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Corrosin por inmersin de una probeta de acero al

carbn en solucin de cloruro de sodio 6%

Ramrez Naranjo Guillermo Len

Programa de Ingeniera Qumica, Universidad de Antioquia, Calle 67 No 53-108, Medelln-Colombia.

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1 Introduccin

Las pruebas de corrosin se requieren cuando no

existe informacin especfica y suficiente acerca

del tipo y magnitud del ataque de un ambiente

corrosivo sobre determinado material, se efectan

con uno o varios de los siguientes objetivos:

Determinar la velocidad de ataque corrosivo.

Estudiar mecanismos de corrosin y factores que aceleran o retardan el ataque.

Seleccionar de manera tcnica y econmica los mejores materiales para un

medio o proceso.

Desarrollar nuevos materiales.

Controlar la calidad de productos metalmecnicos y metalrgicos.

1.1 Pruebas de laboratorio

Se simula el ambiente corrosivo mediante

pruebas aceleradas que indican de manera

aproximada el comportamiento que el material

pueda tener cuando est sometido a condiciones

reales de trabajo. Estas pruebas se deben realizar

aunque se disponga de los resultados de

laboratorio de los proveedores, antes de realizar

una inversin o arriesgar la seguridad en la planta.

Son comunes las siguientes:

Inmersin: total, parcial o intermitente en la solucin de prueba con o sin aireacin

y a temperatura controlada.

Chorro de sal: se utiliza una solucin acuosa de cloruro de sodio al 20% y a

95F. Se mide el tiempo para penetrar un

espesor determinado.

Aplicacin de esfuerzos: continuos o cclicos para estudio de corrosin bajo

tensin y corrosin por fatiga.

Accin qumica bajo condiciones extremas: en lo posible debe usar la

solucin grado comercial.

Ataque con agua regia: mezcla de H2SO4 y HNO3.

Grabado con Nital: HNO3 en etanol.

2 Probeta

Para las prueba a realizarse se utilizara una

probeta con forma de paralelogramo, la cual ha

sido recortada de una lmina de acero al carbn,

la superficie se ha limpiado.

Figura 1.apariencia inicial de la probeta

2

3 Pruebas de laboratorio.

Composicin de la solucin de prueba: Esta corresponde a 6% (p/p) solucin de

cloruro de sodio en agua.

Aireacin de la solucin: en el presente trabajo no se aireara la probeta ni se

expondr a chorros de aire.

Velocidad de la solucin: la nica velocidad se dar por efectos de la

conveccin debido a gradientes trmicos

o de concentracin.

Temperatura: la prueba se realizara a temperatura ambiente, la cual se asume

con el valor de 25C.

Volumen solucin: el volumen de la solucin corresponde a 47mL.

Limpieza: las probetas se limpiaran con agua.

Medicin de muestras: La medicin de muestras se realizaran los das lunes,

mircoles y viernes, se medirn sus

dimensiones y su peso.

Soporte probeta: En la presente prueba no se utiliz soporte.

4 Modelos de clculo velocidad de corrosin.

=

(ec1)

Donde:

W =peso, mg.

S = rea superficial, decmetros cuadrados.

t = tiempo, en da.

= =534

(ec2)

Donde:

W = peso, mg.

S = rea superficial, pulg2.

t = horas de exposicin, hr.

= densidad, g/cm3.

v = velocidad de corrosin.

La anterior ecuacin se puede utilizar asumiendo

que no hay corrosin interna ni localizada o que

esta ltima se calcula de manera separada.

Resultados

Los resultados se encuentran registrados en la

tabla 1 y tabla 2.

Tabla 1. Velocidad de corrosin acumulada

velocidad corrosin acumulada

mdd 0,001666667

mpy 22,05786541

Tabla 2. Mediciones registradas y velocidades de corrosin.

Dimensiones (mm) Peso (g) t (da) g perdido mdd mpy

36,60 32,00 3,70 39,58 0 - - -

36,60 32,00 3,70 39,57 2 0,01 0,005 2,7572332

36,60 32,00 3,70 39,30 4 0,28 0,0675 37,222648

36,60 32,00 3,70 39,56 7 0,02 -0,037143 -20,4823

36,60 32,00 3,70 39,56 9 0,02 0 0

36,60 32,00 3,70 39,55 17 0,03 0,0005882 0,3243804

36,60 32,00 3,70 39,55 19 0,03 0 0

36,60 32,00 3,70 39,54 24 0,04 0,0004167 0,2297694

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Figura 2. Evolucin del ataque en la superficie, A (da 0), B (da 2), C (da 4), D (da 7), E (da 9), F (da17), G (da 19), H (da 24).

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Figura 3 Saturacin del medio de prueba, A (da 2), B (da 4), C (da 7), D (da 9), E (da 17), F (da19), G (da 24).

Figura 4 Prdida de masa vs da

5 Anlisis de resultados

Como puede apreciarse en la figura 2. No se

percibe cambio en la apariencia durante las

primeras 48 horas, pero en las 96 horas podemos

observar como la superficie pierde lustre y se

comienza a tornar opaca, en las 168 horas la

superficie se ha tornado opaca, se observa que el

material se corroe en forma uniforme en toda el

rea expuesta, no observa corrosin por picadura,

de las figuras 2,3 se puede observar que el xido

formado no se deposita sobre la superficie de la

probeta, por el contrario, se asienta por lo que

podramos deducir que se presenta corrosin

hmeda y uniforme en la probeta inmersa en la

solucin de cloruro de sodio 6%.

De la tabla 2 se puede inferir que la velocidad de

corrosin y la prdida de masa no son lineales,

inicialmente se podra decir que presentan un

crecimiento parablico, de acuerdo a [1] es

normal que al principio se de una rata acelerada

de corrosin y que esta decrezca con el tiempo,

adicionalmente el volumen de la solucin

empleada es insuficiente pues la concentracin se

ve alterada a medida que la prueba avanza pues al

reaccionar el hierro con el cloro de la solucin, la

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0 5 10 15 20 25

g perdido vs dia

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concentracin de este ltimo disminuye, los

principales iones en la solucin corresponden a

sodio, cloro, y cloruro ferroso el cual se puede

observar en la solucin por su intensa coloracin

naranja, se propone como mecanismo de

corrosin, el mostrado en la figura 3.

NaCl H2O Na+(ac) + Cl-(ac)

Fe +2 H+ + 2Cl-(ac) Fe2+ + 2Cl-(ac)+H2(g)

Fe +2 HCL(ac) FeCl2 +H2(g)

Reaccin global

Figura 3.

As mismo la superficie de la probeta se va

tornando opaca, ver figura 2 y la probeta recupera

nuevamente parte de la masa perdida

inicialmente, esto se podra deber a la formacin

de un revestimiento de xido el cual podra o no

ser protector dependiendo de los aleantes

metlicos, as como de su composicin y

estructura, algunos aleantes metlicos

incrementan la resistencia a la corrosin tales

como Molibdeno, Nquel, Cromo [2].

6 Conclusiones

La prueba realizada permiti estimar una

velocidad de corrosin para la probeta de acero al

carbn en solucin salina 6% permitiendo

descartar inicialmente este material pues se

obtuvieron valores altos de velocidad de

corrosin, adicionalmente se sugiere realizar la

prueba bajo estndares internacionales con el fin

de obtener datos confiables y realizar un anlisis

concluyente.

7 Bibliografa

[1

] R. Baboian, Corrosion Tests and Standards:

Application and Interpretation (2nd Edition):

(MNL 20). ASTM International. Online

version,

http://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpCTS

AIEM9/corrosion-tests-standards/corrosion-

tests-standards, 2005.

[2

]

Prepared by the Working Parties on Marine

Corrosion and Microbial Corrosion, Sea

Water Corrosion of Stainless Steels -

Mechanisms and Experiences: (EFC 19),

Maney Publishing, 1996.