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CORROSIÓN UNIFORME

Corresponde a un ataque parejoen toda la superficie, que produce unapérdida gradual y uniforme de metal auna velocidad medible y constante.

Se presenta en diversos casostales como:

Corrosión atmosférica

Por reacción del metal expuesto al airey sus contaminantes

Corrosión a alta temperatura

Por reacción con oxígeno, atmósferasazufradas, hidrocarbonadas y otras at-mósferas con gases corrosivos a altastemperaturas.

Corrosión en sales fundidas

Las sales al estado fundido son másagresivas que en disolución.

Corrosión por corrientes parásitas

Producida cuando la pieza metálica estáen el camino de una corriente eléctrica(piezas metálicas bajo tierra).

Corrosión galvánica

Se observa cuando la pieza metálicaestá eléctricamente unida a otro metaldiferente y más noble, sumergidos en elmismo electrólito.

Corrosión por metales líquidos

Se observa entre el metal líquido y elrecipiente por reacción con alguno delos componentes de la aleación.

Curvas de isocorrosión

La corrosión uniforme tiene una velocidad perfectamen-te reproducible, bajo condiciones de medio y temperaturasdadas y produce un adelgazamiento uniforme de la piezametálica, que se traduce en una pérdida de peso medible.

Una velocidad de corrosión, expresada como un adel-gazamiento de la pieza, de 0.1 mm/año es considerada acep-table. Como esta velocidad depende tanto de la concentra-ción del agente agresivo en disolución como de la temperatu-ra del medio, se recurre a las curvas de iso-corrosión paradescribirla.

La curva de isocorrosión representa en el eje X la con-centración del agente corrosivo y en el eje Y la temperaturadel medio. Los puntos de la curva corresponden a aquellascombinaciones de temperatura y concentración que produ-cen una velocidad de corrosión uniforme de 0.1 mm/año.

Un acero o aleación tiene una curva de isocorrosióndiferente para cada disolución.

Los valores representados son el resultado de nume-rosas mediciones experimentales realizadas, usualmente, conprobetas o cupones de corrosión, mediante la técnica demedición de la pérdida de peso vs tiempo de exposición.

Estas curvas deben usarse como guía solamente con-siderando que son obtenidas bajo condiciones ideales no idén-ticas a las de operación.

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CORROSIÓN POR PICADURAS

La corrosión por picadura(pitting) es una corrosión lo-calizada, similar a una carie dental, que se produce en unasuperficie puntual tomando la forma desde una pequeña de-presión hasta profundas cavidades, que en un caso extremopuede llegar a perforar el material.

El causante es normalmente el ión cloruro, presenteen muchas aguas naturales y fluidos industriales.

El fenómeno de pitting se inicia por una destrucciónlocalizada de la capa de óxido(de cromo o de molibdeno) quepasiva al acero, por parte del ión cloruro. El metal así ex-puesto se corroe. Además, entre el metal expuesto y el me-tal pasivado se genera una ‘’pila galvánica’’ que contribuye aacelerar la corrosión del metal expuesto. Como consecuen-cia de esta corrosión, se produce una concentración local,dentro de la picadura que se está formando, de cloruro yácido, impidiendo el acceso del oxígeno al interior del poro,lo que contribuye a acelerar más la velocidad de corrosióndentro del poro.

Una picadura, una vez iniciada, se propaga con mu-cha rapidez pudiendo perforar una pared de acero inoxidable,en corto tiempo.

Concentración lími-te

Para que se produzca la ruptura de lacapa pasiva de óxido de cromo en unacero inoxidable, se necesita una con-centración de cloruro límite mínima, so-bre la cual se observará corrosión porpicadura. La capa de óxido de molibdenoes más resistente que la de óxido decromo. Por esta razón los límites prác-ticos de concentración de cloruro enagua, para los aceros inoxidables máscorrientes son:

304 (0% Mo) 100 ppm de cloruro

316 (2.5% Mo) 2000 ppm de cloruro

317 (3.5% Mo) 5000 ppm de cloruro

PREN

Sigla del inglés (Pitting ResistanceEquivalent Number) indica un número quepermite ordenar los aceros inoxidables deacuerdo a su resistencia a la corrosiónpor picadura o pitting, causada porcloruros.

La resistencia al pitting de un ace-ro inoxidable está determinada por su con-tenido de cromo, molibdeno y nitrógeno.Se ha encontrado que el efecto no es pa-rejo sino que el molibdeno(Mo) es 3.3 ve-ces más efectivo y el nitrógeno(N) es 30veces más efectivo que el cromo(Cr).

Por esta razón el número PREN secalcula por la fórmula:

PREN = Cr% + 3.3Mo% + 30N%

CPT

Sigla del inglés ( Critical Pitting Temperature) indi-ca un número que se utiliza para comparar diversos ace-ros en cuanto a su resistencia al pitting. A diferencia delnúmero PREN, la CPT es el resultado de una mediciónexperimental.

Para el ensayo se utiliza como disolución de prue-ba (según norma ASTM G-48A), una disolución 6% deFeCl3 durante 72 hrs. El ensayo se hace a distintas tem-peraturas y se anota aquella temperatura(CPT) a la cualy sobre la cual se observan picaduras al cabo de 72 hrs.

Predicciones

Ni el número PREN ni la CPT permiten hacerpredicciones sobre la velocidad de corrosión porpicadura de un acero inoxidable. Son útiles sólo paracomparar materiales.

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CORROSIÓN GALVANICA

Cuando dos materiales metálicos de diferente ‘’potencial’’ en esta serie galvánica, quedan unidoseléctricamente entre si y están sumergidos en un electrólito común, aquel menos noble se corroe rápida-mente, mientras que el más noble queda protegido de la corrosión.

La figura muestra un perno de acero inoxidable 316 que ha causado una corrosión galvánica de unaplancha de aluminio después de 6 meses de exposición a la atmósfera.

No todos los materiales metálicos tienen la mismatendencia a corroerse. Esta diferencia se manifiesta entredos materiales distintos, cuando se los coloca dentro de unelectrólito común. Entre ellos se observa una diferencia depotencial eléctrico o voltaje.

Ordenando los materiales según esta tendencia, seorigina una ‘’serie galvánica’’, en un medio dado, quedandoen un extremo los menos nobles y en el otro los más

nobles(más resistentes a la corrosión).

Serie galvánica en agua de mar

más noble Platino(cátodo) Oro

Grafito316 pasivado304 pasivadotitanio410 pasivadoNiquel pasivadoCobreBronce almirantazgoNíquel activoEstañoPlomo316 activo304 activo410 activoHierro fundidoHierro dulceAluminioHierro galvanizadoCincAleaciones de magnesio

menos noble Magnesio(ánodo)

Mientras más separados estén dos metalesen la serie galvánica mayor será la corrosión queexperimente el menos noble de ellos al ponerse encontacto eléctrico, dentro de una misma disolución.También influyen temperatura y área( a mayor tem-peratura y menor área mayor velocidad de corro-sión).

Al inspeccionar la serie galvánica, se entien-de el por qué de la corrosión de la plancha de alumi-nio unida por un perno de acero inoxidable 316.

También se explica que debido a la diferen-cia de posición en la serie galvánica entre un acero316 pasivado y un 316 activo, se origina una corro-sión galvánica que corroe a aquel que está activo.

El pitting es el resultado de una corrosióngalvánica localizada dentro de la picadura.

La corrosión de un eje de acero inoxidablebajo un o-ring, es el resultado de la pérdida de lapasivasión del acero por fricción con el o-ring, queorigina una diferencia de potencial respecto al restodel eje que permanece pasivado, originando así unacorrosión galvánica del eje bajo el o-ring.

La corrosión galvánica puede ser evitada, ais-lando eléctricamente las partes metálicas de mate-riales diferentes.

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CORROSIÓN EN GRIETAS

CCCT

Sigla del inglés ( Critical Crevice Corrosion Temperature) indica un número que se utiliza para compa-rar diversos aceros en cuanto a su resistencia a la corrosión en grietas. A diferencia del número PREN, laCCCT es el resultado de una medición experimental.

Para el ensayo se utiliza como disolución de prueba (según norma ASTM G-48A), una disolución 6%de FeCl3 durante 72 hrs. El ensayo se hace a distintas temperaturas y se anota aquella temperatura(CCCT)a la cual y sobre la cual se observa corrosión en las grietas al cabo de 72 hrs.

La película pasiva de óxido de molibdeno es más resistente a este tipo de corrosión que la películapasiva de óxido de cromo, razón por la cual los aceros más resistentes al pitting también son más resisten-tes a la corrosión en grietas.

Entendemos por grietas a aquellos espacios confinados como los existentes entre dos piezas metá-licas en contacto, entre una pieza metálica y su empaquetadura, entre el hilo de un perno y su tuerca, bajouna golilla, bajo un depósito de un sólido(sedimento), etc.

La grieta, cuando está sumergida en una disolución, contiene una porción de esta disolución atrapa-da, que permanece bastante aparte del resto. Esta aislación origina una diferencia de ‘aireación’ que setraduce en una diferencia de concentración de oxígeno entre ambas porciones de disolución. De esta formase origina una ‘’pila de concentración’’ , que produce una corrosión galvánica. La corrosión se produce dentrode la grieta, donde está la disolucón atrapada, pobre en oxígeno.

La presencia de cloruro contribuye a la corrosión en grieta.

Mecanismo

El mecanismo consiste de cuatro etapas:

(1) La disolución atrapada en la grieta seenpobrece en oxígeno por corrosión inicial y no esrepuesta con igual velocidad.

(2) se establece una pila de concentración entreen interior y exterior de la grieta, se concentra elcloruro y aumenta la acidéz dentro de la grieta.

(3)La concentración de cloruro y ácido dentro dela grieta, destruye la capa pasiva de óxido.

(4)Con la capa de óxido pasiva destruida se pro-paga la corrosión al metal base.

Predicciones

La CCCT no permite hacer prediccio-nes sobre la velocidad de corrosión en grie-tas de un acero inoxidable. Es útil sólo paracomparar materiales.

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CORROSIÓN BAJO TENSION

La corrosión bajo tensión a veces llamada ‘’cracking’’ odesignada por la sigla SCC( stress corrosion cracking), es untipo de corrosión localizada que experimentan algunos acerosinoxidables(muy propia de la serie 300) cuando están sometidosa tensión.

El cracking consiste en la aparición de múltiples fisurasmicroscópicas profundas, que debilitan la pieza, conduciendo auna ruptura del material a una tensión muy por debajo de la ‘’ten-sión de ruptura’’ propia del acero.

Para que se produzca este tipo de corrosión se requiere elconcurso de varios factores:

* Un acero susceptible a este tipo de corrosión(Ej. serie 300)* La presencia de tensión(aplicada o residual) en la pieza de ace-ro inoxidable.* Altas temperaturas* Un agente agresivo como cloruro, sulfuro etc.

Se cree que la tensión asistida por la presencia de agen-tes agresivos como cloruro, produce fracturas de la capa pasivade óxido de cromo, iniciándose así una corrosión localizada, quepenetra en el material, en múltiples puntos, debilitándolo.

SCC por clorurosEl ión cloruro es el principal problema para los aceros inoxi-

dables de la serie 300. Esta especie se encuentra presente enforma corriente en las aguas naturales. También se produce enlos procesos de cloración de aguas para su potabilización y esun contaminante frecuente en una serie de productos, pinturas,solventes, materiales aislantes etc.

El fenómeno de cracking es frecuentemente pasado poralto por los usuarios de aceros inoxidables.

Se debe tener cuidado al momento de pintar o aislar cañe-rías de acero inoxidable: las cañerías frecuentemente estántensionadas en una instalación( cañerías colgantes, cañerías aalta presión), la mayoría de los materiales aislantes y pinturascontienen cloruros y muchas cañerías conducen fluidos a altatemperatura(Ej vapor).

También se recomienda precaución al usar pernos de ace-ro inoxidable en ambientes que contienen cloruro. El perno y sutuerca, están sometidos permanentemente a grandes tensiones.

Ensayo de SSC

Una forma de comparar di-versos materiales frente a la corro-sión SCC, es mediante un ensayode goteo y evaporación.

Este consiste en manteneruna pieza del metal a 100ºC, altiempo que se la somete a una ten-sión conocida. Se hace gotear len-tamente una disolución de clorurode sodio sobre la superficie calien-te, donde se evapora, durante 500hrs. Se observa la aparición defisuras y SCC al microscopio. Serepite el ensayo a varias tensionesaplicadas y se registra aquél valorde tensión que produce SCC. Elresultado se expresa como un por-centaje de la tensión de ruptura pro-pia del material a 200ºC.

Predicciones

No es posible hacer prediccio-nes respecto a qué valor deconcentración de cloruro, tem-peratura o tensión aplicada pro-ducirá cracking en una instala-ción determinada.

Las cifras mencionadasarriba sólo sirven para compa-rar materiales.

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CORROSIÓN INTERGRANULAR

Cuando un acero inoxidable es calentadoa alta temperatura y luego dejado enfriar en formano controlada(lo que ocurre durante una soldadura),es posible que precipiten compuestos comocarburos de cromo(combinación entre carbono ycromo). Esto se ve al microscopio como "granos"incrustados en la masa del acero. La zona"intergranular" es una zona pobre en cromo en don-de la capa protectora de óxido de cromo, responsa-ble de la propiedad "inoxidable", es muy débil o noexiste. Esta zona "entre granos" es débil y muysusceptible a la corrosión por agentes químicos.

Como la corrosión penetra "entre los granos",el material se debilita o se fatiga, disminuyendo suresistencia mecánica. Las "zonas afectadas por latemperatura" son especialmente sensibles a la co-rrosión intergranular.

Los aceros inoxidables corrientes (304, 316),están expuestos a este tipo de corrosión si

durante la manufactura de partes y pie-zas, se utiliza soldadura para unir las partes.La zona afectada por el calor, queda sensibiliza-da y debe estrictamente ser sometida a un trata-miento térmico adecuado(recocido a disolución)para restituir su resistencia a la corrosión.

Esto no siempre es posible, por lo cual sehan desarrollado aceros especiales para ser usa-dos ‘’tal cual’’ después de soldados. Estos sonlos aceros inoxidables de bajo carbono (304L,316L, etc.) distinguidos por la letra L y los ace-ros estabilizados(por adición de Ti, Cb, etc.) ta-les como 316Ti, 310Cb, 321, 347 en que el ele-mento estabilizante tiene más afinidad por el car-bono que el cromo, evitando la precipitación decarburo de cromo a alta temperatura.

CORROSIÓN POR EROSIÓN

Aquellas superficies de acero inoxidable que están en contacto con algún fluido corrosivo en movi-miento (cuerpo de una bomba, propulsor de una bomba, asiento de una válvula, boquillas, etc.) sufren un tipoespecial de corrosión.

El fluido puede producir un desgaste o "erosión" de la capa pasiva de óxido de cromo en el aceroinoxidable en algún punto, exponiendo el metal base a la acción del agente corrosivo.

También se produce erosión cuando un fluido transporta partículas de sólido que chocan a granvelocidad contra la superficie de acero, rompiendo la capa pasiva de óxido.

Un caso especial de erosión es producido por burbujas de vapor del mismo líquido que se generan enlas zonas de mayor velocidad del fluido(por una menor presión en ese punto). Estas burbujas "colapsan" alchocar contra la superficie del acero, produciendo un verdadero impacto que rompe la capa pasiva de óxido.Este fenómeno se llama "cavitación" y se observa muy a menudo en los propulsores de bombas, aspas depropulsores de embarcaciones etc.

A mayor velocidad del fluido, mayor la velocidad de corrosión por erosión. La cavitación se da enfluidos turbulentos. La cavitación también se da en superficies donde ocurre la ebullición de un líquido.

CU: UNIFORME; CP: PITTING; CGA: GALVANICA; CGR: EN GRIETASSCC: CRACKING; CI: INTERGRANULAR; CE: POR EROSIÓN

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NOISORROCALRITABMOCARAPOPITROPSENOICADNEMOCER UC PC AGC RGC CCS IC EC

ovisorrocetnegalaetnetsiserlairetamnurigelE· X X X

rodibihnirasuoovisorrocetnegaleranimilE· X X X X X X

"acidótacnóiccetorp"rasU· X X X X

nóicadixoalaaicnednetralimisedoselaugiselatemranoicceleS· X

ortoledlatemnuralsiA· X

)royamresebedelbonsonemledal(saeráednózarnarganuranoicceleS· X

rotcudnocoidemomsimnuneselimíssidselatemrajelA· X

arudadlosrasu,selimíssidselatemneolihnocsenoinurativE· X

)sasoroponsarutnip(sotneimirbucerracilpA· XXXX

selimíssidselatemsodednóunualaeriao/yaugaedoseccarativE· X

setnadixosetneibmarativeysojab,orurolcedselevinsolrenetnaM· X

."odaces""odajom"edsodanretlasolcicoodacnatseodiulfejedeuqoñesidrativE· X

sodiulfeddadicolevratnemuA· X

sateirgnocsoñesidrativE· X

sodacnatsesodiulfodnative,latotejanerdarapsopiuqerañesiD· X

etnemralugersotisópedrevomeR· X

setnetsixesateirgralleS· X

sadahcamerosadanrepa,sadallinrotasenoinuedzevnesadadlossenoinurasU· X

sasoropsarudateuqapmerativE· X

oicivresropnóicnetedetnarudsasoropsarudateuqapmerevomeR· X

onobracojabedsyollaysorecarasU· X

onobracojabedyollao/yorecaedsarudadlosrasU· X

)oibmuloc(oiboinooinatitnocsodazilibatsesorecarasU· X

radlosedséupsedrecoceR· X

.otleusidátseonobracleeuqne"nóiculos"edodatselasodicocersorecarasU· X

senoisnetsalraziminiM· X

CCSedserotcudisotnemeleedsazartnúarativE· X

sotisópedysodacnatsesodiulfnetimrepeuqsoñesidrativE· X

nóicarepoedarutarepmetalraziminiM· X

sorudsámselairetamrasU· X

sajubrubednóicamrofysaicnelubrutrativearap)aírtemoeg(oñesidracifidoM· X

sodiulfeddadicolevriunimsiD· X

salucítraprartliF· X