corrosion analisis critico
DESCRIPTION
corrosiónTRANSCRIPT
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Extensión Porlamar
ANÁLISIS CRÍTICO SOBRE LA CORROSIÓN (Ingeniería de la corrosión)
Realizado por:
Estefany Rosales
Sección: 4A
Profesor: Lic. Julián Carneiro
Ingeniería Química
Porlamar, septiembre 2015
La corrosión de los metales es en cierto sentido inevitable, se
puede decir que es una pequeña venganza que toma la naturaleza por la
continua expoliación a la que está sometida por el hombre.
Recordemos que los metales, salvo alguna que otra rara excepción,
como los metales nobles (oro, platino, entre otros., se encuentran en
estado nativo en la Tierra), no existen como tales en la naturaleza,
sino combinados con otros elementos químicos formando los
minerales, como los óxidos, sulfuros, carbonatos, entre otros. Cuando
se obtiene el metal en estado puro este inicia el periodo de retorno a
su estado natural.
La fuerza conductora que causa que un metal se oxide es
consecuencia de su existencia natural en forma combinada (oxidada).
Para alcanzar este estado metálico, es necesario que el metal
absorba y almacene una determinada cantidad de energía. Esta
energía le permitirá el posterior regreso a su estado original a través
de un proceso de oxidación (corrosión). La cantidad de energía
requerida y almacenada varía de un metal a otro; entonces podemos
decir que la corrosión puede describirse en primer término como una
reacción de oxidación, semejante por tanto a cualquier oxidación
química.
Por otro lado es de suma importancia mencionar que en este
fenómeno intervienen tres factores principales como lo es el
ambiente, la pieza manufacturera y el agua. La corrosión sólo ocurre
en presencia de un electrólito, ocasionando regiones plenamente
identificadas, llamadas estas anódicas y catódicas. Un ejemplo claro
de ello es la lavadora cuando comienza a tener unos ruidos extraños.
Al revisar el tambor nos encontramos con la sorpresa que tiene una
fisura. El tambor, a pesar de ser de acero inoxidable, sufrió un tipo de
corrosión conocida por los especialistas como corrosión bajo
tensiones o fisurante.
En otro concepto de ideas la corrosión está ligada en la
industria a problemas tanto de seguridad como económicos ya que
los ingenieros son en la mayoría de los casos los responsables de
minimizar los costos y los riesgos de la corrosión en muchos ámbitos:
aviones, plantas generadoras de energía (térmica, nuclear,
hidroeléctrica, eólica), plantas de manufactura, de procesos químicos,
estructuras de concreto. Si bien esta fuerza destructiva ha existido
siempre, no se le ha prestado atención hasta los tiempos modernos,
como efecto de los avances de la civilización en general y de a
técnica en particular.
Es por ello que hoy en día se cuenta con varios métodos que
han resultado ser los más prácticos para controlar la corrosión, cuya
selección para cada caso depende de las condiciones del medio y de
factores técnico-económicos; para proteger a los productos de acero
contra los efectos de la corrosión debemos sustituir por acero
inoxidable en lugar de acero normal, Recubrir el acero normal con
zinc o plásticos especializados, pintar el acero normal con pinturas
especiales o con ánodos de zinc es decir una protección catódica para
evitar este problema común de corrosión.
Podemos concluir diciendo que con frecuencia la corrosión se
confunde con un simple proceso de oxidación siendo en realidad un
proceso más complejo, el cual puede puntualizarse como la gradual
destrucción y desintegración de los materiales debido a un proceso
electro - químico, químico o de erosión debido a la interacción del
material con el medio que lo rodea. Con el estudio en corrosión se
puede predecir el comportamiento a largo plazo de los metales
basándose en ensayos relativamente breves, para ello se requiere un
buen conocimiento de las variables implícitas en el proceso de la
corrosión.
Ejercicios
1. Una lámina de 800 cm2 de una aleación metálica, de densidad 4.5
g/cm3, se encuentra sumergida en agua de mar. Debido a la
corrosión, ha experimentado una pérdida de masa de 760 g.
Suponiendo una velocidad de corrosión generalizada de 0.4 mm/año,
calcular el tiempo de servicio en años de la lámina.
La lámina experimenta una pérdida de peso uniforme de 760 g, por lo
que el espesor corroído vendrá expresado por:
e= wS ∙ρ
= 760800 ∙4,5
(cm )=0.21cm=2.1mm
Si la velocidad de corrosión es de 0,4 mm/año, el tiempo de servicio
vendrá expresado como:
tiempo de servi cio ¿ev= 2.1mm0.4mm /año = 5.25 años
2. Una pila galvánica consta de un electrodo de zinc en una disolución 1
M de ZnS04 y otro electrodo de níquel en una disolución 1 M de
NiSO4. Ambas disoluciones están separadas por una pared porosa
para impedir la mezcla entre ellas. Un cable externo con un
interruptor conecta los dos electrodos. En el momento en que
cerramos el interruptor:
A*¿En qué electrodo se produce la oxidación?
B*¿Qué electrodo es el ánodo de la pila?
C*¿Qué electrodo se corroe?
D*¿Cuál es la f.e.m de la pila en el momento de la conexión?
Las semirreacciones de la pila son: Zn ® Zn2+ + 2e- E 0 = -0,763 V
Ni2+ ® Ni + 2e- E 0 = +0.250 V
A* La oxidación tiene lugar en el electrodo de zinc ya que la semirreacción del zinc tiene un potencial (E0 = -0,763 V) más negativo comparado con el potencial de la semirreacción del níquel (E0 = -0,250 V).
B* El electrodo de zinc es el ánodo ya que la oxidación ocurre en el ánodo.
C* El electrodo de zinc es el que oxida puesto que es en el ánodo donde tiene lugar este fenómeno.
D* La f.e.m. se obtiene sumando las dos reacciones:
Reacción anódica: Zn ® Zn2+ + 2e- E 0 = -0,763 V
Reacción catódica: Ni2+ + 2e- ® Ni E 0 = +0.250 V
Reacción total: Zn + Ni2+ ® Zn2+ + Ni E 0 pila= -0,513 V
3. Una muestra de zinc se corroe uniformemente con una densidad de
corriente de 4,27x10-7 A/cm2 en una solución acuosa. ¿Cuál es la
velocidad de corrosión del zinc en mg por dm por día (mdd)? La
reacción de oxidación del zinc es:
Zn Zn2+ + 2e-
Como hay que convertir la densidad de corriente a mdd se usa la
ecuación de Faraday para calcular los mg de zinc corroídos en un área
de 1 dm2/día (mdd).
m= I . A . t . Mn . f
m (mg )=[( 4,27x 10−7 A
cm2 ) . (100cm2 ) .(24h . 3600 sh ). (65,38 gmol
)
(2 ) .(96500 A . smol
) ]( 1000mgg )
m (mg )=1,25mgde Zncorroídoenunárea de1dm2enundía .