medio. Se caracteriza por rascaduras en la superficie paralela al movimiento.

Corrosión Laminar o por Exfoliación: Ocurre en los límites de grano paralelos a la superficie del metal donde los productos de corrosión separan el metal.

Corrosión por Fatiga: Producida por la unión de una tensión cíclica y de un agente corrosivo.

Corrosión por Rozamiento: Ocurre cuando dos piezas de metal se deslizan uno encima del otro y causan daños mecánicos a uno o a los dos elementos.

Corrosión Selectiva: Es una forma de corrosión generalmente localizada que consiste en la remoción selectiva de uno de los elementos de una aleación, por ataque preferencial o dilución completa de la matriz, seguida por redeposición del constituyente catódico. El elemento removido es siempre anódico con respecto a la matriz.

Nombre del ataque Selectivo. Elemento Removido. Sistema de aleación.

Dealuminización Aluminio Cobre-Aluminio

Decobaltificación Cobalto Stellite (Co-Cr-W-C)

Decuprificación Cobre Cobre-Plata, Cobre-Oro

Demanganización Manganeso Cobre-Manganeso

Deniquelificación Níquel Cobre-Níquel

Sin Nombre Plata Plata-Oro

Sin Nombre Estaño Plomo-Estaño (Soldadura)

Decincificación Zinc Cobre-Zinc

Grafitización Hierro Hierro-Carbón

Tabla 1. Diferentes tipos de Disolución selectiva, el elemento removido y la aleación afectada.

Decincificación: Es la remoción de un latón (Aleación de cobre y Zinc el cual contiene de 10 al 40% de Zinc). La Decincificación puede reconocerse por un cambio de su original color amarillo oro a rojizo, color característico del mayor contenido de cobre. Es más común en latones con más del 20% de zinc (Latones amarillos). Los latones con menos del 15% de Zinc (Latones rojos) son prácticamente inmunes a esta forma de ataque, pero pueden decincificar bajo condiciones específicas.

Grafitización: La corrosión gratifica o grafitización es la dilución selectiva del hierro de algunos hierros fundidos, generalmente fundiciones grises. Se produce uniformemente hacia el interior de la superficie, dando una matriz porosa con el elemento aleante, el carbón. El hierro es anódico respecto al carbono. La grafitización se produce en aguas saladas, aguas acidas de minas, ácidos diluidos y suelos, especialmente aquellos que contienen sulfatos y bacterias sulfato reductoras. No hay aparente daño exterior, pero el material afectado pierde peso y se torna poroso y frágil.

Corrosión en Polímeros

Definición

Los Polímeros son un importante grupo de materiales en bruto que tienen un gran uso en las operaciones de manufactura. Su rango de aplicaciones va desde pequeños contenedores de comida hasta tanques químicos de almacenamiento, desde tuberías de agua domestica hasta sistemas de tuberías industriales que contienen químicos altamente corrosivos, desde juguetes hasta cascos de barcos, y una multitud de otros productos. Cuando son correctamente diseñados y aplicados, los polímeros pueden ser ligeros de peso, fuertes, económicos resistentes y Productos de corrosión.

La corrosión en materiales metálicos son producidos por reacciones electroquímicas a ciertos rangos de corrosión, por lo que la vida de un metal en un ambiente particularmente corrosivo puede ser predicho con exactitud, sin embargo este no es el caso de los Polímeros. Los Polímeros no tienen un rango de corrosión específica, tienden a ser resistentes a la corrosión en casi todos los ambientes (Sin ningún rango de temperatura) o si no se deterioran rápidamente. Los polímeros son atacados por reacciones químicas o solvatación, (La solvatación es la intrusión de polímeros por un corroyente causando abultamiento, debilitación, y finalmente la avería.

Tipos de Polímeros

Polímeros Termoplásticos

Los Polímeros termoplásticos pueden ser reformado repetidas veces, aplicando calor, igual que a los materiales metálicos. Estos

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