corrosion y desgaste anÁlisis mtto automotriz2

5/10/2018 CORROSION Y DESGASTE ANÁLISIS MTTO AUTOMOTRIZ2 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/corrosion-y-desgaste-analisis-mtto-automotriz2 1/32

Diapositiva 1

CORROSIÓN DE METALES

Ing. Alexander Peralvo

Diapositiva 2

Oxidación: una reacción químicaEl hierro, en presencia de agua, reacciona con el oxígeno atmosféricoformando un óxido de hierro hidratado, conocido comúnmente comoorín. Este proceso ha corroído lentamente estos viejos automóviles.

Diapositiva 3 INTRODUCCIÓN

COSTO DE LA CORROSIÓN:

- Materiales resistentes a lacorrosión

- Pintura y otras medidas deprotección

- Reemplazo temprano de bienesde capital

- Mayores inventarios derepuestos

- Mantenimiento adicional



Diapositiva 4Definición de Corrosión

- Materiales no metálicos: La corrosión invariablemente serefiere al deterioro de los materiales por causas químicas

- Metales:El término corrosión metálica abarca todainteracción de un metal o aleación (sólido o líquido) con elambiente que le rodea, independientemente de si esdeliberada y beneficiosa o no planeada y perjudicial

- En el contexto de la Ciencia de la Corrosión: Es la reacciónde un sólido con el ambiente

- En el contexto de la Ingeniería de la Corrosión:Es lareacción de un material de ingeniería con el ambiente, conel consecuente deterioro de las propiedades del material

Diapositiva 5

FenomenologíaSe debe considerar:

- Metal: composición, estructura atómica,heterogeneidades micro y macroscópicas,esfuerzos, etc.

- Ambiente: naturaleza química, concentración deespecies reactivas e impurezas perjudiciales,presión, temperatura, velocidad, etc.

- Interfaz metal/ambiente: cinética de la oxidacióny disolución del metal, cinética de la reducción deespecies en solución, naturaleza y localización delos productos de corrosión, crecimiento ydisolución de películas, etc.

Diapositiva 6

Ambiente- El comportamiento corrosivo de un metal no se puede

divorciar de las condiciones específicas del ambiente, quedeterminan la tasa, magnitud y forma de la corrosión

- Hierro se corroe- Rápidamente en agua con O2 disuelto- Extremadamente lento si se remueve el O2

- Cu- Relativamente resistente al ácido sulfúrico disuelto- Se corroe si hay O2 o agentes oxidantes disueltos en el ácido



Diapositiva 7

Diapositiva 8

Diapositiva 9



Diapositiva

10

Diapositiva

11

Diapositiva

12



Diapositiva

13

Diapositiva

14 Hay tres métodos para evitar laoxidación del hierro

Diapositiva

15

. me an e a eac ones e erro que oconvierten en químicamente resistente a

la corrosión

• Un buen ejemplo de ello es el acero inoxidable,una aleación de hierro con cromo o con níquel ycromo. Esta aleación está totalmente a pruebade oxidación e incluso resiste la acción deproductos químicos corrosivos como el ácidonítrico concentrado y caliente.



Diapositiva

16

2. impregnándolo con materiales quereaccionen a las sustancias corrosivas

más fácilmente que el hierro, quedandoéste protegido al consumirse aquéllas

La protección con metales activos, es igualmentesatisfactorio pero también costoso. El ejemplo másfrecuente es el hierro galvanizado que consiste en hierrocubierto con cinc. En presencia de soluciones corrosivas seestablece un potencial eléctrico entre el hierro y el cinc,

que disuelve éste y protege al hierro mientras dure el cinc

Diapositiva

17

3. recubriéndolo con una capaimpermeable que impida el contacto con

el aire y el agua.• El tercer método, la

protección de la superficiecon una capa impermeable.

Diapositiva

18

• Los recubrimientos más apreciados son losesmaltes horneados, y los menos costosos sonlas pinturas de minio de plomo.



Diapositiva

19Metales Anticorrosivos

• Los metales llamados nobles son tan inactivosquímicamente que no sufren corrosiónatmosférica. Entre ellos se encuentran el oro, la

plata y el platino.

Diapositiva

20

Ambientes en la Corrosión

Diapositiva

21Tipos de Corrosión



Diapositiva

22Tipos de Corrosión

Diapositiva

23

Modos Intrínsecos de Penetración de laCorrosión

Diapositiva

24Terminología



Diapositiva

25Corrosión Como Reacción

- Degradación / Corrosión de los materiales

- Corrosión: Deterioro de las propiedades de unmaterial debido a un medioambiente químico

- Corrosión: reacción redox heterogénea que sesucede en una interfaz metal/no metal en la cual

el metal se oxida y el no metal se reduce

Oxidación - Reducción

e e

Diapositiva

26Definición de corrosión

• Pérdida de electrones

• En la corrosión se forma una pila:

• Anodo – (metal)

• Cátodo + (Oxígeno, agua, otro metal)

Diapositiva

27Tipos de metales

• Metales Nobles

• Metales “Normales”



Diapositiva

28

Serie electromotriz

• Potasio• Sodio• Magnesio• Aluminio• Zinc• Hierro• Níquel• Estaño• Plomo• Cobre• Plata• Platino• Oro

Diapositiva

29 “Las diferencias necesarias para que

se presente la corrosión”1. Diferencias en el o los materiales.

2. Diferencias en las condicionesfísicas.

3. Diferencias en el medio.

Diapositiva

301.- Diferencias en el material

• Posición en la serie electromotriz.

• Partículas contaminantes de la superficie (superficiescontaminadas por rodillos sucios, por partículas demetales diferentes, por acción de la fresa, pordestornilladores, llaves)



Diapositiva

31

2.- Diferencias en las condicionesfísicas

• Diferencias de temperatura: las más calientesson las anódicas.

• Diferencias debido a cargas eléctricas.

Diapositiva

32

3.- Diferencias en el medio

•

Diferencias de concentración de oxígeno.

• Diferencias de concentración salina, pH,composición del medio.

Diapositiva

33Tipos de corrosión

(Formas en las que se presenta)

Según el medio: Húmeda y seca

Según la forma de ataque:

Uniforme

Localizada

Picaduras

Hendiduras

Agrietamiento

Filiforme



Diapositiva

34Tipos de corrosión.

(Formas en las que se presenta)

Según el mecanismo de ataque:

Galvánica

•Concentración diferencial

Aeración diferencial

•Ataque intergranular

•Selectiva

•Biológica

Diapositiva

35Algunos casos de corrosión típica

• Corrosión en la atmósfera

• Corrosión en el suelo.

• Corrosión en tuberías.

Diapositiva

36Factores Meteorológicos

• Humedad Relativa (HR)

• Tiempo de humectación (TDH)

• Temperatura (T)

• Otros Factores

Factores de Contaminación• Dióxido de azufre (SO2)• Cloruros (Cl-)• Óxidos de nitrógeno (NOx)• Partículas atmosféricas



Diapositiva

37

FORMAS DEPROTECCIÓN PARA

EVITAR LA CORROSIÓN

Diapositiva

38Formas de prevención y protección

de la Corrosión

i . Prevención por el diseño adecuado de las piezasii. Prevención por la selección adecuada de los

materiales.

iii. Protección por inhibidores.

iv. Protección electroquímica

v. Protección por revestimientos

Diapositiva

39

I) Prevención mediante el diseño

• “La prevención de la corrosión empieza en la

mesa de dibujo”.

• Inclinación de techos.

• Desfogue de tanques.

• Ángulos de las tuberías.



Diapositiva

40

II) Prevención por la selecciónadecuada de los materiales.

• Conocer los medios ambientes que son “peligrosos”

o “dañinos” para los materiales.

• Ejems: – Los cloruros para el Aluminio, para el acero inoxidable.

– Los medios muy alcalinos o muy ácidos para el zinc.

– El amoníaco para el cobre.

Diapositiva

41III) Protección por inhibidores

• Modo de actuar de los inhibidores: – Modificando las características del medio. (sulfitos

e hidrazina para aguas de caldero)

– Depositándose sobre la superficie del metal.(aminas, aldehidos para el decapado)

– Formando capas de productos de corrosiónestables y compactos. (cromatos para solucionescon cloruros)

Diapositiva

42IV) Protección electroquímica

–Protección por ánodos de sacrificio:• Cinc

• Aluminio

• Magnesio

Protección por corriente eléctrica



Diapositiva

43

Cable aislado

Suelo

SoldaduraTubería

recubierta

yenterradaÁnodo preempacado (M)

con un relleno debentonita

Ánodo de sacrificio

Celda Galvánica

PROTECCIÓN CATÓDICA

Diapositiva

44Protección electroquímica

• Protección catódica, se impone al metal unpotencial suficientemente bajo para que lavelocidad de corrosión sea despreciable.

• Este método sirve sobretodo para proteger lasestructuras pesadas en acero: plataformas enel mar, barcos, instalaciones químicas yconducciones enterradas.

.

Diapositiva

45V) Protección por revestimientos

• Revestimientos metálicos• Capas más nobles que el sustrato.

• Capas menos nobles.

• Métodos dedeposición:

• Electrodeposición.

• Inmersión en un metallíquido

• Proyección con pistola

• Depósito por fase gaseosa



Diapositiva

46Protección por revestimientos

Revestimientos inorgánicos

• Capas de conversión:• Anodizado

• Fosfatado.

• Cromatado.

• Capas externas

• Esmaltes.• Cementos.

• Cerámica refractaria

Diapositiva

47

Desarrollo Histórico de las pinturas ybarnices.

• Progresos en los procesos de limpieza delacero:• Agua a presión

• Agua con aditivos

• Procesos más eficientes

Diapositiva

48

Mecanismos de protección de losrevestimientos

• Adhesión.

• Fisicoquímico.

• Electroquímico.



Diapositiva

49

DETERIORO DE MATERIALES

Ing. Alexander Peralvo

Diapositiva

50OBJETIVOS

• CONOCER LOS DIVERSOS MECANISMOS QUEPUEDEN AFECTAR A LOS MATERIALES ENSERVICIO Y APRENDER TECNICAS PARAIDENTIFICAR LAS POSIBLES FALLAS DE UNCOMPONENTE.

• ESTUDIAR EL COMPORTAMIENTO DE LOSMATERIALES FRENTE A LOS AGENTESEXTERNOS

Diapositiva

51ASPECTOS A CONSIDERAR

• ESTRUCTURA DE LA MATERIA

• ENLACES ATOMICOS

• ESTRUCTURA CRISTALINA

• DEFECTOS DE LA ESTRUCTURA CRISTALINA

• DIAGRAMAS DE FASE

• PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

• PROPIEDADES MECANICAS DELOSMATERIALES



Diapositiva

52PROPIEDADES MECANICAS

• RESISTENCIA A LA ROTURA

• EL DIAGRAMA ESFUERZO DEFORMACION

• DEFORMACION ELASTICA

• DEFORMACION PLASTICA

• FLUENCIA DE LOS METALES

• DUREZA• TENACIDAD

• FATIGA

Diapositiva

53DETERIORO DE LOS MATERIALES

• IMPORTANCIA ECONOMICA DEL DETERIORODE LOS MATERIALES

• TIPOS DE DETERIORO DE LOS MATERIALES

• CORROSION

• DESGASTE

• FRACTURA

• ANALISIS DE FALLAS

Diapositiva

54

DESGASTE DE METALES



Diapositiva

55DESGASTE DE MATERIALES

• Es el daño o deterioro de una superficiecausada por la remoción o desplazamientode material por acción mecánica de unsólido.

• Es un fenómeno de superficie que ocurre

por desplazamiento de un materialrespecto a otro.

Diapositiva

56TIPOS DE DESGASTE

• DESGASTE ADHESIVO• DESGASTE ABRASIVO• DESGASTE EROSIVO• DESGASTE CORROSIVO• DESGASTE SUPERFICIAL EN FATIGA

Diapositiva

57DESGASTE ADHESIVO

• Ocurre cuandodos superficiesmetálicas sedeslizan unacontra otrabajo carga opresión.



Diapositiva

58DESGASTE ABRASIVO

• Es la extracción dematerial por laacción de partículasduras que se hallaen movimientorelativo con lasuperficiedesgastada.

Diapositiva

59DESGASTE EROSIVO

• Es aquel queenvuelve pérdida dematerial de unasuperficie porcontacto con unfluido que contienepartículas abrasivas.

Diapositiva

60DESGASTE CORROSIVO

• Es aquel en cual unareacción química oelectroquímica conel medio contribuyesignificativamenteen el desgaste.



Diapositiva

61DESGASTE POR EROSION CORROSION

• Cuando existemovimiento relativoentre la superficie yel fluido corrosivo.

• Puede inclusive

acarrear partículasabrasivas.

Diapositiva

62ROZAMIENTO EN EL DESGASTE

• Áreasverdaderas decontacto sondel orden de10-2 a 10-4 mmpara un cubode 100 x 100mm.

Diapositiva

63FUERZA DE ROZAMIENTO

• Cuando un cuerpo se desliza sobre otro tansolo en los puntos de contacto.



Diapositiva

64

CORROSION

Diapositiva

65GENERALIDADES

• La corrosión es muy costosa y peligrosa• Billones de dólares se gasta anualmente para

reemplazar estructuras

• Adicionalmente se tiene la prevención de lacorrosión, inspección y la protección

• Paros técnicos, perdida de eficiencia, y lacontaminación

• Costos de remediación ambiental.

Diapositiva

66• Aunque los costos de reemplazo de un

item bien no pueden ser altos, la perdidade producción si lo es en cientos dedólares por hora.

• La falla prematura de un puente o de unaestructura a causa de la corrosión puederesultar en pérdidas humanas.

• La falla de operación de equipos puederesultar en resultados desastrosos.



Diapositiva

67PRINCIPIOS DE CORROSION

• Es el resultado destructivo de una reacción químicaentre unmetalo aleacióny su medio ambiente.

• La misma cantidad de energía gastada en laextracción del metal a partir del mineral se produceen la reacción química de corrosión.

• Retorno a su estadonaturaldel cual fueextraído.

Diapositiva

68De Mineral a metal

• 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2• Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2

• FeO + CO = Fe liq + CO2

• Fe liq + C coque = arrabio

• El Arrabio es la primera aleación metálica enestado líquido

Diapositiva

69Reacciones en el convertidor

• Arrabio Fe-C con 4.0 %C

• C + O2 = CO2 + calor Q

• Se convierte en acero de 0.2 % C

• Luego se solidifica el acero

– Lingotes Laminas de acero

– Colada continua



Diapositiva

70

Diapositiva

71

Energía libre de GibbsSoldadura

Doblado

Laminado Transformaciones en estado solido

Transformaciones en estado líquido

AceroProcesos de obtención del acero

MetalProcesos de obtención del arrabio

FeO

Fe3O4

Fe2O3

Mineral

Diapositiva

72 FORMAS DE CORROSION

• CORROSION UNIFORME

• CORROSION GALVANICA

• CORROSION EN HENDIDURA

• CORROSION POR PICADURA

• CORROSION INTERGRANULAR

• CORROSION SELECTIVA

• CORROSION BAJO TENSION



Diapositiva

73ESQUEMAS DE CORROSIÓN (I)

Diapositiva

74ESQUEMAS DE CORROSIÓN (II)

Diapositiva

75 CORROSION UNIFORME

Es u n proceso de remoc ión un iforme de lasuperficiedel metal.

El medio corrosivodebetenerel mismo accesoa todas laspartes de la superficiedel metal.

La corrosiónatmosférica es el mejorejemplo.

Otroejemplo es elataque de unacero por unasolución ácida.



Diapositiva

76CORROSION GALVANICA

Dos metales diferentes están unidos enpresencia de un electrolito

Uno de ellos es preferentemente corroídomientras que el otro no.

Se forma la serie galvánica con diferencias depotencial entre ellos

Materiales electropositivos o catódicos

Materiales electronegativos o anódicos.

Diapositiva

77 CORROSION POR HENDIDURA (CREVICE)

Intensa corrosión loca lizada ocurre a linterior de hendiduras, huecos, u otras áreasen las cuales se ha tapado por acción deempaques u otros elementos sólidos comopintura, caucho, o material terroso.

Es un proceso altamente peligroso porqueno se observa.

Produce daños graves.

Diapositiva

78CORROSION POR PICADURA

Es una forma extremadamente localizada deataque que resulta en huecos en el metal.

Estos huecos suelen ser de tamaño pequeñoy aparecen pegados unos con otros dando laimpresión de poros.

Causa que equipos fallen pues con pocaperdida de material producen perforaciones.



Diapositiva

79PROCESO AUTOCATALÍTICO DE LAS

PICADURAS

Diapositiva

80CORROSION INTERGRANULAR

Impurezas reactivas se pueden segregar, oelementos de pasivación como el cromopueden abandonar el interior del grano haciael borde del grano formando carburos.

La zona aledaña ahora es atacada por elmedio ambiente apropiado.

Dos materiales disímiles se han formado

Diapositiva

81CORROSIÓN INTERGRANULAR (I)



Diapositiva

82CORROSIÓN INTERGRANULAR (II)

Diapositiva

83CORROSIÓN INTERGRANULAR (III)

Diapositiva

84CORROSION SELECTIVA

Es la remoción de un elemento de unasolución sólida por un proceso de corrosión.

Proceso de dezincificación en el latón.

Un elemento que es activo (negativo electroquímicamente) respecto al solvente reaccionapreferentemente.

Formación de zonas rojizas en la superficiedel latón.



Diapositiva

85CORROSION BAJO TENSION

La corrosión bajo tensión se refiere a lafisura producida por la acción de esfuerzos detensión y un medio corrosivo específico

La mayor parte de la superficie permanecenormal, mientras que finas fisuras comienzan

a penetrar.El caso del latón.

El caso del acero.

Diapositiva

86EROSION - CORROSION

La combinación de un fluido corrosivo y una altavelocidad de dicho fluido.

El fluido causa un estado modesto de corrosión,pero el movimiento del fluido remueve la capa deoxidación.

La superficie del metal está nuevamente expuestaa la acción del corrosivo.

El ataque y extracción es generalmentedireccionado por el flujo.

Diapositiva

87FRACTURA



Diapositiva

88DEFECTOS DE FUNDICION

• POROSIDADES (GAS Y VAPOR)

• RECHUPES (CONTRACCION)

• SEGREGACION

• ESCORIA ATRAPADA

• INCLUSIONES

• JUNTAS FRIAS Y GOTAS FRIAS

• DESALINEAMIENTO

Diapositiva

89DEFECTOS DE FORJA

• LOS DEFECTOS DE FUNDICION MAS• LOS PROPIOS DE FORJA

• DESALINEAMIENTO DE LA MATRIZ

• PUNTOS FRIOS

• BAJA TEMPERATURA DE FORJA

Diapositiva

90DEFECTOS DE SOLDADURA

• ESCORIAS

• POROSIDADES

• FALTA DE PENETRACION

• FALTA DE FUSION

• CONTRACCION

• MORDEDURA

• SOLAPADO

• GRIETAS Y FISURAS



Diapositiva

91DEFECTOS DE MAQUINADO

• FISURAS POR RECTIFICADO

• MAQUINADO GRUESO

• FALTA DE RADIO DE ACUERDO

Diapositiva

92DEFECTOS METALURGICOS

• DE TRATAMIENTOS TERMICOS – ESTRUCTURA MARTENSÍTICA

– ESTRUCTURA BAINITICA

– FERRITA ACICULAR

– ESFUERZOS RESIDUALES

TAMAÑO Y FORMA DE GRANO

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Diapositiva

93



Diapositiva

94

Diapositiva

95

corrosion y desgaste anÁlisis mtto automotriz2

Documents