CORROSION POR PICADURA

Corrosión por picadura

La picadura es una forma de ataque corrosivo localizado que produce hoyos pequeños agujeros en un metal. Este tipo de corrosión es muy destructivo para las estructuras de ingeniería si provoca perforación del metal. Sin embargo, si no existe perforación, a veces se acepta una mínima picada en los equipos de ingeniería. Frecuentemente la picadura es difícil de detectar debido a que los pequeños agujeros pueden ser tapados por los productos de la corrosión.

Asimismo, el número y la profundidad de los agujeros puede variar enormemente y por eso la extensión del daño producido por la picadura puede ser difícil de evaluar. Como resultado, la picadura, debido a su naturaleza localizada, frecuentemente puede ocasionar fallos inesperados.

La picadura puede requerir meses o años para perforar una sección metálica. La picadura requiere un periodo de iniciación, pero una vez comenzada, los agujeros crecen a gran velocidad. La mayoría de estas se desarrollan y crecen en la dirección de la gravedad y sobre las superficies más bajas de los equipos de ingeniería.

Los agujeros empiezan en aquellos lugares donde se produce un aumento local de las velocidades de corrosión. Inclusiones, otras heterogeneidades estructurales y heterogeneidades en la composición sobre la superficie del metal son lugares comunes donde se inicia el agujero. Las diferencias entre las concentraciones de iones y oxigeno crean celdas de concentración que también pueden ser el origen de las perforaciones.

Se cree que la propagación de un agujero trae consigo la disolución del metal en el agujero mientras se mantiene un alto grado de acidez en el fondo del hoyo. Este proceso de propagación en un medio salino oxigenado ha sido ilustrado en la figura 12.10 para un metal ferroso.

Figura 12.10. Dibujo esquemático del crecimiento de un agujero en un acero inoxidable sumergido en una solución salina aireada.

En el ánodo la reacción del metal en la parte más inferior del agujero es la siguiente:

M M+n + n e- (12.46)

En el cátodo, la reacción se lleva a cabo en la superficie del metal que rodea al orificio, es la reacción del oxigeno con el agua y los electrones procedentes de la reacción anódica:

O2 + 2H2O + 4e- 4OH- (12.47)

De este modo el metal circundante a la picadura está protegido catódicamente. La elevada concentración de iones metálicos en el hueco atrae iones cloruro para mantener neutra la carga. Entonces, el cloruro metálico reacciona con el agua para producir el hidróxido metálico y liberar el ácido de la manera siguiente:

M+Cl- + H2O MOH + H+Cl- (12.48)

De esta manera se acumula una alta concentración de ácido en el fondo del orificio que hace que se incremente la velocidad de reacción anódica, y el proceso global se hace autocatalítico.

Figura 12.11. Ejemplo de picadura en un tubo de cobre electrolítico.

Para prevenir la corrosión por picadura en el diseño de equipos de ingeniería, es necesario el empleo de materiales que carezcan de tendencia a la corrosión alveolar. Sin embargo, si para algunos diseños esto no es posible, entonces deberán usarse los materiales con la mayor resistencia a la corrosión Por ejemplo, si tiene que usarse acero inoxidable en presencia de algunos iones cloruro, el tipo de aleación AISI 316, con un 2% de Mo, además de un 18% de Cr y un 8% de Ni que tiene mayor resistencia a la picadura que el tipo de aleación 304 que solo contiene el 18% de Cr y un 8% de Ni como elementos principales de aleación.

Corrosión intergranular

La corrosión intergranular es un deterioro por corrosión localizada y/o adyacente a los limites de grano de una aleación. Bajo condiciones ordinarias, si un metal se corroe uniformemente, los limites de grano serán sólo ligeramente más reactivos que la matriz. Sin embargo, bajo otras condiciones, las regiones de límite de grano pueden ser muy reactivas, resultando una corrosión intergranular que origina pérdida de la resistencia de la aleación e incluso la desintegración en los bordes de grano.

Uno de los más importantes ejemplos de corrosión intergranular es la que tiene lugar en algunos aceros inoxidables austeníticos (18% Cr 8% Ni) cuando son calentados o enfriados lentamente a través del rango de temperaturas de 500 a 800ºC. En este rango de temperaturas, sensibilizado, los carburos de cromo (Cr23C6) pueden precipitar en las interfases del limite de grano, como se muestra en la figura 12.13.

Figura 12.13. Representación esquemática de la precipitación del carburo de cromo en la frontera de grano de un acero inoxidable AISI 304 sensibilizado.

La corrosión intergranular del acero inoxidable austenítico puede ser controlada con los métodos siguientes:

1. Utilizando un tratamiento de calentamiento a alta temperatura, 500 a 800ºC, seguido de un enfriamiento con agua, los carburos de cromo pueden ser redisueltos y volver a la solución sólida.

2. Añadiendo un elemento que pueda combinarse con el carbono del acero para que no pueda formarse el carburo de cromo. Así, se adiciona niobio y titanio en los tipos de aleación 347 y 321 respectivamente, se dice entonces que están en una condición estabilizada.

3. Bajando el contenido en carbono alrededor del 0,03 por 100 en peso o menos para que no puedan precipitar cantidades significativas de carburo de cromo. El acero inoxidable tipo 304L, por ejemplo, tiene su carbono a ese nivel tan bajo.

Figura 12.14. a) Microestructura del acero inoxidable AISI 304 sin sensibilizar. b) Aspecto de la corrosión intergranular tras

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