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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA GRAN MARISCAL DE AYACUCHO
NUCLEO, EL TIGRE. EDO – ANZOATEGUI
Profesor: Elaborado por:
Julio González Br. Edwir Ramos
CI: 12.362.883
Junio, 2016
2
INDICE
pág
INTRODUCCION..........................................................................................................................................4
OBJETIVO GENERAL..................................................................................................................................5
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................................................................5
MARCO TEORICO.......................................................................................................................................6
1. CORROSION.......................................................................................................................................6
2. OXIDACION REDUCCION...................................................................................................................6
3. CELDAS GALVANICAS........................................................................................................................7
4. TIPOS DE CORROSION......................................................................................................................8
5. CORROSION QUIMICA ..................................................................................................................... 10
6. EFECTO DEL PH............................................................................................................................... 11
7. ATAQUES POR ELEMENTOS QUIMICOS, COMPUESTOS QUIMICOS Y SOLUCIONES QUIMICAS 11
8. ATAQUES POR AGUA SEMI PURA O DE LLUVIA............................................................................. 12
9. ATAQUES EN ATMOSFERAS HUMEDAS O ACUOSAS ................................................................... 13
10. ATAQUES EN ATMOSFERAS ENRRARECIDAS ............................................................................. 14
11. ATAQUE POR UN METAL LIQUIDO ................................................................................................. 14
12. ATAQUE POR LIXIVACION SELECTIVA........................................................................................... 14
13. ATAQUE POR SUSTANCIAS ACIDAS............................................................................................... 14
14. DISOLUCION Y OXIDACION DE MATERIALES CERAMICOS........................................................... 15
15. ATAQUES QUIMICOS A LOS POLIMEROS....................................................................................... 15
16. CORROSION POR OXIGENO Y POR PRESIONES PARCIALES DE OXIGENO (HIDRAZINA)........... 16
17. CORROSION ELECTROQUIMICA..................................................................................................... 17
18. CELDAS DE COMPOSICION............................................................................................................. 17
19. CELDAS DE ESFUERZO................................................................................................................... 18
20. CORROSION GALVANICA ................................................................................................................ 18
21. CORROSION MICROBIANA.............................................................................................................. 18
22. CORROSION DEBIDO A LA DIVERSIDAD DE MATERIALES............................................................ 19
23. CORROSION DEBIDO A LA AIREACION SUPERFICIAL ................................................................... 19
24. PROTECCION CONTRA LA CORROSION ........................................................................................ 20
25. METODOS PREVENTIVOS DE CORROSION .................................................................................... 21
26. DISEÑO DE UN SISTEMA ANTICORROSIVO .................................................................................... 22
3
27. PROTECCION CATODICA ................................................................................................................. 22
28. RECUBRIMIENTOS............................................................................................................................ 23
29. DOMINIO DEL AMBIENTE.................................................................................................................. 26
30. INHIBIDORES DE CORROSION......................................................................................................... 26
CONCLUSIONES....................................................................................................................................... 27
ANEXOS.................................................................................................................................................... 28
4
INTRODUCCION
Los metales están constantemente expuestos a la acción de la atmósfera, que como se sabe, está
compuesta principalmente de 79 partes de nitrógeno y 21 partes de oxígeno. Como el nitrógeno es un
gas muy poco activo, puede decirse que prácticamente inerte, toda la acción atmosférica depende de
la actividad del oxígeno, que no es mucha por estar en estado molecular (con enlaces homopolares
formando moléculas de O2).
Y como, por otra parte, los metales son muy estables, resulta que, sin la intervención de otro agente,
la acción del oxígeno solo sobre los metales resulta muy débil. Los agentes colaboradores del oxígeno
son principalmente dos: el calor y la humedad.
El oxígeno con el calor produce la oxidación de los metales, y el oxígeno con la humedad produce la
corrosión. Ambos procesos son completamente distintos, aunque se emplean generalmente
protecciones comunes para prevenirlos.
La corrosión es un fenómeno que debe ser prevenido o eliminado de cualquier estructura metálica ya
que es el principal causante del deterioro y destrucción de las mismas.
En este trabajo se facilita información acerca de, (1) algunos tipos de corrosión que se pueden
observar comúnmente, (2) algunos factores que influencia al proceso de corrosión y su velocidad, y
(3) algunos tipos de métodos para el control de la corrosión y la protección de materiales ante este
fenómeno.
5
OBJETIVO GENERAL
Conocer los distintos tipos de corrosión que atacan a los metales.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer e identificar las propiedades y características de los materiales frente a los procesos
de corrosión.
Definir la corrosión y describir las reacciones que explican este proceso de degradación en un
material metálico.
Determinar y describir el tipo de corrosión que sufre un material determinado.
6
MARCO TEORICO
1. CORROSION
La corrosión es definida como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico
por su entorno, su velocidad dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del medio y
las propiedades de los materiales, y del medio al que este expuesto.
Existen muchas definiciones para corrosión. La más comúnmente aceptada es la siguiente: “Corrosión
es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con su medio ambiente”
2. OXIDACION REDUCCION
Las reacciones de oxidación-reducción (redox) se resume: una sustancia se oxida y otra se reduce.
Por lo general, a la sustancia que se oxida se le denomina agente reductor (debido a que provoca la
reducción de la otra sustancia), mientras que a la sustancia que se reduce se le llama agente oxidante
(provoca la oxidación de la otra sustancia). Pero, ¿en qué consiste este tipo de reacciones? Una
reacción REDOX consiste en el traspaso de electrones desde una sustancia X (agente reductor) hacia
una sustancia Y (agente oxidante). Una aplicación en la vida cotidiana de este tipo de reacciones son
las pilas que usamos a diario en varios aparatos, como despertadores, calculadoras, relojes, celulares,
etc.
Cabe destacar que en este tipo de reacciones, tanto la oxidación como la reducción ocurren de manera
simultánea (al mismo tiempo). A pesar de eso, la manera en la que se equilibra su ecuación química
separa ambas situaciones, formándose lo que se denominan las semireacciones (de oxidación y
reducción, respectivamente). En la primera, se anotan todas las sustancias involucradas en la
oxidación, es decir, en la parte donde debiesen ir los reactantes se anota la especie que se va a oxidar,
mientras que en lado de los productos se anota la especie ya oxidada. Análogamente, se hace una
7
cosa similar para la semireacción de reducción (S.R.R). Todo esto se ve a continuación que muestra
el ejemplo de la reacción entre Ag y CuSO4.
.
3. CELDAS GALVANICAS
Las Celdas galvánicas, son un dispositivo en el que la transferencia de electrones, (de la
semireacción de oxidación a la semireacción de reducción), se produce a través de un circuito
externo en vez de ocurrir directamente entre los reactivos; de esta manera el flujo de electrones
(corriente eléctrica) puede ser utilizado.
En la siguiente figura, se muestran los componentes fundamentales de una celda galvánica o
voltaica:
En la semicelda anódica ocurren las oxidaciones, mientras que en la semicelda catódica ocurren las
reducciones. Electrodo anódico, conduce los electrones que son liberados en la reacción de oxidación,
8
hacia los conductores metálicos. Estos conductores eléctricos conducen los electrones y los llevan
hasta el electrodo catódico; los electrones entran así a la semicelda catódica produciéndose en ella la
reducción.
4. TIPOS DE CORROSION
Los tipos de corrosión pueden clasificarse convenientemente de acuerdo con la apariencia del material
corroído, su identificación puede realizarse de muchas formas, pero todas ellas se encuentran
interrelacionadas en alguna manera. Como ejemplo, podemos establecer la siguiente clasificación:
a. Ataque uniforme: Es la forma más común y más fácil de controlar, se manifiesta por una
pérdida de peso constante en toda el área de la superficie atacada, o sea una disminución
constante del espesor. En el diseño de equipos hay que considerar un espesor adicional,
previniendo este fenómeno. Este tipo de corrosión es frecuente en medios con alta
conductividad (agua de mar), en soluciones ácidas y para metales anfóteros en soluciones
alcalinas.
b. Corrosión Localizada:
b.1. Macroscópica
b.1.1. Corrosión Galvánica: es la que se produce cuando tenemos dos elementos con
distintos potencial galvánico en contacto. Su carácter es netamente electroquímico, ejemplo,
tubos de cobre en contacto con tanques galvanizados; acero inoxidable pasivo en contacto
con acero inoxidable activo, etc. Este tipo de corrosión es peligroso ya que los productos de
corrosión precipitan a distancias alejadas de donde se originan, sin disminuir por lo tanto la
velocidad del proceso.
b.1.2. Erosión: es la destrucción de un material por la acción abrasiva de un líquido o un gas,
usualmente acelerada por la presencia de partículas sólidas en suspensión. La velocidad de
deterioro es mayor que cuando se verifica cada fenómeno por separado. A esto llamamos
corrosión-erosión, es difícil determinar en qué proporción afectan cada uno de los dos
9
fenómenos. En general se puede decir que por medios mecánicos (erosión) se rompe la
película pasiva o se impide la deposición de óxidos que disminuirían la velocidad de corrosión.
b.1.3. Corrosión en Grietas o por Contacto: La existencia de zonas de difícil acceso para un
fluido (diseño defectuoso, uniones roscadas, solapas, intersecciones de alambres en una
malla, etc.), implica la posibilidad de encontrar en esas zonas concentraciones de iones
totalmente distintas a las del seno de la solución. Así, por ejemplo, puede producirse un
defecto de un ion inhibidor (Cr2O7) o un muy bajo pH, o una disminución en la concentración
de O2. Este último caso es sumamente perjudicial para los aceros inoxidables y para los otros
materiales llamados pasivables. Para ellos la citada zona adquiere un potencial anódico
respecto del resto de la superficie.
La superficie expuesta a la acción atmosférica sufre este tipo de corrosión, ya que la humedad
queda en las grietas por largo tiempo.
b.1.4. Exfoliación: Es un ataque selectivo que comienza en la superficie del metal, y se
propaga bajo la misma, siendo el aspecto final del mismo escamoso o ampollado. Es un
fenómeno común en el Al y en aleaciones 80/20 y 70/30 Cu-Ni. La 90/10 Cu-Ni es inmune a
este tipo de ataque.
b.1.5. Lixiviación Selectiva: Uno o más componentes de una aleación se corroen
preferentemente, dejando un residuo poroso que conserva la forma original. Un ejemplo
característico es el dezincado de los latones (Cu-Zn).
b.1.6. Corrosión Alveolar o Pitting: Este tipo de corrosión puede presentarse en cualquier tipo
de metal, pero son los metales y aleaciones pasivables los que se encuentran más expuestos.
Es una forma muy peligrosa de ataque localizado, que puede resultar en la perforación de un
recipiente o cañería, a pesar de que la cantidad total de metal perdida es muy pequeña.
Corrosión Localizada:
c.1. Microscópica.
c.1.1. Intergranular: Este tipo de corrosión, a la que se hallan especialmente expuestos los
aceros inoxidables de tipo austenítica (18/8 y 18/8/Mo), se manifiesta a través de fallas
debidas a que el material se vuelve poroso, frágil y con grandes fisuras. Este tipo de ataque
10
se manifiesta en aceros que han estado sometidos a una temperatura entre 500°C y 900°C
durante un tiempo. Los medios capaces de producir corrosión intergranular en aceros
sensibilizados son entre otros: agua de mar, crudos de petróleo, disolventes orgánicos
clorados, ácido acético, ácido crómico, cloruro férrico, ácido sulfúrico, nítrico y sus mezclas,
etc. Este fenómeno se atribuyó a la precipitación de carburos y, por mucho tiempo, se creyó
que era la única causa posible de corrosión intergranular. Luego se demostró que este tipo de
ataque puede producirse también en aceros no sensibilizados, en medios nítricos a ebullición
con iones oxidantes (Cr6+, Fe3+, V5+, etc.), o en K(OH) al 40-50% y 250°C.
c.1.2. Corrosión Bajo Tensiones: Este tipo de corrosión se manifiesta bajo la acción
combinada de tensiones y un medio corrosivo, dando lugar a fisuras y roturas del material.
Las tensiones pueden ser residuales o actuales (estáticas o cíclicas), o ambas a la vez. En el
caso de las cíclicas hablaremos de corrosión bajo fatiga. Las tensiones estáticas pueden ser
internas (trabajado en frío, tratamientos térmicos, cambios estructurales internos con variación
de volumen, etc.), o aplicadas exteriormente. Generalmente el valor de las tensiones
necesario para producir este fenómeno es cercano al límite elástico del material. En general
a menor concentración del agente corrosivo, la susceptibilidad a la rotura disminuye.
c. Corrosión Bajo Fatiga: Se denomina límite de fatiga de un material, al valor de la tensión
que aplicada alternativamente no produce fallas, aún en un número infinito de ciclos. Para un
valor superior a ese límite la falla se produce en un número definido de ciclos. Si el material
está en contacto con un medio corrosivo, no existirá límite de fatiga, y las fallas se producirán
en un número menor de ciclos (para igual tensión), que en ausencia de dicho medio. Las
grietas son del tipo transgranular ramificadas y a menudo se inician en picaduras superficiales.
Para disminuir el riesgo es aconsejable aplicar protección catódica, usar inhibidores, etc.
5. CORROSION QUIMICA
11
Por corrosión química se entiende la destrucción del metal u otro material por la acción de gases o
líquidos no electrolíticos (gasolina, aceites etc.), ocurre cuando un metal se combina con el oxígeno
(pierde electrones), transformándose en un óxido.
En la corrosión química sobre la superficie del metal se forma una película de óxidos, esta película es
diferente según los metales y sus aleaciones. En las aleaciones de hierro con carbono, la película de
óxidos es débil, se destruye con facilidad y la oxidación continua realizándose hacia el interior de la
pieza. En otros metales y aleaciones las películas de óxido son muy resistentes, por ejemplo, al
oxidarse el aluminio, sobre su superficie se origina una película firme de óxidos que protege el metal
contra la oxidación ulterior.
6. EFECTO DEL PH
La velocidad de corrosión aumenta a medida que disminuye el PH, el cual al ser muy altos suele ser
muy corrosivo, la velocidad de corrosión con el PH está influenciada por la composición del electrolito.
Al aumentar la concentración del ión hidrógeno es más ácida la solución y es menor el valor de PH.
La magnitud de PH nos indica la intensidad de acidez o alcalinidad del medio. Esta magnitud se indica
por medio de una escala la cual la numero siete indica que la solución con PH es neutra; los numerosa
menores de siete indican que es ácida y los mayores alcalinidad.
La velocidad de corrosión de la gran parte de los metales es afectada por el pH. Los metales solubles
en acido, como el hierro, el nivel de pH medio (aprox. 4 a10) la velocidad de corrosión está controlada
por la velocidad de transporte del oxidante (generalmente oxígeno disuelto) a la superficie metálica
temperaturas muy altas la velocidad de corrosión aumenta con el incremento de la basicidad.
7. ATAQUES POR ELEMENTOS QUIMICOS, COMPUESTOS QUIMICOS Y SOLUCIONES
QUIMICAS
12
Los materiales se encuentran sometidos a una serie de agresiones que afecta la modificación de su
composición química y con ello la alteración de algunas de sus propiedades físicas; al ser atacados
químicamente por la presencia de Zn, Hg, Cd o de las aleaciones entre metales producen la
degradación.
En estas reacciones, el metal, se combina con otros elementos pasando a formar otros compuestos
(óxidos, carbonatos, sulfatos,) que quedan adheridos a la superficie. En ocasiones los compuestos
formados en estas reacciones son impermeables a la humedad sirviendo así de películas protectoras
que aíslan el metal del agente corrosivo.
Los ambientes industrias son sin duda los más críticos, se caracterizan por la presencia de pequeñas
partículas de basura (metálica, etc.), hollín, y compuestos de sulfuro que emanan de la combustión,
como por ejemplo dióxido de azufre o ácido sulfúrico. También pueden estar presentes otros tipos de
contaminantes químicos debidos a industrias, aunque estos suelen estar presentes en áreas
localizadas. Si bien los compuestos de sulfuro están presentes en forma reducida, estos aumentan
rápidamente la tasa de corrosión.
El material presenta sobre toda su superficie un aspecto áspero y corroído debido a las reacciones
químicas que han ocurrido.
8. ATAQUES POR AGUA SEMI PURA O DE LLUVIA
La tasa de corrosión se ve incrementada según la humedad presente, el H2O actúa como un eficiente
electrolito. Dependiendo de cada metal se determina un nivel crítico de humedad a partir del cual la
tasa de corrosión aumenta rápidamente.
Si bien el agua es un parámetro crítico, la lluvia, aunque incrementa la humedad relativa del medio
actúa generalmente de forma benéfica pues limpia los corrosivos contaminantes y productos de la
corrosión de la estructura.
13
El agua es absorbida por muchos polímetros orgánicos y causa cambios dimensiónales o cambios en
sus propiedades de la acción combinada de oxígeno y la radiación ultravioleta puede deteriorar en
algunos polímeros orgánicos incluso a temperatura ambiente. Grandes cantidades de metal de
automóviles, puentes, cerramientos o edificios están expuestas a la atmósfera y se ven atacados por
la humedad.
9. ATAQUES EN ATMOSFERAS HUMEDAS O ACUOSAS
El agua de mar es el electrólito corrosivo por excelencia que tiene la naturaleza, el alto contenido
salino del agua de mar la convierte en un electrólito perfecto para el buen funcionamiento de corrosión,
manteniendo en todo momento en contacto eléctrico los posibles ánodos y cátodos. La salinidad del
agua del mar se debe a la presencia de clorhidro, un ión particularmente agresivo que favorece la
corrosión de los sistemas metálicos, acelerando el proceso. Muy dañinos para el aluminio en océano
abierto.
En zonas cercanas a la costa tanto como en el océano abierto, la mayor o menor presencia de
elementos corrosivos provenientes del agua dependen directamente del viento, este genera ondas de
partículas que son levantadas hasta grandes alturas.
Otros elementos corrosivos son las sales, si bien no son la causa directa de la deterioración del metal,
su naturaleza higroscópica les otorga la posibilidad de actuar como electrolitos si se adhieren a la
estructura de la aeronave. En consecuencia cada vez que una aeronave que se encuentre sometida
a este tipo de ambiente debe ser limpiada periódicamente.
El agua dulce que puede provenir de lagos, ríos, pozos, manantiales, variará su capacidad corrosiva
dependiendo específicamente de donde este localizado el sector marino. Hay que tomar en cuenta
ciertos factores predominantes, como son la acidez y los vientos. Además de la acidez debida a los
desechos industriales (si los hay), debe tenerse en cuenta que tanto la descomposición animal, como
vegetal incrementa la acidez del agua.
14
Todos los tipos básicos de corrosión pueden ocurrir atmosferas húmedas o acuosas las fallas más
abundantes ocurren por la formación de picaduras, corrosión en resquicios, corrosión galvánica,
corrosión bajo tensión, corrosión por fatiga, ataque por cavitación, ataque por choque y corrosión
selectiva.
10. ATAQUES EN ATMOSFERAS ENRRARECIDAS
Al existir bajos niveles de partículas ácidas y otros compuestos agresivos en este tipo de ambientes,
se produce un menor efecto de corrosión atmosférica. El efecto corrosivo depende principalmente de
los efectos discutidos como por ejemplo humedad relativa en el aire y el movimiento de este mismo
(viento).
11. ATAQUE POR UN METAL LIQUIDO
La corrosión con metales líquidos corresponde a una degradación de los metales en presencia de
ciertos metales líquidos como el Zinc, Mercurio, Cadmio, etc. Ejemplos del ataque por metal líquido
incluyen a las Disoluciones Químicas, Aleaciones Metal-a-Metal (por ej., el amalgamamiento) y otras
formas.
12. ATAQUE POR LIXIVACION SELECTIVA
Uno o más componentes de una aleación se corroen preferentemente, dejando un residuo poroso
que conserva la forma original. Un ejemplo característico es el dezincado de los latones (Cu-Zn).
13. ATAQUE POR SUSTANCIAS ACIDAS
El pH de una solución es una propiedad que define la cantidad de iones de hidrógeno libres en dicha
solución. Si el pH es menor a 7 (pH<7) se dice que la solución es ácida. Esto significa que existe una
15
concentración relativamente alta de iones hidrógeno libres en la solución, los cuales son capaces de
recibir electrones para poder estabilizarse.
Debido a la capacidad de aceptar electrones, las soluciones ácidas son más corrosivas que las
soluciones tanto neutrales (pH = 7) como alcalinas (pH > 7) [6], ya que permiten que la zona anódica
reaccione en mayor proporción, ya que se liberan electrones de tales reacciones. Por otro lado, las
sales alcalinas, incrementan el pH de la solución electrolítica, por lo que en algunos casos funcionan
como inhibidores del proceso de corrosión; ejemplos de estas sales son el fosfato trisódico, tetraborato
de sodio, silicato de sodio y el carbonato de sodio.
14. DISOLUCION Y OXIDACION DE MATERIALES CERAMICOS
La estructura atómica de los materiales cerámicos es la responsable de su gran estabilidad química
ante agentes químicos agresivos. Los procesos de corrosión en cerámicos no están tan claramente
definidos como en el caso de los metales.
En general se cree que los cerámicos refractarios y estructurales son inertes o resistentes a la
corrosión en comparación con los metales. Esto es relativamente cierto a temperaturas ambientes o
por debajo de los 100° C en ambientes secos. Cuando la temperatura aumenta la degradación de los
mismos comienza a acelerarse.
La degradación de los cerámicos es un mecanismo complejo que involucra su disolución, penetración
y difusión de sustancias agresivas a través de bordes de grano o del seno del material; también pueden
presentar corrosión bajo tensiones.
Todos estos procesos involucran reacciones de óxido-reducción incluyendo fenómenos de absorción,
desorción y transporte de masa. Todo esto hace imprescindible la definición exhaustiva del material;
incluyendo su microestructura y características superficiales.
15. ATAQUES QUIMICOS A LOS POLIMEROS
16
Los materiales no metales como los polímeros no sufren de corrosión por ataques electroquímicos,
pero pueden presentar corrosión por ataques químicos directos, como por ejemplo los polímeros
pueden ser atacados químicamente por solvente orgánico. Hay que partir de la realidad de que todos
los polímeros modifican su composición original transcurrido un cierto período de tiempo; estas
modificaciones son favorecidas por la acción aislada o combinada de determinadas condiciones
ambientales. Este tipo de modificaciones, su intensidad y la velocidad a la que se producen están
promovidos por diferentes factores, entre los que destaca la propia composición del material.
Cuando se trata de materiales constituidos por polímeros estas modificaciones pueden ser de tipo
físico, tal es el caso de la pérdida de algún aditivo, como por ejemplo plastificantes, o bien de tipo
químico. En este último caso, el polímero experimenta cambios en su composición química y a su vez,
provocan variaciones en sus propiedades físicas iniciales (color, resistencia, flexibilidad, solubilidad,
etc.). Además cualquiera de esos procesos puede ir acompañado de la emisión de compuestos
orgánicos volátiles (COVs).
Los factores responsables de la degradación de tipo químico se clasifican: termo descomposición,
oxidación, hidrólisis y fotodegradación. No hay que olvidar la degradación provocada por la acción de
microorganismos (biodegradación).
16. CORROSION POR OXIGENO Y POR PRESIONES PARCIALES DE OXIGENO
(HIDRAZINA)
Definimos como corrosión por presiones parciales de oxígeno al fenómeno por el cual una misma
superficie metálica está expuesta a atmósferas con diferentes grados de oxigenación. La causa puede
ser debida a la presencia de zonas superficiales, unas más aireadas que otras, entre las cuales la
presión parcial del oxígeno es variable. Dando lugar a la generación de una diferencia de potencial
entre dichas áreas las cuales actúan como cátodo y ánodo. El flujo de electrones generado entre
dichas zonas es el responsable de la pérdida de metal por corrosión.
Para ensayar la corrosión por presiones parciales de oxígeno se utilizan las cámaras en las cuales se
recrea el medio electrolítico ambiental objeto de estudio. Así pues, que una cámara de ensayos de
corrosión por niebla salina, es un sistema capaz de reproducir las condiciones existentes en ambientes
17
climáticos químicamente activos, tales como la niebla salina marina, la contaminación urbana o la
contaminación industrial.
17. CORROSION ELECTROQUIMICA
Es la que se produce cuando dos metales de diferente electronegatividad se encuentran en contacto,
esencialmente es un proceso electroquímico que da lugar a que el metal se transforme total o
parcialmente pasando del estado metálico al iónico. Para que exista la corrosión es necesario que se
establezca el paso de una corriente eléctrica, entre zonas distintas de una superficie metálica, en
contacto con un electrólito.
Un electrólito es una solución cualquiera que contiene átomos o grupos de átomos cargados
eléctricamente llamados iones. Por ejemplo el agua pura contiene en cantidades iguales de iones
hidrógeno cargados positivamente (H+) e iones oxidrilos cargados negativamente (OH -). Por lo tanto
un electrólito puede ser agua natural, agua salada, soluciones ácidas o alcalinas de una concentración
cualquiera.
El metal con mayor electronegatividad se oxida (ánodo), dando lugar a su progresivo deterioro y
desprendimiento desde la superficie metálica, en presencia del segundo (cátodo). Este tipo de
reacción es un caso particular de unos sistemas químicos conocidos como Pila Galvánica.
El ánodo y el cátodo están en contacto eléctrico a través de un medio que permite la transmisión de
los electrones, al que llamaremos electrolito. Salvo casos en los que está sumergido o enterrado el
metal, el electrolito es el agua condensada de la atmósfera, para ello es necesario que la humedad
relativa sea superior al 70%.
18. CELDAS DE COMPOSICION
Hablamos de “Celdas de composición” cuando la diferencia de potencial viene dada por la diferencia
de concentración o de composición en los electrolitos y no por diferencia en los electrodos.
18
Entonces, podemos definir “Corrosión por celdas de composición” a la corrosión que se presenta
cuando los electrolitos en contacto son diferentes y el metal es el mismo.
19. CELDAS DE ESFUERZO
Este tipo de ataque se caracteriza por ser un ataque sumamente localizado, producido por los
esfuerzos tenciles y el medio ambiente corrosivo, en el caso de esfuerzo se presenta por acción
galvánica pero puede suceder por la filtración de impurezas en el extremo de una grieta existente, la
falla se presenta como resultado de la corrosión y de un esfuerzo aplicado, a mayores esfuerzos el
tiempo necesario para la falla se reduce.
20. CORROSION GALVANICA
La corrosión galvánica ocurre cuando existe una unión, física o eléctrica, entre metales de diferente
naturaleza, lo cuales, en la presencia de un electrolito, forman una celda electroquímica, donde el
material de menor potencial electroquímico es el que se corroe
21. CORROSION MICROBIANA
La corrosión microbiana se refiere a la corrosión provocada por la presencia y/o actividades de los
microorganismos en las biopelículas de la superficie del material corrosivo. La mayoría de los
materiales, incluyendo metales, polímeros, vidrio y cerámica pueden ser degradados de esta
manera.
19
La corrosión microbiológica, en realidad no es un tipo de corrosión en sí, sino que más bien es un
fenómeno que facilita el desarrollo de otros procesos de corrosión. Las bacterias son los
microorganismos más influyentes en este caso, por lo que también es conocida como corrosión
bacteriana y se produce en sistemas de transporte de líquido, facilitando la corrosión por picaduras.
La naturaleza del líquido que se transporta en estos sistemas, propicia la acumulación y reproducción
de bacterias, las cuales se aglomeran, y propician las condiciones, como variación en la
concentración de sales y oxígeno, para que se desarrollen otros proceso de corrosión como el pitting.
22. CORROSION DEBIDO A LA DIVERSIDAD DE MATERIALES
Se produce pequeñas cavidades o grietas formadas en las zonas de contacto entre una pieza de
metal y otra igual o diferente a la primera, o entre un metal y un elemento no metálico. En las fisuras
de ambos metales se acumula la solución que provoca la corrosión de la pieza. También se le llama
de ánodo estancado.
Un trozo de tubería nueva insertado en un tramo de tubería vieja, puede corroerse rápidamente,
pues, en general, actuará de ánodo, y la vieja, de cátodo. Una impureza cercana a la superficie de
un metal es suficiente para iniciar una corrosión electroquímica; la impureza hace de cátodo, y el
hierro, de ánodo.
Otra causa de corrosión es un poro en la cascarilla de laminación, entre esta cascarilla, que resulta
catódica con respecto al hierro, y este, se produce una pila de corrosión. Pueden ser también causa
de corrosión las tensiones internas o externas a que quede sometido un metal, el estado de acritud
después de un trabajo en frío, el rayado de su superficie y, en general, los diversos tratamientos
químicos o térmicos, que acentúan las causas de heterogeneidad y, por consiguiente, las causas de
corrosión.
23. CORROSION DEBIDO A LA AIREACION SUPERFICIAL
20
Las diferencias de temperatura, de concentración y, sobre todo, de concentración de oxígeno, son
causas muy frecuentes de corrosión. Un caso típico del fenómeno de corrosión por heterogeneidad
del medio circundante, lo constituye la corrosión por aireación diferencial.
Las partes de una pieza menos aireadas, como, por ejemplo, los ángulos vivos, rayas profundas,
etcétera, funcionan como ánodos y son inmediatamente atacados. Esta misma clase de corrosión
es la que se produce en una pieza medio sumergida, en la que la porción próxima a la superficie del
agua y, por tanto, más oxigenada es catódica, y la parte inferior, menos oxigenada, es el ánodo, que
es el que se corroe.
Otro ejemplo clásico de esta corrosión producida por aireación diferencial, es el de la corrosión
producida por una gota de solución salina sobre una plancha de hierro o de cinc que resulta atacada
en el centro de la gota, donde se produce cloruro ferroso, que actúa de ánodo, mientras la periferia,
a la que tiene fácil acceso el oxígeno actúa de cátodo, formándose entre las dos zonas una línea de
orín amarillo.
24. PROTECCION CONTRA LA CORROSION
La corrosión es inevitable y por lo tanto la protección eficiente y acorde a la situación dará como
resultado mayor vida útil del material reduciendo los costos de mantenimiento.
Para proteger contra la corrosión es muy importante tener en cuenta algunos factores:
a) Selección del material, adecuadamente el material en función del ambiente corrosivo en que
vaya a trabajar; las diferencias químicas y estructurales pueden acelerar la corrosión.
b) Diseño: Evitar en lo posible las juntas, resquicios y heterogeneidades, facilitando las
operaciones de limpieza y la extracción de aire.
c) La pieza: el estado de la superficie (rayas, agujeros, surcos, etc.), el radio de curvatura, los
esfuerzos a que se someten, pueden favorecer o retrasar la corrosión.
21
d) El medio ambiente: influye su naturaleza ácida o básica, la concentración de iones, la
concentración de O2, la conductividad, la iluminación, etc.
En general, para paliar el efecto de la corrosión se tiene impedir que se desarrollen reacciones
electroquímicas, por lo que se debe evitar la presencia de un electrolito que actúe como medio
conductor que facilite la transferencia de electrones desde el metal anódico.
Son múltiples los sistemas de protección existentes, para ello se requieren esfuerzos multidisciplinares
y la experiencia ha demostrado que muchas veces la solución óptima se alcanza integrando varios de
ellos. Una técnica para proteger al material es el pasivado, en el que se le genera al metal una delgada
capa adherente y no porosa de productos de corrosión reduciendo la tasa de esta.
Hemos visto que la corrosión depende en gran medida de las condiciones ambiente que rodean al
material, en cualquier caso es importante tener en cuenta que el control de la corrosión es una
inspección periódica dentro de un periodo de tiempo. No obstante es la experiencia quien determina
fundamentalmente el periodo de inspección.
El proceso de corrosión de metales puede originarse al entrar en contacto el metal con una solución
electrolítica, por lo tanto los mecanismos de protección tratan de evitar ese contacto, ya sea mediante
modificaciones del metal, del electrolito o bien actuando como una barrera aislante.
25. METODOS PREVENTIVOS DE CORROSION
Se presentan algunos métodos de control de la corrosión, para la protección de los materiales
afectados. Estos son los que más se emplean a nivel comercial:
• Protección Galvánica: Protección Catódica y Protección Anódica.
• Recubrimientos: Metálicos e Inorgánicos y Orgánicos.
• Inhibidores: Anódico (Pasivadores) y Catódicos.
• Pasivado de metales (Películas delgada adherentes y no porosas).
22
26. DISEÑO DE UN SISTEMA ANTICORROSIVO
Quizás el método más eficaz para evitar la corrosión es realizar un buen diseño y elección de los
materiales a emplear, para ello se debe tener algunas reglas generales:
a. Analizar los esfuerzos mecánicos a que se someterán los materiales. Este factor es
muy importante cuando se proyecten tuberías y tanques que contengan líquidos.
b. Deben utilizarse metales próximos en la tabla de electronegatividad. Si se atornillan
metales que no estén próximos en la tabla galvánica se deben usar arandelas no
metálicas para evitar contactos eléctricos entre estos materiales.
c. Se recomiendan los depósitos soldados a los remachados para reducir la corrosión
por grietas.
d. Es necesario evitar concentraciones de tensiones en zonas propensas a la corrosión
para prevenir la ruptura por corrosión debida a esfuerzos, sobre todo con aceros
inoxidables, latones y materiales propensos a este tipo de fenómeno.
e. Se deben evitar recodos agudos en redes de tuberías. En las zonas den las que el
fluido sufre un cambio de dirección se potencia la corrosión por erosión.
f. El diseño de tanques y recipientes debe favorecer su limpieza y desagüe, ya que el
estancamiento de sustancias propicia la aparición de fenómenos corrosivos.
g. Se debe hacer un diseño eficiente de las piezas que se espera se degraden en
tiempos breves, para que sean fácilmente reemplazables.
h. Los sistemas de calefacción se tienen que diseñar de manera que no aparezcan
zonas puntuales calientes, puesto que los cambios de temperatura favorecen la
corrosión.
27. PROTECCION CATODICA
Se trata de evitar la corrosión de un metal haciendo que se comporte como cátodo respecto al otro.
Esto se puede conseguir de dos formas:
23
1. POR ÁNODOS DE SACRIFICIO: se utiliza un metal cuyo potencial es muy negativo, por
ejemplo el magnesio. En este caso el ánodo de sacrificio (más electronegativo) se oxida
comunicando los electrones liberados al metal a proteger. A través de esta reacción el ánodo
se va corroyendo y acaba destruyéndose, por lo que cada cierto tiempo tiene que ser
sustituido. Se emplea para proteger depósitos y tuberías de acero, así como cascos de barcos.
2. POR DIFERENCIAS DE POTENCIAL ELÉCTRICO: junto a la pieza a proteger se entierra
una masa metálica sin valor, por ejemplo, chatarra de hierro, y ambas se conectan a una
fuente de alimentación de CC. La chatarra será el polo positivo con lo cual cederá electrones
y se oxidará.
28. RECUBRIMIENTOS
24
Tienen como objetivo cubrir el material que será afectado mediante una capa protectora que separa
química y mecánicamente al material del medio al que será expuesto. En principio es el método más
evidente, ya que se impide que el material sensible entre en contacto con el oxígeno y la humedad.
Podemos clasificarlos en categorías:
28.1. Recubrimientos Orgánicos: Los recubrimientos orgánicos son de sustancias a base de
polímeros (pinturas), resistentes a la degradación, que se emplean para recubrir el
material por proteger. Estos actúan mediante ya sea, (1) la formación de una barrera, que
impide en gran medida la penetración de oxígeno y agua, o (2) la inhibición del proceso
de corrosión, al incrementar tanto la resistividad eléctrica como la iónica, cortando el ciclo
de corrosión. En esta categoría se encuentran:
• Pinturas y Barnices, es un método económico. Precisa que la superficie del material a
proteger se encuentre limpia de óxidos y grasas. El minio, pintura que contiene en su
composición óxido de plomo, es uno de los más empleados.
• Plásticos, son muy resistentes a la oxidación. Tienen la ventaja de ser muy flexibles, pero
tienen poca resistencia al calor. El más habitual es el PVC.
• Esmaltes y cerámicos, tiene la ventaja de resistir elevadas temperaturas y desgaste por
rozamiento.
28.2. Recubrimientos Metálicos: Consiste en recubrir el material a proteger con algún metal
que tenga mayor resistencia a la corrosión. Existen diferentes métodos para efectuar
estos recubrimientos, y los más utilizados son:
• Inmersión: consiste en recubrir los metales a proteger con otros de menor potencial,
es decir, ánodos de sacrificio. Para ello se sumerge el metal a proteger en un baño de
otro metal fundido. Al sacarlo del baño, el metal se solidifica formando una fina película
protectora. Los metales más empleados en estos procedimientos son:
Estaño (estañado): se utiliza mucho en las latas de conserva (la hojalata).
Cinc (galvanizado): es el más empleado para proteger vigas, vallas, tornillos y
otros objetos de acero.
25
Aluminio (aluminización): es muy económico y de gran calidad.
Plomo (plombeado): para recubrir cables y tuberías.
• Recubrimiento con Alcla: es un producto formado por un núcleo de una aleación de
aluminio y que tiene un recubrimiento de aluminio que es anódico al núcleo y, por tanto,
protege electroquímicamente al núcleo contra la corrosión. Se utiliza cuando el riesgo de
corrosión es muy elevado.
• Electrodeposición.- se hace pasar corriente eléctrica entre dos metales diferentes que
están inmersos en un líquido conductor que actúa de electrolito. Uno de los metales será
aquel que queremos proteger de la oxidación y hará de cátodo. El otro metal hará de
ánodo. Al pasar corriente eléctrica, sobre el metal catódico se crea una película
protectora. Con este método se produce el cromado o niquelado de diversos metales.
• Protección por capa química.- se provoca la reacción de las piezas con un agente
químico que forme compuestos de un pequeño espesor en su superficie, dando lugar a
una película protectora por ejemplo:
Cromatizado. Se aplica una solución de ácido crómico sobre el metal a
proteger, formándose una película de óxido de cromo que impide su
corrosión.
Fosfatación. Se aplica una solución de ácido fosfórico y fosfatos sobre el
metal. Formándose una capa de fosfatos metálicos sobre el metal, que la
protegen del entorno.
28.3. Recubrimientos No Metálicos: Trata sobre recubrir el material a proteger con el uso de
un material no metálico, que impida el proceso de corrosión. Existen diferentes métodos
para efectuar estos recubrimientos, el más utilizado es el anodisado (2008). Este método
se emplea en materiales pasivables, y consiste en el uso de una corriente eléctrica sobre
el material por proteger, de modo que el potencial electroquímico del sistema induzca a
un comportamiento anódico a dicho material, generando el desarrollo de una capa de
pasivación.
26
29. DOMINIO DEL AMBIENTE
Uno de los factores determinantes en la velocidad y grado de los procesos de oxidación son las
condiciones ambientales. El control o modificación de estas condiciones permitirá controlar y
minimizar el proceso.
Los métodos más utilizados son:
Disminución de la temperatura, con ello se consigue disminuir la velocidad de reacción y, por
tanto, el riesgo de corrosión.
Reducción de la velocidad de un fluido corrosivo, se consigue disminuir la corrosión por
erosión. Es muy interesante cuando se trabaja con metales y aleaciones susceptibles de
pasivación. Es importante evitar las disoluciones estancadas.
Eliminar el oxígeno de soluciones acuosas, minimiza la corrosión, especialmente en las
calderas de agua.
Reducción de la concentración de iones corrosivos en el electrolito que está corroyendo un
metal anódico, lo que acarrea una disminución de la velocidad de corrosión. Muy empleado
en aceros inoxidables.
30. INHIBIDORES DE CORROSION
Un inhibidor de corrosión es un material que fija o cubre la superficie metálica, proporcionando
una película protectora que detiene la reacción corrosiva. El método consiste en añadir productos
químicos o inhibidores al electrolito los cuales actúan como catalizadores disminuyendo la
velocidad de la corrosión.
Los inhibidores pueden ser:
o De absorción: forman una película protectora.
o Barrenderos: eliminan oxígeno.
Los más utilizados son las sales de cromo, muy empleadas en los radiadores de los automóviles.
27
CONCLUSIONES
La vida útil de los materiales se acorta a menudo como un resultado de la corrosión y en los últimos
años se ha tenido grandes adelantos en su detección y protección. En términos técnicos la corrosión
es definida como la destrucción de un material por reacción química o electroquímica por el medio
ambiente y representa la diferencia entre una operación libre de problemas con gastos de operación
muy elevados.
Es casi imposible eliminar la corrosión y el secreto efectivo la radica en su control o prevención, es
necesario tomar en cuenta el fenómeno corrosivo desde el diseño de una instalación o equipo y antes
de ponerlos en operación.
Para el problema de la corrosión se necesita saber dónde empezar y tener un conocimiento básico
cómo se produce, cómo impedir su severidad, qué herramientas son necesarias, técnicas de
inspección, variables de diseño que afectan a la corrosión, selección de materiales y la forma de
interpretar y aplicar la información del problema corrosivo, así como saber dónde obtener ayuda.
Todos los materiales, como los metales y aleaciones son susceptibles de sufrir el fenómeno de
corrosión, por ejemplo el oro, conocido por su excelente resistencia a la atmósfera, se corroe si se
pone en contacto con mercurio a temperatura ambiente. Por otra parte el acero no se corroe en
contacto con el mercurio, pero rápidamente se oxida expuesto a la atmósfera.
Afortunadamente se tienen bastantes metales que pueden comportarse satisfactoriamente en medios
específicos y también se tienen métodos de control de la corrosión que reducen el problema. La
corrosión causa pérdidas enormes e incalculables, debido a accidentes producidos por la rotura de
piezas debilitadas por la oxidación y la corrosión; fallas en las instalaciones industriales (roturas de
calderas, tuberías de conducción de gas o hidráulicas, cascos de buques, estructuras metálicas, etc.),
en fin puede llegar a provocar gastos directos e indirectos de aspecto económico y humano.
Para ellos es importante tomar en consideración este fenómeno, el cual debe ser prevenido o
eliminado de cualquier material ya que es el principal causante del deterioro y destrucción del mismo.
28
BIBLIOGRAFIA
http://www.archivos.ujat.mx/dacb/programas_sinteticos/quimica/sustantiva_profesional/F0212_corros
ionyoxidacion.pdf
https://www.google.co.ve/searchobjetivos+del+estudio+de+la+corrosion&rlz=1C1CAFB_enVE661VE
661&oq=objetivos+del+estudio+de+la+corrosion&aqs=chrome..69i57.14499j0j8&sourceid=chrome
http://www.fisicanet.com.ar/quimica/corrosion/ap03_corrosion.php
https://www.google.co.ve/search?q=como+evitar+la+corrosion
29
ANEXOS
Efectos de la corrosión
Líquidos Inhibidores de la corrosión Revestimiento Inhibidor de corrosión
30
Tipos de corrosión
31
Efectos de la Corrosión por Acción de Agua Salada
Protección Catódica en Tanques

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Trabajo de corrosion

  • 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR UNIVERSIDAD NORORIENTAL PRIVADA GRAN MARISCAL DE AYACUCHO NUCLEO, EL TIGRE. EDO – ANZOATEGUI Profesor: Elaborado por: Julio González Br. Edwir Ramos CI: 12.362.883 Junio, 2016
  • 2. 2 INDICE pág INTRODUCCION..........................................................................................................................................4 OBJETIVO GENERAL..................................................................................................................................5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................................................................5 MARCO TEORICO.......................................................................................................................................6 1. CORROSION.......................................................................................................................................6 2. OXIDACION REDUCCION...................................................................................................................6 3. CELDAS GALVANICAS........................................................................................................................7 4. TIPOS DE CORROSION......................................................................................................................8 5. CORROSION QUIMICA ..................................................................................................................... 10 6. EFECTO DEL PH............................................................................................................................... 11 7. ATAQUES POR ELEMENTOS QUIMICOS, COMPUESTOS QUIMICOS Y SOLUCIONES QUIMICAS 11 8. ATAQUES POR AGUA SEMI PURA O DE LLUVIA............................................................................. 12 9. ATAQUES EN ATMOSFERAS HUMEDAS O ACUOSAS ................................................................... 13 10. ATAQUES EN ATMOSFERAS ENRRARECIDAS ............................................................................. 14 11. ATAQUE POR UN METAL LIQUIDO ................................................................................................. 14 12. ATAQUE POR LIXIVACION SELECTIVA........................................................................................... 14 13. ATAQUE POR SUSTANCIAS ACIDAS............................................................................................... 14 14. DISOLUCION Y OXIDACION DE MATERIALES CERAMICOS........................................................... 15 15. ATAQUES QUIMICOS A LOS POLIMEROS....................................................................................... 15 16. CORROSION POR OXIGENO Y POR PRESIONES PARCIALES DE OXIGENO (HIDRAZINA)........... 16 17. CORROSION ELECTROQUIMICA..................................................................................................... 17 18. CELDAS DE COMPOSICION............................................................................................................. 17 19. CELDAS DE ESFUERZO................................................................................................................... 18 20. CORROSION GALVANICA ................................................................................................................ 18 21. CORROSION MICROBIANA.............................................................................................................. 18 22. CORROSION DEBIDO A LA DIVERSIDAD DE MATERIALES............................................................ 19 23. CORROSION DEBIDO A LA AIREACION SUPERFICIAL ................................................................... 19 24. PROTECCION CONTRA LA CORROSION ........................................................................................ 20 25. METODOS PREVENTIVOS DE CORROSION .................................................................................... 21 26. DISEÑO DE UN SISTEMA ANTICORROSIVO .................................................................................... 22
  • 3. 3 27. PROTECCION CATODICA ................................................................................................................. 22 28. RECUBRIMIENTOS............................................................................................................................ 23 29. DOMINIO DEL AMBIENTE.................................................................................................................. 26 30. INHIBIDORES DE CORROSION......................................................................................................... 26 CONCLUSIONES....................................................................................................................................... 27 ANEXOS.................................................................................................................................................... 28
  • 4. 4 INTRODUCCION Los metales están constantemente expuestos a la acción de la atmósfera, que como se sabe, está compuesta principalmente de 79 partes de nitrógeno y 21 partes de oxígeno. Como el nitrógeno es un gas muy poco activo, puede decirse que prácticamente inerte, toda la acción atmosférica depende de la actividad del oxígeno, que no es mucha por estar en estado molecular (con enlaces homopolares formando moléculas de O2). Y como, por otra parte, los metales son muy estables, resulta que, sin la intervención de otro agente, la acción del oxígeno solo sobre los metales resulta muy débil. Los agentes colaboradores del oxígeno son principalmente dos: el calor y la humedad. El oxígeno con el calor produce la oxidación de los metales, y el oxígeno con la humedad produce la corrosión. Ambos procesos son completamente distintos, aunque se emplean generalmente protecciones comunes para prevenirlos. La corrosión es un fenómeno que debe ser prevenido o eliminado de cualquier estructura metálica ya que es el principal causante del deterioro y destrucción de las mismas. En este trabajo se facilita información acerca de, (1) algunos tipos de corrosión que se pueden observar comúnmente, (2) algunos factores que influencia al proceso de corrosión y su velocidad, y (3) algunos tipos de métodos para el control de la corrosión y la protección de materiales ante este fenómeno.
  • 5. 5 OBJETIVO GENERAL Conocer los distintos tipos de corrosión que atacan a los metales. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer e identificar las propiedades y características de los materiales frente a los procesos de corrosión. Definir la corrosión y describir las reacciones que explican este proceso de degradación en un material metálico. Determinar y describir el tipo de corrosión que sufre un material determinado.
  • 6. 6 MARCO TEORICO 1. CORROSION La corrosión es definida como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno, su velocidad dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del medio y las propiedades de los materiales, y del medio al que este expuesto. Existen muchas definiciones para corrosión. La más comúnmente aceptada es la siguiente: “Corrosión es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con su medio ambiente” 2. OXIDACION REDUCCION Las reacciones de oxidación-reducción (redox) se resume: una sustancia se oxida y otra se reduce. Por lo general, a la sustancia que se oxida se le denomina agente reductor (debido a que provoca la reducción de la otra sustancia), mientras que a la sustancia que se reduce se le llama agente oxidante (provoca la oxidación de la otra sustancia). Pero, ¿en qué consiste este tipo de reacciones? Una reacción REDOX consiste en el traspaso de electrones desde una sustancia X (agente reductor) hacia una sustancia Y (agente oxidante). Una aplicación en la vida cotidiana de este tipo de reacciones son las pilas que usamos a diario en varios aparatos, como despertadores, calculadoras, relojes, celulares, etc. Cabe destacar que en este tipo de reacciones, tanto la oxidación como la reducción ocurren de manera simultánea (al mismo tiempo). A pesar de eso, la manera en la que se equilibra su ecuación química separa ambas situaciones, formándose lo que se denominan las semireacciones (de oxidación y reducción, respectivamente). En la primera, se anotan todas las sustancias involucradas en la oxidación, es decir, en la parte donde debiesen ir los reactantes se anota la especie que se va a oxidar, mientras que en lado de los productos se anota la especie ya oxidada. Análogamente, se hace una
  • 7. 7 cosa similar para la semireacción de reducción (S.R.R). Todo esto se ve a continuación que muestra el ejemplo de la reacción entre Ag y CuSO4. . 3. CELDAS GALVANICAS Las Celdas galvánicas, son un dispositivo en el que la transferencia de electrones, (de la semireacción de oxidación a la semireacción de reducción), se produce a través de un circuito externo en vez de ocurrir directamente entre los reactivos; de esta manera el flujo de electrones (corriente eléctrica) puede ser utilizado. En la siguiente figura, se muestran los componentes fundamentales de una celda galvánica o voltaica: En la semicelda anódica ocurren las oxidaciones, mientras que en la semicelda catódica ocurren las reducciones. Electrodo anódico, conduce los electrones que son liberados en la reacción de oxidación,
  • 8. 8 hacia los conductores metálicos. Estos conductores eléctricos conducen los electrones y los llevan hasta el electrodo catódico; los electrones entran así a la semicelda catódica produciéndose en ella la reducción. 4. TIPOS DE CORROSION Los tipos de corrosión pueden clasificarse convenientemente de acuerdo con la apariencia del material corroído, su identificación puede realizarse de muchas formas, pero todas ellas se encuentran interrelacionadas en alguna manera. Como ejemplo, podemos establecer la siguiente clasificación: a. Ataque uniforme: Es la forma más común y más fácil de controlar, se manifiesta por una pérdida de peso constante en toda el área de la superficie atacada, o sea una disminución constante del espesor. En el diseño de equipos hay que considerar un espesor adicional, previniendo este fenómeno. Este tipo de corrosión es frecuente en medios con alta conductividad (agua de mar), en soluciones ácidas y para metales anfóteros en soluciones alcalinas. b. Corrosión Localizada: b.1. Macroscópica b.1.1. Corrosión Galvánica: es la que se produce cuando tenemos dos elementos con distintos potencial galvánico en contacto. Su carácter es netamente electroquímico, ejemplo, tubos de cobre en contacto con tanques galvanizados; acero inoxidable pasivo en contacto con acero inoxidable activo, etc. Este tipo de corrosión es peligroso ya que los productos de corrosión precipitan a distancias alejadas de donde se originan, sin disminuir por lo tanto la velocidad del proceso. b.1.2. Erosión: es la destrucción de un material por la acción abrasiva de un líquido o un gas, usualmente acelerada por la presencia de partículas sólidas en suspensión. La velocidad de deterioro es mayor que cuando se verifica cada fenómeno por separado. A esto llamamos corrosión-erosión, es difícil determinar en qué proporción afectan cada uno de los dos
  • 9. 9 fenómenos. En general se puede decir que por medios mecánicos (erosión) se rompe la película pasiva o se impide la deposición de óxidos que disminuirían la velocidad de corrosión. b.1.3. Corrosión en Grietas o por Contacto: La existencia de zonas de difícil acceso para un fluido (diseño defectuoso, uniones roscadas, solapas, intersecciones de alambres en una malla, etc.), implica la posibilidad de encontrar en esas zonas concentraciones de iones totalmente distintas a las del seno de la solución. Así, por ejemplo, puede producirse un defecto de un ion inhibidor (Cr2O7) o un muy bajo pH, o una disminución en la concentración de O2. Este último caso es sumamente perjudicial para los aceros inoxidables y para los otros materiales llamados pasivables. Para ellos la citada zona adquiere un potencial anódico respecto del resto de la superficie. La superficie expuesta a la acción atmosférica sufre este tipo de corrosión, ya que la humedad queda en las grietas por largo tiempo. b.1.4. Exfoliación: Es un ataque selectivo que comienza en la superficie del metal, y se propaga bajo la misma, siendo el aspecto final del mismo escamoso o ampollado. Es un fenómeno común en el Al y en aleaciones 80/20 y 70/30 Cu-Ni. La 90/10 Cu-Ni es inmune a este tipo de ataque. b.1.5. Lixiviación Selectiva: Uno o más componentes de una aleación se corroen preferentemente, dejando un residuo poroso que conserva la forma original. Un ejemplo característico es el dezincado de los latones (Cu-Zn). b.1.6. Corrosión Alveolar o Pitting: Este tipo de corrosión puede presentarse en cualquier tipo de metal, pero son los metales y aleaciones pasivables los que se encuentran más expuestos. Es una forma muy peligrosa de ataque localizado, que puede resultar en la perforación de un recipiente o cañería, a pesar de que la cantidad total de metal perdida es muy pequeña. Corrosión Localizada: c.1. Microscópica. c.1.1. Intergranular: Este tipo de corrosión, a la que se hallan especialmente expuestos los aceros inoxidables de tipo austenítica (18/8 y 18/8/Mo), se manifiesta a través de fallas debidas a que el material se vuelve poroso, frágil y con grandes fisuras. Este tipo de ataque
  • 10. 10 se manifiesta en aceros que han estado sometidos a una temperatura entre 500°C y 900°C durante un tiempo. Los medios capaces de producir corrosión intergranular en aceros sensibilizados son entre otros: agua de mar, crudos de petróleo, disolventes orgánicos clorados, ácido acético, ácido crómico, cloruro férrico, ácido sulfúrico, nítrico y sus mezclas, etc. Este fenómeno se atribuyó a la precipitación de carburos y, por mucho tiempo, se creyó que era la única causa posible de corrosión intergranular. Luego se demostró que este tipo de ataque puede producirse también en aceros no sensibilizados, en medios nítricos a ebullición con iones oxidantes (Cr6+, Fe3+, V5+, etc.), o en K(OH) al 40-50% y 250°C. c.1.2. Corrosión Bajo Tensiones: Este tipo de corrosión se manifiesta bajo la acción combinada de tensiones y un medio corrosivo, dando lugar a fisuras y roturas del material. Las tensiones pueden ser residuales o actuales (estáticas o cíclicas), o ambas a la vez. En el caso de las cíclicas hablaremos de corrosión bajo fatiga. Las tensiones estáticas pueden ser internas (trabajado en frío, tratamientos térmicos, cambios estructurales internos con variación de volumen, etc.), o aplicadas exteriormente. Generalmente el valor de las tensiones necesario para producir este fenómeno es cercano al límite elástico del material. En general a menor concentración del agente corrosivo, la susceptibilidad a la rotura disminuye. c. Corrosión Bajo Fatiga: Se denomina límite de fatiga de un material, al valor de la tensión que aplicada alternativamente no produce fallas, aún en un número infinito de ciclos. Para un valor superior a ese límite la falla se produce en un número definido de ciclos. Si el material está en contacto con un medio corrosivo, no existirá límite de fatiga, y las fallas se producirán en un número menor de ciclos (para igual tensión), que en ausencia de dicho medio. Las grietas son del tipo transgranular ramificadas y a menudo se inician en picaduras superficiales. Para disminuir el riesgo es aconsejable aplicar protección catódica, usar inhibidores, etc. 5. CORROSION QUIMICA
  • 11. 11 Por corrosión química se entiende la destrucción del metal u otro material por la acción de gases o líquidos no electrolíticos (gasolina, aceites etc.), ocurre cuando un metal se combina con el oxígeno (pierde electrones), transformándose en un óxido. En la corrosión química sobre la superficie del metal se forma una película de óxidos, esta película es diferente según los metales y sus aleaciones. En las aleaciones de hierro con carbono, la película de óxidos es débil, se destruye con facilidad y la oxidación continua realizándose hacia el interior de la pieza. En otros metales y aleaciones las películas de óxido son muy resistentes, por ejemplo, al oxidarse el aluminio, sobre su superficie se origina una película firme de óxidos que protege el metal contra la oxidación ulterior. 6. EFECTO DEL PH La velocidad de corrosión aumenta a medida que disminuye el PH, el cual al ser muy altos suele ser muy corrosivo, la velocidad de corrosión con el PH está influenciada por la composición del electrolito. Al aumentar la concentración del ión hidrógeno es más ácida la solución y es menor el valor de PH. La magnitud de PH nos indica la intensidad de acidez o alcalinidad del medio. Esta magnitud se indica por medio de una escala la cual la numero siete indica que la solución con PH es neutra; los numerosa menores de siete indican que es ácida y los mayores alcalinidad. La velocidad de corrosión de la gran parte de los metales es afectada por el pH. Los metales solubles en acido, como el hierro, el nivel de pH medio (aprox. 4 a10) la velocidad de corrosión está controlada por la velocidad de transporte del oxidante (generalmente oxígeno disuelto) a la superficie metálica temperaturas muy altas la velocidad de corrosión aumenta con el incremento de la basicidad. 7. ATAQUES POR ELEMENTOS QUIMICOS, COMPUESTOS QUIMICOS Y SOLUCIONES QUIMICAS
  • 12. 12 Los materiales se encuentran sometidos a una serie de agresiones que afecta la modificación de su composición química y con ello la alteración de algunas de sus propiedades físicas; al ser atacados químicamente por la presencia de Zn, Hg, Cd o de las aleaciones entre metales producen la degradación. En estas reacciones, el metal, se combina con otros elementos pasando a formar otros compuestos (óxidos, carbonatos, sulfatos,) que quedan adheridos a la superficie. En ocasiones los compuestos formados en estas reacciones son impermeables a la humedad sirviendo así de películas protectoras que aíslan el metal del agente corrosivo. Los ambientes industrias son sin duda los más críticos, se caracterizan por la presencia de pequeñas partículas de basura (metálica, etc.), hollín, y compuestos de sulfuro que emanan de la combustión, como por ejemplo dióxido de azufre o ácido sulfúrico. También pueden estar presentes otros tipos de contaminantes químicos debidos a industrias, aunque estos suelen estar presentes en áreas localizadas. Si bien los compuestos de sulfuro están presentes en forma reducida, estos aumentan rápidamente la tasa de corrosión. El material presenta sobre toda su superficie un aspecto áspero y corroído debido a las reacciones químicas que han ocurrido. 8. ATAQUES POR AGUA SEMI PURA O DE LLUVIA La tasa de corrosión se ve incrementada según la humedad presente, el H2O actúa como un eficiente electrolito. Dependiendo de cada metal se determina un nivel crítico de humedad a partir del cual la tasa de corrosión aumenta rápidamente. Si bien el agua es un parámetro crítico, la lluvia, aunque incrementa la humedad relativa del medio actúa generalmente de forma benéfica pues limpia los corrosivos contaminantes y productos de la corrosión de la estructura.
  • 13. 13 El agua es absorbida por muchos polímetros orgánicos y causa cambios dimensiónales o cambios en sus propiedades de la acción combinada de oxígeno y la radiación ultravioleta puede deteriorar en algunos polímeros orgánicos incluso a temperatura ambiente. Grandes cantidades de metal de automóviles, puentes, cerramientos o edificios están expuestas a la atmósfera y se ven atacados por la humedad. 9. ATAQUES EN ATMOSFERAS HUMEDAS O ACUOSAS El agua de mar es el electrólito corrosivo por excelencia que tiene la naturaleza, el alto contenido salino del agua de mar la convierte en un electrólito perfecto para el buen funcionamiento de corrosión, manteniendo en todo momento en contacto eléctrico los posibles ánodos y cátodos. La salinidad del agua del mar se debe a la presencia de clorhidro, un ión particularmente agresivo que favorece la corrosión de los sistemas metálicos, acelerando el proceso. Muy dañinos para el aluminio en océano abierto. En zonas cercanas a la costa tanto como en el océano abierto, la mayor o menor presencia de elementos corrosivos provenientes del agua dependen directamente del viento, este genera ondas de partículas que son levantadas hasta grandes alturas. Otros elementos corrosivos son las sales, si bien no son la causa directa de la deterioración del metal, su naturaleza higroscópica les otorga la posibilidad de actuar como electrolitos si se adhieren a la estructura de la aeronave. En consecuencia cada vez que una aeronave que se encuentre sometida a este tipo de ambiente debe ser limpiada periódicamente. El agua dulce que puede provenir de lagos, ríos, pozos, manantiales, variará su capacidad corrosiva dependiendo específicamente de donde este localizado el sector marino. Hay que tomar en cuenta ciertos factores predominantes, como son la acidez y los vientos. Además de la acidez debida a los desechos industriales (si los hay), debe tenerse en cuenta que tanto la descomposición animal, como vegetal incrementa la acidez del agua.
  • 14. 14 Todos los tipos básicos de corrosión pueden ocurrir atmosferas húmedas o acuosas las fallas más abundantes ocurren por la formación de picaduras, corrosión en resquicios, corrosión galvánica, corrosión bajo tensión, corrosión por fatiga, ataque por cavitación, ataque por choque y corrosión selectiva. 10. ATAQUES EN ATMOSFERAS ENRRARECIDAS Al existir bajos niveles de partículas ácidas y otros compuestos agresivos en este tipo de ambientes, se produce un menor efecto de corrosión atmosférica. El efecto corrosivo depende principalmente de los efectos discutidos como por ejemplo humedad relativa en el aire y el movimiento de este mismo (viento). 11. ATAQUE POR UN METAL LIQUIDO La corrosión con metales líquidos corresponde a una degradación de los metales en presencia de ciertos metales líquidos como el Zinc, Mercurio, Cadmio, etc. Ejemplos del ataque por metal líquido incluyen a las Disoluciones Químicas, Aleaciones Metal-a-Metal (por ej., el amalgamamiento) y otras formas. 12. ATAQUE POR LIXIVACION SELECTIVA Uno o más componentes de una aleación se corroen preferentemente, dejando un residuo poroso que conserva la forma original. Un ejemplo característico es el dezincado de los latones (Cu-Zn). 13. ATAQUE POR SUSTANCIAS ACIDAS El pH de una solución es una propiedad que define la cantidad de iones de hidrógeno libres en dicha solución. Si el pH es menor a 7 (pH<7) se dice que la solución es ácida. Esto significa que existe una
  • 15. 15 concentración relativamente alta de iones hidrógeno libres en la solución, los cuales son capaces de recibir electrones para poder estabilizarse. Debido a la capacidad de aceptar electrones, las soluciones ácidas son más corrosivas que las soluciones tanto neutrales (pH = 7) como alcalinas (pH > 7) [6], ya que permiten que la zona anódica reaccione en mayor proporción, ya que se liberan electrones de tales reacciones. Por otro lado, las sales alcalinas, incrementan el pH de la solución electrolítica, por lo que en algunos casos funcionan como inhibidores del proceso de corrosión; ejemplos de estas sales son el fosfato trisódico, tetraborato de sodio, silicato de sodio y el carbonato de sodio. 14. DISOLUCION Y OXIDACION DE MATERIALES CERAMICOS La estructura atómica de los materiales cerámicos es la responsable de su gran estabilidad química ante agentes químicos agresivos. Los procesos de corrosión en cerámicos no están tan claramente definidos como en el caso de los metales. En general se cree que los cerámicos refractarios y estructurales son inertes o resistentes a la corrosión en comparación con los metales. Esto es relativamente cierto a temperaturas ambientes o por debajo de los 100° C en ambientes secos. Cuando la temperatura aumenta la degradación de los mismos comienza a acelerarse. La degradación de los cerámicos es un mecanismo complejo que involucra su disolución, penetración y difusión de sustancias agresivas a través de bordes de grano o del seno del material; también pueden presentar corrosión bajo tensiones. Todos estos procesos involucran reacciones de óxido-reducción incluyendo fenómenos de absorción, desorción y transporte de masa. Todo esto hace imprescindible la definición exhaustiva del material; incluyendo su microestructura y características superficiales. 15. ATAQUES QUIMICOS A LOS POLIMEROS
  • 16. 16 Los materiales no metales como los polímeros no sufren de corrosión por ataques electroquímicos, pero pueden presentar corrosión por ataques químicos directos, como por ejemplo los polímeros pueden ser atacados químicamente por solvente orgánico. Hay que partir de la realidad de que todos los polímeros modifican su composición original transcurrido un cierto período de tiempo; estas modificaciones son favorecidas por la acción aislada o combinada de determinadas condiciones ambientales. Este tipo de modificaciones, su intensidad y la velocidad a la que se producen están promovidos por diferentes factores, entre los que destaca la propia composición del material. Cuando se trata de materiales constituidos por polímeros estas modificaciones pueden ser de tipo físico, tal es el caso de la pérdida de algún aditivo, como por ejemplo plastificantes, o bien de tipo químico. En este último caso, el polímero experimenta cambios en su composición química y a su vez, provocan variaciones en sus propiedades físicas iniciales (color, resistencia, flexibilidad, solubilidad, etc.). Además cualquiera de esos procesos puede ir acompañado de la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COVs). Los factores responsables de la degradación de tipo químico se clasifican: termo descomposición, oxidación, hidrólisis y fotodegradación. No hay que olvidar la degradación provocada por la acción de microorganismos (biodegradación). 16. CORROSION POR OXIGENO Y POR PRESIONES PARCIALES DE OXIGENO (HIDRAZINA) Definimos como corrosión por presiones parciales de oxígeno al fenómeno por el cual una misma superficie metálica está expuesta a atmósferas con diferentes grados de oxigenación. La causa puede ser debida a la presencia de zonas superficiales, unas más aireadas que otras, entre las cuales la presión parcial del oxígeno es variable. Dando lugar a la generación de una diferencia de potencial entre dichas áreas las cuales actúan como cátodo y ánodo. El flujo de electrones generado entre dichas zonas es el responsable de la pérdida de metal por corrosión. Para ensayar la corrosión por presiones parciales de oxígeno se utilizan las cámaras en las cuales se recrea el medio electrolítico ambiental objeto de estudio. Así pues, que una cámara de ensayos de corrosión por niebla salina, es un sistema capaz de reproducir las condiciones existentes en ambientes
  • 17. 17 climáticos químicamente activos, tales como la niebla salina marina, la contaminación urbana o la contaminación industrial. 17. CORROSION ELECTROQUIMICA Es la que se produce cuando dos metales de diferente electronegatividad se encuentran en contacto, esencialmente es un proceso electroquímico que da lugar a que el metal se transforme total o parcialmente pasando del estado metálico al iónico. Para que exista la corrosión es necesario que se establezca el paso de una corriente eléctrica, entre zonas distintas de una superficie metálica, en contacto con un electrólito. Un electrólito es una solución cualquiera que contiene átomos o grupos de átomos cargados eléctricamente llamados iones. Por ejemplo el agua pura contiene en cantidades iguales de iones hidrógeno cargados positivamente (H+) e iones oxidrilos cargados negativamente (OH -). Por lo tanto un electrólito puede ser agua natural, agua salada, soluciones ácidas o alcalinas de una concentración cualquiera. El metal con mayor electronegatividad se oxida (ánodo), dando lugar a su progresivo deterioro y desprendimiento desde la superficie metálica, en presencia del segundo (cátodo). Este tipo de reacción es un caso particular de unos sistemas químicos conocidos como Pila Galvánica. El ánodo y el cátodo están en contacto eléctrico a través de un medio que permite la transmisión de los electrones, al que llamaremos electrolito. Salvo casos en los que está sumergido o enterrado el metal, el electrolito es el agua condensada de la atmósfera, para ello es necesario que la humedad relativa sea superior al 70%. 18. CELDAS DE COMPOSICION Hablamos de “Celdas de composición” cuando la diferencia de potencial viene dada por la diferencia de concentración o de composición en los electrolitos y no por diferencia en los electrodos.
  • 18. 18 Entonces, podemos definir “Corrosión por celdas de composición” a la corrosión que se presenta cuando los electrolitos en contacto son diferentes y el metal es el mismo. 19. CELDAS DE ESFUERZO Este tipo de ataque se caracteriza por ser un ataque sumamente localizado, producido por los esfuerzos tenciles y el medio ambiente corrosivo, en el caso de esfuerzo se presenta por acción galvánica pero puede suceder por la filtración de impurezas en el extremo de una grieta existente, la falla se presenta como resultado de la corrosión y de un esfuerzo aplicado, a mayores esfuerzos el tiempo necesario para la falla se reduce. 20. CORROSION GALVANICA La corrosión galvánica ocurre cuando existe una unión, física o eléctrica, entre metales de diferente naturaleza, lo cuales, en la presencia de un electrolito, forman una celda electroquímica, donde el material de menor potencial electroquímico es el que se corroe 21. CORROSION MICROBIANA La corrosión microbiana se refiere a la corrosión provocada por la presencia y/o actividades de los microorganismos en las biopelículas de la superficie del material corrosivo. La mayoría de los materiales, incluyendo metales, polímeros, vidrio y cerámica pueden ser degradados de esta manera.
  • 19. 19 La corrosión microbiológica, en realidad no es un tipo de corrosión en sí, sino que más bien es un fenómeno que facilita el desarrollo de otros procesos de corrosión. Las bacterias son los microorganismos más influyentes en este caso, por lo que también es conocida como corrosión bacteriana y se produce en sistemas de transporte de líquido, facilitando la corrosión por picaduras. La naturaleza del líquido que se transporta en estos sistemas, propicia la acumulación y reproducción de bacterias, las cuales se aglomeran, y propician las condiciones, como variación en la concentración de sales y oxígeno, para que se desarrollen otros proceso de corrosión como el pitting. 22. CORROSION DEBIDO A LA DIVERSIDAD DE MATERIALES Se produce pequeñas cavidades o grietas formadas en las zonas de contacto entre una pieza de metal y otra igual o diferente a la primera, o entre un metal y un elemento no metálico. En las fisuras de ambos metales se acumula la solución que provoca la corrosión de la pieza. También se le llama de ánodo estancado. Un trozo de tubería nueva insertado en un tramo de tubería vieja, puede corroerse rápidamente, pues, en general, actuará de ánodo, y la vieja, de cátodo. Una impureza cercana a la superficie de un metal es suficiente para iniciar una corrosión electroquímica; la impureza hace de cátodo, y el hierro, de ánodo. Otra causa de corrosión es un poro en la cascarilla de laminación, entre esta cascarilla, que resulta catódica con respecto al hierro, y este, se produce una pila de corrosión. Pueden ser también causa de corrosión las tensiones internas o externas a que quede sometido un metal, el estado de acritud después de un trabajo en frío, el rayado de su superficie y, en general, los diversos tratamientos químicos o térmicos, que acentúan las causas de heterogeneidad y, por consiguiente, las causas de corrosión. 23. CORROSION DEBIDO A LA AIREACION SUPERFICIAL
  • 20. 20 Las diferencias de temperatura, de concentración y, sobre todo, de concentración de oxígeno, son causas muy frecuentes de corrosión. Un caso típico del fenómeno de corrosión por heterogeneidad del medio circundante, lo constituye la corrosión por aireación diferencial. Las partes de una pieza menos aireadas, como, por ejemplo, los ángulos vivos, rayas profundas, etcétera, funcionan como ánodos y son inmediatamente atacados. Esta misma clase de corrosión es la que se produce en una pieza medio sumergida, en la que la porción próxima a la superficie del agua y, por tanto, más oxigenada es catódica, y la parte inferior, menos oxigenada, es el ánodo, que es el que se corroe. Otro ejemplo clásico de esta corrosión producida por aireación diferencial, es el de la corrosión producida por una gota de solución salina sobre una plancha de hierro o de cinc que resulta atacada en el centro de la gota, donde se produce cloruro ferroso, que actúa de ánodo, mientras la periferia, a la que tiene fácil acceso el oxígeno actúa de cátodo, formándose entre las dos zonas una línea de orín amarillo. 24. PROTECCION CONTRA LA CORROSION La corrosión es inevitable y por lo tanto la protección eficiente y acorde a la situación dará como resultado mayor vida útil del material reduciendo los costos de mantenimiento. Para proteger contra la corrosión es muy importante tener en cuenta algunos factores: a) Selección del material, adecuadamente el material en función del ambiente corrosivo en que vaya a trabajar; las diferencias químicas y estructurales pueden acelerar la corrosión. b) Diseño: Evitar en lo posible las juntas, resquicios y heterogeneidades, facilitando las operaciones de limpieza y la extracción de aire. c) La pieza: el estado de la superficie (rayas, agujeros, surcos, etc.), el radio de curvatura, los esfuerzos a que se someten, pueden favorecer o retrasar la corrosión.
  • 21. 21 d) El medio ambiente: influye su naturaleza ácida o básica, la concentración de iones, la concentración de O2, la conductividad, la iluminación, etc. En general, para paliar el efecto de la corrosión se tiene impedir que se desarrollen reacciones electroquímicas, por lo que se debe evitar la presencia de un electrolito que actúe como medio conductor que facilite la transferencia de electrones desde el metal anódico. Son múltiples los sistemas de protección existentes, para ello se requieren esfuerzos multidisciplinares y la experiencia ha demostrado que muchas veces la solución óptima se alcanza integrando varios de ellos. Una técnica para proteger al material es el pasivado, en el que se le genera al metal una delgada capa adherente y no porosa de productos de corrosión reduciendo la tasa de esta. Hemos visto que la corrosión depende en gran medida de las condiciones ambiente que rodean al material, en cualquier caso es importante tener en cuenta que el control de la corrosión es una inspección periódica dentro de un periodo de tiempo. No obstante es la experiencia quien determina fundamentalmente el periodo de inspección. El proceso de corrosión de metales puede originarse al entrar en contacto el metal con una solución electrolítica, por lo tanto los mecanismos de protección tratan de evitar ese contacto, ya sea mediante modificaciones del metal, del electrolito o bien actuando como una barrera aislante. 25. METODOS PREVENTIVOS DE CORROSION Se presentan algunos métodos de control de la corrosión, para la protección de los materiales afectados. Estos son los que más se emplean a nivel comercial: • Protección Galvánica: Protección Catódica y Protección Anódica. • Recubrimientos: Metálicos e Inorgánicos y Orgánicos. • Inhibidores: Anódico (Pasivadores) y Catódicos. • Pasivado de metales (Películas delgada adherentes y no porosas).
  • 22. 22 26. DISEÑO DE UN SISTEMA ANTICORROSIVO Quizás el método más eficaz para evitar la corrosión es realizar un buen diseño y elección de los materiales a emplear, para ello se debe tener algunas reglas generales: a. Analizar los esfuerzos mecánicos a que se someterán los materiales. Este factor es muy importante cuando se proyecten tuberías y tanques que contengan líquidos. b. Deben utilizarse metales próximos en la tabla de electronegatividad. Si se atornillan metales que no estén próximos en la tabla galvánica se deben usar arandelas no metálicas para evitar contactos eléctricos entre estos materiales. c. Se recomiendan los depósitos soldados a los remachados para reducir la corrosión por grietas. d. Es necesario evitar concentraciones de tensiones en zonas propensas a la corrosión para prevenir la ruptura por corrosión debida a esfuerzos, sobre todo con aceros inoxidables, latones y materiales propensos a este tipo de fenómeno. e. Se deben evitar recodos agudos en redes de tuberías. En las zonas den las que el fluido sufre un cambio de dirección se potencia la corrosión por erosión. f. El diseño de tanques y recipientes debe favorecer su limpieza y desagüe, ya que el estancamiento de sustancias propicia la aparición de fenómenos corrosivos. g. Se debe hacer un diseño eficiente de las piezas que se espera se degraden en tiempos breves, para que sean fácilmente reemplazables. h. Los sistemas de calefacción se tienen que diseñar de manera que no aparezcan zonas puntuales calientes, puesto que los cambios de temperatura favorecen la corrosión. 27. PROTECCION CATODICA Se trata de evitar la corrosión de un metal haciendo que se comporte como cátodo respecto al otro. Esto se puede conseguir de dos formas:
  • 23. 23 1. POR ÁNODOS DE SACRIFICIO: se utiliza un metal cuyo potencial es muy negativo, por ejemplo el magnesio. En este caso el ánodo de sacrificio (más electronegativo) se oxida comunicando los electrones liberados al metal a proteger. A través de esta reacción el ánodo se va corroyendo y acaba destruyéndose, por lo que cada cierto tiempo tiene que ser sustituido. Se emplea para proteger depósitos y tuberías de acero, así como cascos de barcos. 2. POR DIFERENCIAS DE POTENCIAL ELÉCTRICO: junto a la pieza a proteger se entierra una masa metálica sin valor, por ejemplo, chatarra de hierro, y ambas se conectan a una fuente de alimentación de CC. La chatarra será el polo positivo con lo cual cederá electrones y se oxidará. 28. RECUBRIMIENTOS
  • 24. 24 Tienen como objetivo cubrir el material que será afectado mediante una capa protectora que separa química y mecánicamente al material del medio al que será expuesto. En principio es el método más evidente, ya que se impide que el material sensible entre en contacto con el oxígeno y la humedad. Podemos clasificarlos en categorías: 28.1. Recubrimientos Orgánicos: Los recubrimientos orgánicos son de sustancias a base de polímeros (pinturas), resistentes a la degradación, que se emplean para recubrir el material por proteger. Estos actúan mediante ya sea, (1) la formación de una barrera, que impide en gran medida la penetración de oxígeno y agua, o (2) la inhibición del proceso de corrosión, al incrementar tanto la resistividad eléctrica como la iónica, cortando el ciclo de corrosión. En esta categoría se encuentran: • Pinturas y Barnices, es un método económico. Precisa que la superficie del material a proteger se encuentre limpia de óxidos y grasas. El minio, pintura que contiene en su composición óxido de plomo, es uno de los más empleados. • Plásticos, son muy resistentes a la oxidación. Tienen la ventaja de ser muy flexibles, pero tienen poca resistencia al calor. El más habitual es el PVC. • Esmaltes y cerámicos, tiene la ventaja de resistir elevadas temperaturas y desgaste por rozamiento. 28.2. Recubrimientos Metálicos: Consiste en recubrir el material a proteger con algún metal que tenga mayor resistencia a la corrosión. Existen diferentes métodos para efectuar estos recubrimientos, y los más utilizados son: • Inmersión: consiste en recubrir los metales a proteger con otros de menor potencial, es decir, ánodos de sacrificio. Para ello se sumerge el metal a proteger en un baño de otro metal fundido. Al sacarlo del baño, el metal se solidifica formando una fina película protectora. Los metales más empleados en estos procedimientos son: Estaño (estañado): se utiliza mucho en las latas de conserva (la hojalata). Cinc (galvanizado): es el más empleado para proteger vigas, vallas, tornillos y otros objetos de acero.
  • 25. 25 Aluminio (aluminización): es muy económico y de gran calidad. Plomo (plombeado): para recubrir cables y tuberías. • Recubrimiento con Alcla: es un producto formado por un núcleo de una aleación de aluminio y que tiene un recubrimiento de aluminio que es anódico al núcleo y, por tanto, protege electroquímicamente al núcleo contra la corrosión. Se utiliza cuando el riesgo de corrosión es muy elevado. • Electrodeposición.- se hace pasar corriente eléctrica entre dos metales diferentes que están inmersos en un líquido conductor que actúa de electrolito. Uno de los metales será aquel que queremos proteger de la oxidación y hará de cátodo. El otro metal hará de ánodo. Al pasar corriente eléctrica, sobre el metal catódico se crea una película protectora. Con este método se produce el cromado o niquelado de diversos metales. • Protección por capa química.- se provoca la reacción de las piezas con un agente químico que forme compuestos de un pequeño espesor en su superficie, dando lugar a una película protectora por ejemplo: Cromatizado. Se aplica una solución de ácido crómico sobre el metal a proteger, formándose una película de óxido de cromo que impide su corrosión. Fosfatación. Se aplica una solución de ácido fosfórico y fosfatos sobre el metal. Formándose una capa de fosfatos metálicos sobre el metal, que la protegen del entorno. 28.3. Recubrimientos No Metálicos: Trata sobre recubrir el material a proteger con el uso de un material no metálico, que impida el proceso de corrosión. Existen diferentes métodos para efectuar estos recubrimientos, el más utilizado es el anodisado (2008). Este método se emplea en materiales pasivables, y consiste en el uso de una corriente eléctrica sobre el material por proteger, de modo que el potencial electroquímico del sistema induzca a un comportamiento anódico a dicho material, generando el desarrollo de una capa de pasivación.
  • 26. 26 29. DOMINIO DEL AMBIENTE Uno de los factores determinantes en la velocidad y grado de los procesos de oxidación son las condiciones ambientales. El control o modificación de estas condiciones permitirá controlar y minimizar el proceso. Los métodos más utilizados son: Disminución de la temperatura, con ello se consigue disminuir la velocidad de reacción y, por tanto, el riesgo de corrosión. Reducción de la velocidad de un fluido corrosivo, se consigue disminuir la corrosión por erosión. Es muy interesante cuando se trabaja con metales y aleaciones susceptibles de pasivación. Es importante evitar las disoluciones estancadas. Eliminar el oxígeno de soluciones acuosas, minimiza la corrosión, especialmente en las calderas de agua. Reducción de la concentración de iones corrosivos en el electrolito que está corroyendo un metal anódico, lo que acarrea una disminución de la velocidad de corrosión. Muy empleado en aceros inoxidables. 30. INHIBIDORES DE CORROSION Un inhibidor de corrosión es un material que fija o cubre la superficie metálica, proporcionando una película protectora que detiene la reacción corrosiva. El método consiste en añadir productos químicos o inhibidores al electrolito los cuales actúan como catalizadores disminuyendo la velocidad de la corrosión. Los inhibidores pueden ser: o De absorción: forman una película protectora. o Barrenderos: eliminan oxígeno. Los más utilizados son las sales de cromo, muy empleadas en los radiadores de los automóviles.
  • 27. 27 CONCLUSIONES La vida útil de los materiales se acorta a menudo como un resultado de la corrosión y en los últimos años se ha tenido grandes adelantos en su detección y protección. En términos técnicos la corrosión es definida como la destrucción de un material por reacción química o electroquímica por el medio ambiente y representa la diferencia entre una operación libre de problemas con gastos de operación muy elevados. Es casi imposible eliminar la corrosión y el secreto efectivo la radica en su control o prevención, es necesario tomar en cuenta el fenómeno corrosivo desde el diseño de una instalación o equipo y antes de ponerlos en operación. Para el problema de la corrosión se necesita saber dónde empezar y tener un conocimiento básico cómo se produce, cómo impedir su severidad, qué herramientas son necesarias, técnicas de inspección, variables de diseño que afectan a la corrosión, selección de materiales y la forma de interpretar y aplicar la información del problema corrosivo, así como saber dónde obtener ayuda. Todos los materiales, como los metales y aleaciones son susceptibles de sufrir el fenómeno de corrosión, por ejemplo el oro, conocido por su excelente resistencia a la atmósfera, se corroe si se pone en contacto con mercurio a temperatura ambiente. Por otra parte el acero no se corroe en contacto con el mercurio, pero rápidamente se oxida expuesto a la atmósfera. Afortunadamente se tienen bastantes metales que pueden comportarse satisfactoriamente en medios específicos y también se tienen métodos de control de la corrosión que reducen el problema. La corrosión causa pérdidas enormes e incalculables, debido a accidentes producidos por la rotura de piezas debilitadas por la oxidación y la corrosión; fallas en las instalaciones industriales (roturas de calderas, tuberías de conducción de gas o hidráulicas, cascos de buques, estructuras metálicas, etc.), en fin puede llegar a provocar gastos directos e indirectos de aspecto económico y humano. Para ellos es importante tomar en consideración este fenómeno, el cual debe ser prevenido o eliminado de cualquier material ya que es el principal causante del deterioro y destrucción del mismo.
  • 29. 29 ANEXOS Efectos de la corrosión Líquidos Inhibidores de la corrosión Revestimiento Inhibidor de corrosión
  • 31. 31 Efectos de la Corrosión por Acción de Agua Salada Protección Catódica en Tanques