corrosión

1. ÍNDICE

2. OBJETIVO GENERAL:..........................................................................................................2

2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:.........................................................................................2

3. RESUMEN:............................................................................................................................2

4. DESARROLLO:.....................................................................................................................3

4.1. CORROSIÓN..................................................................................................................3

4.2. TIPOS DE CORROSIÓN................................................................................................4

4.2.1. ATAQUE CORROSIVO UNIFORME O GENERAL.................................................4

4.2.2. CORROSIÓN DE DOS METALES O GALVÁNICA.................................................4

4.2.3. CORROSIÓN POR PICADURAS............................................................................7

4.2.4. CORROSIÓN POR AGRIETAMIENTO...................................................................8

4.2.5. CORROSIÓN INTERGRANULAR...........................................................................8

4.2.6. CORROSIÓN BAJO TENSIÓN.............................................................................10

4.2.7. CORROSIÓN POR EROSIÓN..............................................................................11

4.2.8. DAÑO POR CAVITACIÓN.....................................................................................12

4.2.9. CORROSIÓN POR FRICCIÓN..............................................................................12

4.2.10. FUGA SELECTIVA.............................................................................................13

5. CONCLUSIONES:...............................................................................................................13

6. BIBLIOGRAFÍA:..................................................................................................................14

1

2. OBJETIVO GENERAL:

Realizar una investigación bibliográfica en la materia de Ingeniería de Materiales

acerca de los tipos de corrosión siguiendo un formato ordenado en el desarrollo y

referenciar todos los tipos de fuentes que se obtengan para la elaboración del

documento.

2.1.OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Conocer todos los tipos de corrosión y diferenciar cada una de ellos.

Analizar características de la corrosión por esfuerzo. y establecer ejemplos de

este tipo de corrosión.

Tener claro el principio de la corrosión galvánica

Establecer la utilidad que nos proporciona el conocimiento de la corrosión en el

ámbito profesional

3. RESUMEN:

La composición y la integridad física de un material sólido se alteran en un ambiente

corrosivo. Si se trata de la corrosión química, un líquido corrosivo disuelve el material.

En la corrosión electroquímica, se retiran átomos de metal del material sólido como

resultado de un circuito eléctrico producido. Los metales y ciertos materiales cerámicos

reaccionan en un ambiente gaseoso, y el material puede destruirse debido a la

formación de óxidos y otros compuestos. Finalmente, una diversidad de mecanismos

de desgaste y de desgaste-corrosión modifica la forma de los materiales.

El secreto para impedir la corrosión consiste en colocar un recubrimiento que evite el

contacto con el reactante o aplicar una fuerza impulsora en oposición para reducir la

velocidad del proceso. La corrosión química es de especial consideración en muchos

sectores.

2

Es por eso que en el presente trabajo hablaremos de los diferentes tipos de corrosion

pues creemos que dicho tema es de suma importancia en la carrera de ingeniería en

materiales, ayudará como elemento de apoyo en la investigación de los materiales. De

una manera convincente y clara explicaremos la corrosión, sus elementos y factores.

4. DESARROLLO:

4.1.CORROSIÓN.

La corrosión es un fenómeno espontáneo que se presenta prácticamente en todos los

materiales procesados por el hombre. Si bien existen varias definiciones, es común

describir la corrosión como una oxidación acelerada y continua que desgasta, deteriora

y que incluso puede afectar la integridad física de los objetos o estructuras. La industria

de la corrosión, si por ello entendemos todos los recursos destinados a estudiarla y

prevenirla, mueve anualmente miles de millones de dólares.

Este fenómeno tiene implicaciones industriales muy importantes; la degradación de los

materiales provoca interrupciones en actividades fabriles, pérdida de productos,

contaminación ambiental, reducción en la eficiencia de los procesos, mantenimientos y

sobre diseños costosos. Se estima que los gastos atribuidos a los daños por corrosión

representan entre el 3 y el 5 por ciento del producto interno bruto de los países

industrializados; solamente hablando del acero, de cada diez toneladas fabricadas por

año se pierden dos y media por corrosión.

Por esta razón, cada día se desarrollan nuevos recubrimientos, se mejoran los diseños

de las estructuras, se crean nuevos materiales, se sintetizan mejores inhibidores, se

optimizan los sistemas de monitoreo. Todo esto en un esfuerzo permanente por

minimizar el impacto negativo de la corrosión. [1]

3

Figura 1. Efectos de la corrosión en el medio ambiente.

[1] María. Cortés, Pablo Ortiz. (2004, Diciembre 4). Apuntes científicos uniandinos [En línea]. Disponible en: http://hipotesis.uniandes.edu.co/hipotesis/images/stories/ed04pdf/Corrosion.pdf

4.2.TIPOS DE CORROSIÓN.

4.2.1. ATAQUE CORROSIVO UNIFORME O GENERAL.

El ataque corrosivo uniforme se caracteriza por una reacción electroquímica o química

que procede de manera uniforme sobre la superficie completa del metal expuesto al

ambiente corrosivo. Con base en el peso, el ataque uniforme representa la mayor

destrucción de los metales, en particular de los aceros. Sin embargo, es relativamente

fácil controlarlo mediante 1) Recubrimientos protectores 2) inhibidores 3) protección

catódica. [2]

[2] CALLISTER WILLIAM. 2007. Ciencia e ingeniería de Materiales. SéptimaEdición. España: Editorial Reverté, S.A.

4.2.2. CORROSIÓN DE DOS METALES O GALVÁNICA.

Se produce cuando dos metales o aleaciones que tienen composiciones diferentes

están acoplados eléctricamente mientras está expuesto a un electrolito.

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Consideraciones electroquímicas:

Para materiales metálicos, el proceso de corrosión es normalmente electroquímico, es

decir, una reacción química en la que hay una transferencia de electrones de un

producto químico especie a otra. Átomos metálicos característicamente pierden o

renuncian a los electrones en lo que se llama una reacción de oxidación. Por ejemplo,

el metal M que hipotética tiene una valencia de n (o n electrones de valencia) puede

experimentar oxidación de acuerdo a la reacción.

La reacción de oxidación para el metal M.

En la que M se convierte en un “n” ion cargado positivamente y en el proceso pierde su

N electrones de valencia; se utiliza como símbolo de un electrón. Ejemplos en los que

los metales se oxidan son:

Ánodo: El sitio en el que tiene lugar la oxidación se llama el ánodo; oxidación es a

veces llamado una reacción anódica.

Reducción: Los electrones generados a partir de cada átomo de metal que se oxida

deben ser transferidos y convertirse en parte de otras especies químicas en lo que se

denomina un reacción de reducción. Por ejemplo, algunos metales se someten a la

corrosión en soluciones de ácido, que tienen una alta concentración de iones de

hidrógeno (H+); los H+ iones se reducen de la siguiente manera:

Reducción de iones de hidrógeno en una solución ácida:

Y se desprendió gas hidrógeno (H2).

Como consecuencia de la oxidación, los iones metálicos pueden entrar en el de

corrosión en forma de iones, o pueden formar un compuesto insoluble con elementos

no metálicos

5

Figura 2. Una celda electroquímica que consiste en electrodos de hierro y de cobre, cada uno de los

cuales se sumerge en una solución de 1M de su de iones. El Hierro se corroe mientras el cobre se

electrodeposita.

El acero galvanizado, que es un acero recubierto con zinc, es un ejemplo en el que un

metal (zinc) se sacrifica para proteger al otro (acero). El zinc que se sumerge en

caliente o electrorecubre en el acero es anódico con respecto a este último y por ello se

corroe y protege al acero, el cual es el cátodo en esta celda galvánica (figura 3).[3]

Figura 3. Comportamiento anódico-catódico de acero con capas exteriores de zinc y estaño expuestas a

la atmósfera. a) El zinc es anódico al acero y se corroe. b) El acero es anódico al estaño y se corroe.

Tomado de M. G. Fontana y N. D. Greene, “Corrosión Engineering”, 2a. ed., Mac Graw Hill, 1978)

[3] CALLISTER WILLIAM. 2007. Ciencia e ingeniería de Materiales. SéptimaEdición. España: Editorial Reverté, S.A. English.

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4.2.3. CORROSIÓN POR PICADURAS.

La picadura es otra forma de ataque corrosivo muy localizado, en la cual se forman

agujeros o pequeños hoyos. En general, las picaduras penetran desde la superficie

horizontal hacia el interior en dirección casi vertical. Se trata de un tipo de corrosión

extremadamente indiosa y con muy poca pérdida de material que muchas veces no se

le detecta hasta que ocurre un fallo.

El mecanismo de la corrosión por picadura es probablemente el mismo que el de la

corrosión por aireación diferencial porque la oxidación ocurre dentro de la picadura

misma, con una reducción complementaria de la superficie. Se cree que la gravedad

ocasiona que la picadura crezca hacia abajo, haciéndose más concentrada y densa la

disolución en la punta de la picadura a medida que este crece. Una picadura puede

iniciarse por un defecto superficial localizado, como una pequeña grieta o una ligera

variación en la composición. Los aceros inoxidables son algunos susceptibles a esta

forma de corrosión; sin embargo, alearlos con aproximadamente 2% de molibdeno

aumenta su resistencia en forma significativa. [4]

Figura 4. Picaduras en una lámina de acero inoxidable 304 debido a una disolución de ácido clorhídrico.

(Fotografia cortesia de Mars G. Fontana. De M G. Fontana, Corrosion Engineering, 3a.edición. Copyright

McGraw-hill.)


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4.2.4. CORROSIÓN POR AGRIETAMIENTO.

La corrosión por grietas es una forma de corrosión electroquímica localizada que puede

ocurrir en las grietas y bajo superficies recubiertas donde sea posible que existan

soluciones estancadas. La corrosión por grietas es importante para la ingeniería

cuando ocurre bajo las juntas, remaches y pernos, entre discos y asientos de válvulas,

bajo depósitos porosos, así como en muchas otras situaciones similares. La corrosión

por grietas se presenta en muchos sistemas de aleación tales como aceros inoxidables

y titanio, aleaciones de aluminio y cobre. En la Figura se muestra un ejemplo del

ataque de corrosión por grietas. [5]

Figura 5. Diagrama esquemático del mecanismo de corrosión por grietas.

Tomado de M. G. Fontana y N. D. Greene, “Corrosion Engineering”, 2a. ed., Mac Graw Hill, 1978)

Para que la corrosión por grietas ocurra, la grieta debe ser lo bastante ancha para que

entre un líquido, pero lo suficientemente estrecha para mantenerlo estancado. Por

tanto, la corrosión por grietas suele ocurrir en donde haya una abertura de unos

cuantos micrómetros de ancho. Las juntas fibrosas que pueden actuar como mechas

para absorber una solución electrolítica y mantenerla en contacto, con la superficie

metálica forman lugares ideales para Ia corrosión por grietas. [5]

[5] SMITH WILLIAM. 2007.Funfamentos de ciencia e ingeniería de los materiales, cuarta edición. España: Editorial Mc Graw Hill.

4.2.5. CORROSIÓN INTERGRANULAR.

Como indica su nombre, la corrosión intergranular ocurre preferentemente a lo largo de

los límites de grano de algunas aleaciones y en ambientes específicos. El resultado

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neto es que una muestra macroscópica se desintegra a lo largo de los límites de grano.

Este tipo de corrosión predomina especialmente en algunos aceros inoxidables.

Cuando se calientan a temperaturas entre 500 y 800°C (950 y 1450°F) por períodos

suficientemente largos, estas aleaciones se hacen sensibles al ataque intergranular. Se

cree que este tratamiento térmico permite la formación de pequeñas partículas de

precipitados de carburo de cromo (Cr23C6) por la reacción entre el cromo y el carbono

en el acero inoxidable. Estas partículas se forman a lo largo de los límites de grano.

Tanto el cromo como el carbono deben difundirse hacia los límites de grano. En

consecuencia, esta región del límite de grano es ahora altamente susceptible a la

corrosión.

La corrosión intergranular es un problema especialmente serio en la soldadura del

acero inoxidable, a la cual frecuentemente se le denomina sensibilización por

soldadura. la figura muestra este tipo de corrosión intergranular.

El acero inoxidable puede protegerse de la corrosión intergranular con las siguientes

medidas:

a) someter al material sensibilizado a un tratamiento térmico a elevada temperatura

con el fin de redisolver todas las partículas de carburo de cromo.

b) reducir el contenido de carbono por debajo de 0.03% en peso de C de modo

que la formación de carburo sea mínima

c) alear el acero inoxidable con otro metal como el niobio o el titanio, que tienen

una mayor tendencia a formar carburos que el cromo, de modo que el Cr

permanezca en disolución sólida.[6]

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Figura 6. Ilustración esquemática partículas de carburo de cromo precipitadas a lo largo de los límites de

grano del acero inoxidable y las zonas ya descromadas (De CALLISTER WILLIAM. 2007. Ciencia e

ingeniería de Materiales. Séptima Edición. España: Editorial Reverté, S.A. English. )

Figura 7. Sensibilización por soldadura en un acero inoxidable. Las regiones en las cuales se formaron

las ranuras se sensibilizaron a medida que la soldadura se enfrió. (De H. H Uhlig y R. W. Revie,

Corrosion and Corrosion Control, 3a.edición, figura 2, p. 307. Copyright John Wiley & Sons, Inc.)


4.2.6. CORROSIÓN BAJO TENSIÓN.

Las grietas debidas a la corrosión por esfuerzo (GCE) de los metales se refiere a las

grietas provocadas por los efectos combinados de esfuerzos por tensión y un ambiente

de corrosión específico que actúa sobre el metal. Durante las GCE la superficie del

metal suele ser atacada muy poco mientras las grietas localizadas se propagan a

través de la sección metálica, como se muestra en la figura. [7]

Figura 8. Grietas por corrosión por esfuerzos en un tubo.

Fuente: LaQue Center for Corrosion Technology, Inc.[7] SMITH WILLIAM. 2007.Funfamentos de ciencia e ingeniería de los materiales,cuarta edición. España: Editorial Mc Graw Hill.

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4.2.7. CORROSIÓN POR EROSIÓN.

La corrosión por erosión se debe a la acción combinada del ataque químico y de la

abrasión mecánica o desgaste como consecuencia del movimiento de un fluido.

Prácticamente todas las aleaciones metálicas son susceptibles en mayor o menor

grado a la corrosión por erosión. Es especialmente dañina para las aleaciones que

experimentan pasivación formando una película superficial protectora; la acción

abrasiva puede erosionar la película, dejando al descubierto la superficie metálica. Si el

recubrimiento no es capaz de autogenerarse continua y rápidamente como barrera

protectora, la corrosión puede ser severa. Los metales relativamente blandos como el

cobre y el plomo también son sensibles a esta forma de ataque. En general se le puede

identificar por surcos y ondas en la superficie que tienen contornos característicos de la

corriente del fluido.

La corrosión por erosión es común en tuberías, especialmente en codos, ángulos y

cambios bruscos de diámetro de la tubería. Hélices, alabes de turbina, válvulas y

bombas son también susceptibles de experimentar este tipo de corrosión.

Una de las mejores maneras de reducir la corrosión por erosión es modificar el diseño

para eliminar la turbulencia del fluido y los efectos del micro impacto.[8]

Figura 9. Falla por micro impacto en un codo que formaba parte de un sistema de condensación de

vapor. (Fotografía cortesía de Mars G. Fontana. De M. G. Fontana, Corrosion Engineering, 3a.edición.

Copyright McGraw-hill.)


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4.2.8. DAÑO POR CAVITACIÓN.

Este tipo de corrosión erosiva es causado por la formación e impulso de burbujas de

aire o cavidades llenas de vapor en un líquido que se encuentra cerca de la superficie

metálica. La cavitación ocurre en la superficie del metal donde el líquido fluye a alta

velocidad y existen cambios de presión tal y como acontece en impulsores. Los

cálculos indican que la rápida expulsión de burbujas de vapor pueden producir

presiones localizadas de hasta 60000 psi. Con repetidas pulsaciones de burbujas de

vapor puede producirse un daño considerable en una superficie por separacion de las

películas de la superficie y arrancando partículas de metal. [9]

[9] SMITH WILLIAM.2007 Fundamentoss de ciencia e ingeniería de los materiales,cuarta edición. España: Editorial Mc Graw Hill.

4.2.9. CORROSIÓN POR FRICCIÓN.

Ocurre en interfaces entre materiales bajo carga expuestos a vibración y deslizamiento.

La corrosión por desgaste aparece como huecos o picaduras rodeados por productos

de corrosión. En el caso de la corrosión por desgaste de metales, los fragmentos

metálicos entre las superficies en frotamiento se oxidan y algunas películas de óxido se

desprenden por la acción de desgaste. En consecuencia, hay una acumulación de

partícula de óxido que actúa como un abrasivo entre las superficies en frotamiento. La

corrosión por desgaste ocurre comúnmente entre superficies en contacto rígido tales

como las que se encuentran entre ejes y cojinetes o camisas, La figura muestra 'los

efectos de corrosión por desgaste en la superficie de una aleación. [10]

Figura 10. Micrografía de electrones escaneados que muestra corrosión por desgaste sobre la superficie

de una aleación de Ti-6 a Al-4 que se produjo a 600º C

Fuente: M. M. Handy and R. B. Waterhouse, Wear, (1981).

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[10]SMITH WILLIAM. 2007Fundamentoss de ciencia e ingeniería de los materiales,cuarta edición. España: Editorial Mc Graw Hill.

4.2.10. FUGA SELECTIVA.

La corrosión o eliminación selectiva se observa en las aleaciones con una disolución

sólida y tiene lugar cuando un elemento o constituyente es eliminado de modo

preferencial como consecuencia de los procesos de corrosión. El ejemplo más común

es el deszincado del latón, que consiste en la eliminación selectiva del cinc en una

aleación cobre-cinc. Las propiedades mecánicas de la aleación se deterioran

significativamente, ya que en la zona deszincada queda una masa de cobre poroso.

Además, el color del material cambia de amarillo al color rojo del cobre. La eliminación

selectiva también puede ocurrir en otros sistemas de aleaciones en los cuales aluminio,

hierro, cobalto, cromo y otros elementos son vulnerables a la eliminación selectiva. [11]


5. CONCLUSIONES:

La corrosión por esfuerzo se caracteriza por tener efectos combinados de

esfuerzo tensión y un ambiente corrosivo que actúa sobre el metal.

La corrosión galvánica se produce cuando dos metales o aleaciones que tienen

composiciones diferentes están acoplados eléctricamente mientras está

expuesto a un electrolito. Este principio se utiliza en las baterías de aparatos

electrónicos.

El proceso de corrosión debe ser visto como un hecho que pone en evidencia el

proceso natural de que los metales vuelven a su condición primitiva y que ello

conlleva al deterioro del mismo.

Como última conclusión está el hecho de que hay que ahondar en estos

conocimientos pues ellos formarán parte integral de la labor que debe

desempeñar un Ingeniero Mecánico.

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6. BIBLIOGRAFÍA:

CALLISTER WILLIAM. 2007. Ciencia e ingeniería de Materiales. Séptima

Edición. España: Editorial Reverté, S.A.

SMITH WILLIAM. 2007 Fundamentos de ciencia e ingeniería de los materiales,

cuarta edición. España: Editorial Mc Graw Hill.

M. M. Handy and R. B. Waterhouse, Wear, (1981).

María. Cortés, Pablo Ortiz. (2004, Diciembre 4). Apuntes científicos uniandinos

M. G. Fontana y N. D. Greene, “Corrosión Engineering”, 2a. ed., Mac Graw Hill,

1978)

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