PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN POR MEDIO DEL ROCIADO TÉRMICO

PROTECCIÓN CONTRA LA CORROSIÓN POR MEDIO DEL ROCIADO TÉRMICO

Filip Steven Endo Aponte.

Resumen

El rociado térmico es el término dado a los procesos que utilizan una fuente de calor para fundir un material de aporte (metálico o no metálico)[1]. Actualmente el rociado térmico es una de las técnicas más empleadas cuando se habla de métodos efectivos y eficaces en la prevención de  corrosión y desgaste de los materiales, como es el caso de los aceros de bajo contenido de carbono, cuyas propiedades se ven potencializadas al ser rociado térmicamente con acero inoxidable. La protección de la superficie de los materiales es una técnica ampliamente utilizada siendo una alternativa económica y competitiva en la industria de revestimientos. Las técnicas de rociado térmico son sistemas de combustión por llama, oxi-combustible de alta velocidad, detonación; sistemas de arco eléctrico, plasma con arco transferido y no transferido[2]. En el presente artículo se evaluará la efectividad del rociado térmico para proporcionar a los metales mejores propiedades superficiales, analizando la potencialización de las propiedades físicas, químicas y mecánicas que este método proporciona.

Palabras claves: rociado térmico, corrosión, desgaste, recubrimientos, protección.

Abstract

Thermal spray is the term given to the processes that used a heat source to melt filler  material (metallic or non metallic)[1]. Actually the thermal spray is one of the techniques most employed when talking of effective methods and efficient in corrosion prevention and wear of  materials, as is the case of low carbon steels, whose properties are enhanced when they are thermally with stainless steel. The protection of materials surface is a widely used technique being an economic alternative and competitive in the coatings industry. The thermal spray techniques are flame combustion systems, high speed oxy-fuel, detonation; electric arc systems, plasma with transferred arc and not transferred[2]. In this article the effectiveness of thermal spraying will be evaluated to provide metals with better physical, chemical and mechanical properties that this method provide.

Keywords: thermal spray, corrosion, wear, coatings, protection.

Introducción

La corrosión es un problema que desde siempre ha afectado a cada uno de los sectores de las industrias, son diversas las soluciones que se han planteado para prevenir todos los inconvenientes derivados de la corrosión, algunas de estas muy buenas y otras no tanto. Un caso típico que es ampliamente estudiado, es la corrosión electroquímica, caracterizándose esta por la presencia de un electrolito, como puede ser un medio acuoso. Este proceso es muy peligroso, por dos factores principales, el deterioro del material y en algunos casos la posible presencia de un ataque localizado, lo que se deriva en la aparición de picaduras en el metal.

Este mecanismo que es analizado desde un punto de vista termodinámico electroquímico, indica que el metal tiende a retornar al estado primitivo o de mínima energía, siendo la corrosión por lo tanto la causante de grandes perjuicios económicos en instalaciones enterradas[3]. Por otro lado, entre todas las causas de la iniciación del proceso corrosivo destaca una muy importante para el estudio del rociado térmico, las ambientes agresivos. A altas temperaturas los metales reaccionan directamente con la atmósfera, de esta manera incrementan la velocidad de corrosión, a la vez que aumentan en gran medida el deterioro del metal. Actuando de la siguiente manera: al estar expuesto el metal al gas oxidante, se forma una pequeña capa sobre el metal, producto de la combinación entre el metal y el gas en esas condiciones de temperatura. Esta capa o “empañamiento” actúa como un electrolito “sólido”, el que permite que se produzca la corrosión de la pieza metálica mediante el movimiento iónico en la superficie[4].

Las capas rociadas térmicamente son una de esas soluciones que han logrado combatir de manera positiva el fenómeno de la corrosión. El rociado térmico ha logrado solventar problemas de corrosión considerablemente, específicamente cuando se trata de corrosión en medios acuosos o con exposición a altas temperaturas. La combinación resultante puede tener mejores propiedades físicas, mecánicas, químicas o costos más económicos que el material uniforme (Osorio, p:7). Un ejemplo, es comúnmente visto en el sector de componentes en sistema de conversión de energía debido a que estos operan en amplios rangos de tiempo y ambientes hostiles, donde en el diseño de estos componentes se piensa principalmente en los requerimientos mecánicos, sacrificando de esta manera la vida útil del componente, sin embargo, una forma de prevenir la corrosión de estos componentes es por medio de la corrosión en caliente es la utilización de aleaciones en polvo para rociado térmico, lo cual permite prolongar la vida útil de las piezas de máquinas y equipos[6].

Metodología

La búsqueda de información para el presente artículo se hizo de manera rigurosa, comprobando cada de una las fuentes buscadas, verificando la veracidad de toda la información que fue recopilada teniendo como base un tema muy general como lo es el “Rociado térmico” y sus diversas aplicaciones y campos de acción.

Con base en lo anteriormente nombrado, para la búsqueda de información se precisó de todo lo relacionado con “Rociado térmico” como podían ser las diferentes técnicas de aplicación de este revestimiento; también centrándose en términos que permitieran ampliar el panorama de investigación y enriquecer la misma ampliando con los significados de muchos términos que podían resultar necesarios para aclarar muchos aspectos de la investigación. Teniendo como base lo anteriormente mencionado, se procedió a buscar en repositorios digitales de diferentes instituciones, en revistas de índole científico, artículos científicos que se centran en el tema a tratar o que profundizan en temas específicos lo cual proporcionaba gran soporte a la hora de sustentar las prácticas en algunos sectores industriales, o un caso en específico.

Toda la información recopilada para el presente artículo fue investigada mayoritariamente el repositorio de la Universidad de america, la gran cantidad de los archivos citados, o utilizando el recurso de Google académico y páginas web confiables.

Desarrollo - resultados

Al hablar de corrosión podemos hablar de esta como el deterioro que sufren los metales al ser atacado por la gran inmensidad de agentes químicos. También se puede definir como la destrucción o deterioro continuo a través del tiempo de un material debido a una reacción química o electroquímica con el medio ambiente o el micro ambiente donde se encuentra trabajando u operando el material en cuestión (Casallas, p:29). De igual forma, el fenómeno de la corrosión es definido como la búsqueda del material a su estado de mayor equilibrio, abandonando la transformación a la que fue sometida, es así como la corrosión convalida la ley universal de la entropía, según la cual todo tiende a un estado de mayor desorden[8].

La corrosión se caracteriza por estar presente en todos los sectores industriales en los que sea necesario usar metales, bien sea en tuberías, dispositivos ingenieriles, etc. Son muchas las formas en las que se puede encontrar la corrosión, cumpliendo una serie de patrones con los que se puede determinar el tipo de desgaste, algunos de estos se pueden deber a las condiciones de operación en el caso de un dispositivo ingenieril, el ambiente al que este se encuentre expuesto, el tipo de agentes presentes en el micro ambiente, y muchas más consideraciones que deben ser tenidas en cuenta a la hora de usar materiales metálicos. La mayoría de procesos de corrosión involucran reacciones de reducción-oxidación (reacciones electroquímicas), donde para que se desarrollen estos procesos, es necesaria la existencia de tres constituyentes: (1) unos electrodos (un ánodo y un cátodo), (2) un electrolito, como medio conductor, que en la mayoría de casos corresponde de una solución acuosa, y (3) una conexión eléctrica entre los electrodos (ECCA, 2011).

CORROSIÓN Y OXIDACIÓN

Corrosión en medios acuosos

La corrosión metálica en soluciones acuosas es un proceso electroquímico natural que involucra tanto el flujo de electrones entre los componentes metálicos como las reacciones químicas en las superficies anódicas (corrosivas) y catódicas (no corrosivas)[10]. El flujo corriente causante de esta reacción de corrosión puede derivarse de dos factores propios de las condiciones a las que está expuesta el metal o propio de la composición del metal o aleación. El primer aspecto de tener en cuenta es el par galvánico, que es la unión eléctrica de un ánodo de pequeña superficie con un cátodo de gran área, lo cual conduciría a velocidades de disolución anódica elevadas como consecuencia de un alta densidad de corriente anódica (Valero, 2011). El segundo aspecto al que se puede deber este tipo de corrosión corresponde a las diferencias locales en la superficie de un solo metal o aleación, estas diferencias pueden ser metalúrgicas o efectos de concentración, y pueden tener influencias tanto metalúrgicas como electrolíticas (agua). Entre las causas metalúrgicas, se encuentra el tratamiento térmico, composición metálica y el estrés mecánico; mientras que por parte de las electrolíticas destacan las diferencias de pH, cambios de temperatura, concentración de oxígeno y concentraciones de sales disueltas.

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