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Sistemas de proteccion catodico y anodico
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Sistemas de proteccion catodico y anodico

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  • 1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD PANAMERICANA DEL PUERTO FACULTAD DE INGENIERIA CATEDRA: CORROSION PONENTES: CARLOS SEVILLA VITOR DOS SANTOS LUIS TISOY
  • 2. PROTECCION CATODICA La protección catódica es una técnica de control de la corrosión,que está siendo aplicada cada día con mayor éxito en el mundoentero, en que cada día se hacen necesarias nuevas instalacionesde ductos para transportar petróleo, productos terminados, agua; asícomo para tanques de almacenamientos, cables eléctricos ytelefónicos enterrados y otras instalaciones importantes. En la práctica se puede aplicar protección catódica en metalescomo acero, cobre, plomo, latón, y aluminio, contra la corrosión entodos los suelos y, en casi todos los medios acuosos. De igualmanera, se puede eliminar el agrietamiento por corrosión bajotensiones por corrosión, corrosión intergranular, picaduras o tanquesgeneralizados. Como condición fundamental las estructuras componentes delobjeto a proteger y del elemento de sacrificio o ayuda, debenmantenerse en contacto eléctrico e inmerso en un electrolito.
  • 3. INICIOS DE LA PROTECCION CATODICA Aproximadamente la protección catódica presenta sus primerosavances, en el año 1824, en que Sir. Humphrey Davy, recomiendala protección del cobre de las embarcaciones, uniéndolo con hierroo zinc; habiéndose obtenido una apreciable reducción del ataque alcobre, a pesar de que se presento el problema de ensuciamientopor la proliferación de organismos marinos, habiéndose rechazadoel sistema por problemas de navegación. En 1850 y después de un largo período de estancamiento lamarina Canadiense mediante un empleo adecuado de pinturas conantiorganismos y anticorrosivos demostró que era factible laprotección catódica de embarcaciones con mucha economía en loscostos y en el mantenimiento.
  • 4. EJEMPLOS DE PROTECCION CATODICA
  • 5. FUNDAMENTO DE LA PROTECCION CATODICA Luego de analizadas algunas condiciones especialmente desde elpunto de vista electroquímico dando como resultado la realidad física de lacorrosión, después de estudiar la existencia y comportamiento de áreasespecíficas como Ánodo-Cátodo-Electrólito y el mecanismo mismo demovimiento de electrones y iones, llega a ser obvio que si cada fraccióndel metal expuesto de una tubería o una estructura construida de tal formade coleccionar corriente, dicha estructura no se corroerá porque sería uncátodo. La protección catódica realiza exactamente lo expuesto forzando lacorriente de una fuente externa, sobre toda la superficie de la estructura. Mientras que la cantidad de corriente que fluye, sea ajustadaapropiadamente venciendo la corriente de corrosión y, descargándosedesde todas las áreas anódicas, existirá un flujo neto de corriente sobre lasuperficie, llegando a ser toda la superficie un cátodo. Para que la corriente sea forzada sobre la estructura, es necesario quela diferencia de potencial del sistema aplicado sea mayor que la diferenciade potencial de las microceldas de corrosión originales.
  • 6. COMO FUNCIONA LA PROTECCION CATODICA La protección catódica funciona gracias a la descarga decorriente desde una cama de ánodos hacia tierra y dichos materialesestán sujetos a corrosión, por lo que es deseable que dichosmateriales se desgasten (se corroan)a menores velocidades que losmateriales que protegemos. Teóricamente, se establece que el mecanismo consiste enpolarizar el cátodo, llevándolo mediante el empleo de una corrienteexterna, más allá del potencial de corrosión, hasta alcanzar por lomenos el potencial del ánodo en circuito abierto, adquiriendo ambosel mismo potencial eliminándose la corrosión del sitio.
  • 7. SISTEMAS DE PROTECCION CATODICAÁnodo galvánicoSe fundamenta en el mismo principio de la corrosión galvánica, en la que un metal másactivo es anódico con respecto a otro más noble, corroyéndose el metal anódico.En la protección catódica con ánodo galvánicos, se utilizan metales fuertementeanódicos conectados a la tubería a proteger, dando origen al sacrificio de dichosmetales por corrosión, descargando suficiente corriente, para la protección de latubería.La diferencia de potencial existente entre el metal anódico y la tubería a proteger, es debajo valor porque este sistema se usa para pequeños requerimientos de corriente,pequeñas estructuras y en medio de baja resistividad.Características de un ánodo de sacrificio•Debe tener un potencial de disolución lo suficientemente negativo, para polarizar laestructura de acero (metal que normalmente se protege) a -0.8 V. Sin embargo elpotencial no debe de ser excesivamente negativo, ya que eso motivaría un gastosuperior, con un innecesario paso de corriente. El potencial práctico de disolución puedeestar comprendido entre -0.95 a -1.7 V;•Corriente suficientemente elevada, por unidad de peso de material consumido;•Buen comportamiento de polarización anódica a través del tiempo;
  • 8. Tipos de ánodos Considerando que el flujo de corriente se origina en la diferencia de potencialexistente entre el metal a proteger y el ánodo, éste último deberá ocupar una posición más elevada en la tabla de potencias (serie electroquímica o serie galvánica). Los ánodos galvánicos que con mayor frecuencia se utilizan en la proteccióncatódica son: Magnesio, Zinc, Aluminio. Magnesio: Los ánodos de Magnesio tienen un alto potencial con respecto al hierroy están libres de pasivación. Están diseñados para obtener el máximo rendimiento posible, en su función de protección catódica. Los ánodosde Magnesio son apropiados para oleoductos, pozos, tanques de almacenamiento de agua, incluso para cualquier estructura querequiera protección catódica temporal. Se utilizan en estructuras metálicas enterradas en suelo de baja resistividad hasta 3000 ohmio-cm.
  • 9. Zinc: Para estructura metálica inmersas en agua de mar o en suelocon resistividad eléctrica de hasta 1000 ohm-cm. Aluminio: Para estructuras inmersas en agua de mar. Relleno Backfill: Para mejorar las condiciones de operación de los ánodos ensistemas enterrados, se utilizan algunos rellenos entre ellos el de Backfillespecialmente con ánodos de Zinc y Magnesio, estos productos químicosrodean completamente el ánodo produciendo algunos beneficios como:• Promover mayor eficiencia;• Desgaste homogéneo del ánodo;• Evita efectos negativos de los elementos del suelo sobre el ánodo;• Absorben humedad del suelo manteniendo dicha humedadpermanente. La composición típica del Backfill para ánodos galvánicos estáconstituida por yeso (CaSO4), bentonita, sulfato de sodio, y la resistividadde la mezcla varía entre 50 a 250 ohm-cm.
  • 10. Protección catódica con ánodos Protección catódica con corriente galvánicos o de sacrificio. impresa.
  • 11. PROTECCIÓN ANÓDICAoLa protección anódica es un métodoque consiste en recubrir un metal conuna fina capa de oxido para que nose corroa.oExisten metales como el aluminioque al contacto con el aire soncapaces de generarespontáneamente esta capa deoxido, y se hacen resistentes a lacorrosión.
  • 12. PROTECCIÓN ANÓDICAo Tiene que ser adherente y muy firme de lo contrario no serviría de nada.
  • 13. MEDIANTE LA PROTECCIÓN ANÓDICA SE CONSIGUE: Mantener una aleación pasivable con ayuda de un potenciostato. Solo es aplicable a la protección de aleaciones pasivables que exhiban un amplio rango de pasividad. Equipamiento costoso y difícil de mantener. Su rango de aplicación es menor que el de otros métodos, aunque en algunos casos es la única técnica que puede ser utilizada con éxito. Si falla la aleación se corroe en la región activa.
  • 14. DISPOSITIVO EXPERIMENTALBásicamente un potenciostato esta constituido por: Celda de tres electrodos conectada a un potenciostato Electrodo de trabajo, estructura a proteger. Electrodo de referencia. Contra electrodo o electrodo de referencia (platino o grafito).
  • 15. DISPOSITIVO EXPERIMENTAL
  • 16. APLICABILIDAD Se suele utilizar para proteger tanques de almacenamiento de ácidos. En USA se limita a la protección de aceros en HSO. No es recomendable cuando el medio es HCL o CL pueden aparecer fenómenos de corrosión localizados durante la polarización anódica. Tanques de aceros al carbono con protección anódica mas económicas que de aceros inoxidables sin protección.
  • 17. ELECTRODOS DE REFERENCIALos utilizados normalmente en laboratorios son: ELECTRODO MEDIO calomelanos acido sulfúrico Ag/AgCl sulfúrico/fertilizantes Mo/MoO carbonato sódico bismuto hidróxido amónico 316SS fertilizantes, Óleum Hg/Hgso acido sulfúrico sulfato de hidroxilamina
  • 18. SELECCIÓN DE MATERIALES•La selección de los materiales es unfactor de la corrosión.•Para condiciones no oxidantes oreductoras tales como ácidos ysoluciones acuosas libres de aire. Seutilizan frecuentemente aleaciones de NIy Cr.•Para condiciones oxidantes se usanaleaciones que contengan Cr.•Para condiciones altamente oxidantes seaconseja la utilización de Ni.
  • 19.  Los elementos cerámicos poseen buena resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas pero son quebradizos, su utilización se restringe a procesos que no incluyan riesgos.
  • 20. VENTAJASEn resumen esta tecnología proporciona muchas ventajas: Protección anódica. Rapidez de aplicación alta adherencia a la superficie. Resistencia a altas temperatura y abrasión. Aumenta la adherencia de las pinturas como una segunda capa. No requiere tiempo de curado o secado.
  • 21. VENTAJAS El calor se disipa rápidamente Costos de aplicación competitivos o muy bajos Puede ser aplicado en condiciones de frió o en superficies frías.
  • 22. DESVENTAJAS Es aplicable solo en sistemas metal-corrosivo que exhiben pasivación Altos costos de instalación La velocidad de corrosión podrá ser muy alta si el sistema queda fuera de control Falta de estudios en el área de corrosión por rendijas
  • 23. CONCLUSIÓN De esta manera para la protección anódica se observa fundamentalmente que: Requiere de una instrumentación compleja y el costo es alto. Para su aplicación se debe tener en cuenta el PH, la calidad de agua, la concentración de iones agresivos, la velocidad de flujo, la concentración de microorganismos.
  • 24. METODO PROTECCION PROTECCION ANODICA CATODICAAPLICABILIDAD DEL SOLO PARA TODOS LOSMETAL METALES EN METALES PASIVACIONINSTALACION ALTA BAJAOPERACIONES MUY BAJO REGULAR - ALTOCONDICIONES DE PUEDE SER CON DEBE SEROPERACION PRECISIÓN Y NORMALMENTE RAPIDEZ DETERMINADA POR DETERMINADA POR ENSAYO EMPIRICO MEDICIONES ELECTROQUÍMICAS
  • 25. PROTECCIÓN CATÓDICAPuede ser aplicada en los materiales, tales como: Acero Cobre Latón Aluminio Bronceson algunos de los metales que pueden ser protegidos de la corrosión por este método(protección catódica).
  • 26. PROTECCIÓN CATÓDICALos Campos de aplicación de este sistema son: Protección de estructuras aéreas ( Vigas de hormigón armado, etc. ) Protección en agua de mar.( Barcos, diques, cadenas, etc. ) Protección en agua dulce. ( Compuertas hidráulicas, tuberías, etc.) Protección de estructuras enterradas. ( Tuberías, depósitos, etc. )Las aplicaciones incluyen tanques de almacenamiento, puentes, etc.
  • 27. PROTECCIÓN CATÓDICAÁnodos de sacrificio: Magnesio aleaciones base de magnesio Cinc Aluminioestas tienen por función el suministro de la energía eléctrica necesaria para la protección de la estructura.
  • 28. PROTECCION CATODICAÁnodos utilizados en la corriente impresa: Chatarra de hierro: Por su economía es a veces utilizado como electrodo dispersor de corriente. Ferrosilicio: Este ánodo es recomendable en terrenos de media y baja resistividad. Se coloca en el suelo indicado o tumbado rodeado de un relleno de carbón de coque. Grafito: Puede utilizarse principalmente en terrenos de resistividad media y se utiliza con relleno de grafito o carbón de coque.
  • 29. VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS ÁNODOSGALVÁNICOSVENTAJAS: LIMITACIONES: Fácil de instalar  Corriente suministrada No se necesita de limitada una fuente de  Ineficaz en ambiente de corriente continua ni resistividad elevada de un regulador de voltaje  Costo inicial alto No provoca  Alto consumo de anodos problemas de para estructuras interferencia enterradas mal revestidas Bajo costo de y sin revestimiento en mantenimiento agua de mar. Permite obtener una distribución de corriente uniforme