Edgar Estrada Garca3IM49N 9

EXAMEN1. QUE ES LA CORROSION?Con frecuencia la corrosin se confunde con un simple proceso de oxidacin siendo en realidad un proceso ms complejo, el cual puede puntualizarse como la gradual destruccin y desintegracin de los materiales debido a un proceso electro - qumico, qumico o de erosin debido a la interaccin del material con el medio que lo rodea.2. TIPOS DE CORROSIONLa corrosin puede ser clasificada como hmeda o seca, para la primera se requiere un lquido o humedad mientras que para la segunda, las reacciones se desarrollan con gases a alta temperatura.

CORROSION GALVANICA Y UNIFORME El ataque uniforme sobre grandes reas de una superficie metlica (Fig. No. 3b) es la forma ms comn de la corrosin y puede ser hmeda o seca, electroqumica o qumica, siendo necesario seleccionar los materiales de construccin y los mtodos de proteccin como pintura, para controlarla. Por otra parte, la corrosin uniforme es la forma ms fcil de medir, por lo que las fallas inesperadas pueden ser evitadas simplemente por inspeccin regular. La corrosin galvnica se presenta, cuando dos metales diferentes en contacto o conectados por medio de un conductor elctrico, son expuestos a una solucin conductora. En este caso, existe una diferencia en potencial elctrico entre los metales diferentes y sirve como fuerza directriz para el paso de la corriente elctrica a travs del agente corrosivo, de tal forma que el flujo de corriente corroe uno de los metales del par formado. Mientras ms grande es la diferencia de potencial entre los metales, mayor es la probabilidad de que se presente la corrosin galvnica debindose notar que este tipo de corrosin slo causa deterioro en uno de los metales, mientras que el otro metal del par casi no sufre dao.El metal que se corroe recibe el nombre de metal activo, mientras que el que no sufre dao se le denomina metal ms noble. La relacin de reas entre los dos metales es muy importante, ya que un rea muy grande de metal noble comparada con el metal activo, acelerar la corrosin, y por el contrario, una mayor rea del metal activo comparada con el metal noble disminuye el ataque del primero. La corrosin galvnica a menudo puede ser reconocida por el incremento del ataque junto a la unin de los metales, como se indica en la figura No. 3c y este tipo puede ser controlado por el uso de aislamientos o restringiendo el uso de uniones de metales cuando ellos forman diferencias de potencial muy grande en el medio ambiente en el que se encuentran. La diferencia de potencial puede ser medida, utilizando como referencia la serie galvnica de los metales y aleaciones que se presentan ms adelante, en la serie de los potenciales tipo (standard) de xido de reduccin. Otro mtodo para reducir la corrosin galvnica, es evitar la presencia de grandes reas de metal noble con respecto a las de metal activo. CORROSION POR EROSION Cuando el movimiento del medio corrosivo sobre la superficie metlica incrementa la velocidad de ataque debido a desgaste mecnico, este recibe el nombre de corrosin por erosin. La importancia relativa del desgaste mecnico y la corrosin, es a menudo difcil de establecer y varia grandemente de una situacin a otra, y el mecanismo de la erosin generalmente se atribuye a la remocin de pelculas superficiales protectoras, como por ejemplo, pelculas de xido formadas por el aire, o bien, productos adherentes de la corrosin. La corrosin por erosin, generalmente tiene la apariencia de picaduras poco profundas de fondo terso, como se ve en la figura No. 1d, y el ataque puede presentar tambin una distribucin direccional debido al camino seguido por el agente agresivo cuando se mueve sobre la superficie del metal, tal y como se muestra en la figura No. 3d. La corrosin por erosin prospera en condiciones de alta velocidad, turbulencia, choque, etc., y frecuentemente se observa en impulsores de bombas, agitadores y en codos y cambios de direccin de tuberas. Los lquidos con suspensin conteniendo partculas slidas duras pueden igualmente causar este tipo de problema. La corrosin por erosin puede ser evitada por cambios de diseo o por seleccin de materiales ms resistentes. La corrosin por cavitacin y desgaste (fretting) son formas especiales de la corrosin por erosin. La primera es causada por la formacin y colapso de burbujas de vapor en la superficie del metal. Las altas presiones producidas por este colapso pueden disolver el metal, remover las partculas protectoras, etc.La corrosin por desgaste (fretting) ocurre cuando las piezas de metal se deslizan una sobre la otra, causando dao mecnico a una o ambas piezas (Figura No. 3e) y el deslizamiento es generalmente un resultado de la vibracin. La corrosin se cree que juega uno de los siguientes papeles: el calor de la friccin oxida el metal y a continuacin el xido se desgasta, o bien, la remocin mecnica de las partculas protectoras de xido, o los productos de la corrosin resultantes, dan como resultado la exposicin de superficies limpias del metal al medio agresivo, en tal forma que el fenmeno corrosivo se acelera. La corrosin por deslizamiento se atena utilizando materiales de construccin ms duros, empleando lubricacin o bien incrementando la friccin hasta un punto tal en que el deslizamiento es imposible. CORROSION POR AGRIETAMIENTO Las condiciones ambientales en una grieta, pueden con el tiempo volverse muy diferentes de las existentes en una superficie limpia y abierta, por lo que un medio ambiente muy agresivo puede desarrollar y causar corrosin en las grietas (figura No. 3f). Las grietas o hendeduras generalmente se encuentran en los empaques, traslapes, tornillos, remaches, etc., y tambin pueden formarse por depsitos de suciedad, productos de la corrosin y raspaduras en las pelculas de recubrimiento. La corrosin por agrietamiento, generalmente se atribuye a los siguientes factores: a).- Cambios de acidez en la grieta o hendidura. b).- Escasez de oxgeno en la grieta. c).- Desarrollo de iones diferentes en la hendidura. d).- Agotamiento de Inhibidor en la grieta. Al igual que todas las formas de corrosin localizada, la corrosin por agrietamiento no ocurre en todas las combinaciones metal-agente corrosivo, y algunos materiales son ms susceptibles para producirla que otros, como por ejemplo aqullos que dependen de las pelculas protectoras de xido formadas por el aire para adquirir su resistencia a la corrosin, tal y como sucede con el acero inoxidable y el titanio. Estos materiales pueden ser aleados para mejorar su resistencia y el diseo deber hacerse de tal manera, que se reduzcan las hendiduras, tratando de mantener las superficies limpias para combatir este tipo de corrosin.CORROSION POR PICADURA La corrosin por picadura se presenta por la formacin de orificios en una superficie relativamente inatacada y las picaduras pueden tener varias formas (figura No. 3g). La forma de una picadura es a menudo responsable de su propio avance, por las mismas razones mencionadas en la corrosin por agrietamiento, es decir, una picadura puede ser considerada como una grieta o hendidura formada por s misma. Para reducir la corrosin por picadura se necesita una superficie limpia y homognea, por ejemplo, un metal homogneo y puro con una superficie muy pulida deber ser generalmente, mucho ms resistente que una superficie que tenga incrustaciones, defectos o rugosidad. La corrosin por picadura es un proceso lento que puede llevarse meses y aos antes de ser visible, pero que naturalmente, causar fallas inesperadas. El pequeo tamao de la picadura y las minsculas cantidades de metal que se disuelven al formarla, hacen que la deteccin de sta sea muy difcil en las etapas iniciales. La limpieza de la superficie y la seleccin de materiales conocidos, resistentes a la formacin de picaduras en un medio ambiente determinado, es generalmente el camino ms seguro para evitar este tipo de corrosin.

CORROSION POR EXFOLIACION Y DISOLUCION SELECTIVA La corrosin por exfoliacin es una corrosin subsuperficial que comienza sobre una superficie limpia, pero se esparce debajo de ella y difiere de la corrosin por picadura en que el ataque tiene una apariencia laminar. Capas completas de material son corrodas (figura No. 3h) y el ataque es generalmente reconocido por el aspecto escamoso y en ocasiones ampollado de la superficie. Al final del ataque, una muestra tiene la apariencia de un mazo de barajas en el cual algunas de las cartas han sido extradas. Este mecanismo es bien conocido en las aleaciones de aluminio y se combate utilizando aleaciones y tratamientos trmicos. La corrosin por disolucin selectiva se produce al efectuarse la remocin de uno de los elementos de una aleacin siendo el ejemplo ms comn la eliminacin del zinc en aleaciones de cobre-zinc, conocido con el nombre de dezincificacin. Este fenmeno corrosivo produce un metal poroso (figura 3i) que tiene propiedades mecnicas muy pobres y obviamente el remedio a este caso es el empleo de aleaciones que no sean susceptibles a este proceso.CORROSION INTERGRANULAR O INTERCRISTALINA Para entender este tipo de ataque es necesario considerar que cuando un metal fundido se cuela en un molde, su solidificacin comenz con la formacin de ncleos al azar, cada uno de los cuales crece en un arreglo atmico regular para formar lo que se conoce con el nombre de granos o cristales. El arreglo atmico y los espaciamientos entre las capas de los granos, son los mismos en todos los cristales de un metal dado; sin embargo, debido a la nucleacin al azar, los planos de los tomos en las cercanas de los granos no encajan perfectamente bien y el espacio entre ellos recibe el nombre de lmite de grano. Si se dibuja una lnea de 2.5 cm de longitud sobre la superficie de una aleacin, esta deber cruzar aproximadamente 1 000 lmites de grano. Los lmites de grano son a veces atacados preferencialmente por un agente corrosivo y el ataque se relaciona con la segregacin de elementos especficos o por la formacin de un compuesto en el lmite. La corrosin generalmente ocurre, porque el agente corrosivo ataca preferencialmente el lmite de grano o una zona adyacente a l, que ha perdido un elemento necesario para tener una resistencia a la corrosin adecuada. En un caso severo de corrosin nter cristalina, granos enteros se desprenden debido a la deterioracin completa de sus lmites (figura No. 3j), en cuyo caso, la superficie aparecer rugosa al ojo desnudo y se sentir rasposa debido a la prdida de los granos. El fenmeno de lmite de grano que causa la corrosin Inter cristalina, es sensible al calor por lo que la corrosin de este tipo, es un subproducto de un tratamiento trmico como la soldadura o el relevado de esfuerzos y puede ser corregido por otro tipo de tratamiento trmico o por el uso de una aleacin modificada.

CORROSION DE FRACTURA POR TENSIN La accin conjunta de un esfuerzo de tensin y un medio ambiente corrosivo, dar como resultado en algunos casos, la fractura de una aleacin metlica. La mayora de las aleaciones son susceptibles a este ataque, pero afortunadamente el nmero de combinaciones aleacin corrosivo que causan este problema, son relativamente pocas. Sin embargo, hasta la fecha, este es uno de los problemas metalrgicos ms serios. Los esfuerzos que causan las fracturas provienen de trabajos en fro, soldadura, tratamiento trmicos, o bien, pueden ser aplicados en forma externa durante la operacin del equipo. Las fracturas pueden seguir caminos nter cristalinos o transcristalinos (figura No. 3k) que a menudo presentan una tendencia a la ramificacin.Algunas de las caractersticas de la corrosin de fractura por tensin, son las siguientes: a) Para que esta corrosin exista, se requiere un esfuerzo de tensin. b) Las fracturas se presentan quebradizas en forma macroscpica, mientras que las fallas mecnicas de la misma aleacin, en ausencia de un agente corrosivo especifico, generalmente presentan ductibilidad. c) La corrosin por esfuerzos depende de las condiciones metalrgicas de la aleacin. d) Algunos medios ambientes especficos, generalmente causan fractura en una aleacin dada. El mismo medio ambiente no causa fracturas en otras aleaciones. e) La corrosin por esfuerzo puede ocurrir en medios ambientes considerados no agresivos para una aleacin dada, por ejemplo la velocidad de corrosin uniforme es baja hasta que se presenta una fractura. f) Largos periodos de tiempo, a menudo aos, pueden pasar antes de que las fracturas sean visibles, pero entonces al presentarse, se propagan rpidamente con el resultado de una falla inesperada. g) La corrosin por esfuerzo, no est completamente entendida en la mayora de los casos; sin embargo, en la actualidad se dispone de muchos datos para ayudar al ingeniero a evitar este problema. Para combatir la corrosin de fracturas por tensin, es necesario realizar el relevado de esfuerzo o seleccionar un material ms resistente. El trmino de fragilizacin por hidrgeno se confunde frecuentemente con la corrosin de fractura por tensin, debido a que el hidrgeno desempea una funcin en algunos casos de sta y para distinguir la fragilizacin por hidrgeno de la corrosin de fractura por tensin, es conveniente juzgar los siguientes conceptos: a) La fractura debido al hidrgeno introducido en el metal sin corrosin de ste, por ejemplo, en la proteccin catdica, no es definitivamente corrosin de fractura por tensin. b) La fractura debido al hidrgeno producida por una alta velocidad de corrosin uniforme como en el decapado, tampoco es corrosin de fractura por tensin porque no se necesita tener un esfuerzo mientras el hidrgeno se produce y la fractura se presenta posteriormente cuando la tensin es aplicada despus de la reaccin corrosiva con liberacin de hidrgeno. c) Cuando el hidrgeno se produce por corrosin local en una fractura o picadura sobre un metal sometido a esfuerzo de tensin y resulta una propagacin en la fractura, entonces s se considera que la corrosin pertenece al tipo de corrosin de fractura por tensin. La corrosin por fatiga, es una forma especial del tipo de corrosin de fractura por tensin y se presenta en ausencia de medios corrosivos, debido a esfuerzos cclicos repetidos. Estas fallas son muy comunes en estructuras sometidas a vibracin continua.La corrosin por fatiga, se incrementa naturalmente con la presencia de un medio agresivo, de tal forma que el esfuerzo necesario para producir la corrosin por fatiga, se reduce en algunas ocasiones hasta la mitad del necesario, para producir la falla en aire seco (figura No. 3 l).

3. DIAGRAMAS DE CORROSIONPara el caso del fierro y del Acero, que son los materiales de construccin ms comunes, el proceso de corrosin considera la formacin de pequeas pilas galvnicas en toda la superficie expuesta, presentndose un flujo de electrones de las zonas andicas donde se disuelve el fierro hacia las zonas catdicas donde se desprende hidrogeno o se forman iones hidroxilo (lcali); para cerrar el circuito elctrico se requiere la presencia de un electrolito proporcionado por el medio. El siguiente diagrama muestra esta situacin.

Las zonas andicas y catdicas son ocasionadas por diferencias en la estructura cristalina, restos de escoria y oxido en general, as como a diferencias de composicin en la superficie de los Aceros comerciales. De acuerdo con la figura anterior, adems de los procesos en el metal tienen un papel preponderante la cantidad de oxigeno presente y la conductividad elctrica del medio.4. FORMAS DE EVITAR LA CORROSIONA la fecha se cuenta con varios mtodos que han resultado ser los ms prcticos para controlar la corrosin del Acero, cuya seleccin para cada caso depender de las condiciones del medio y de factores tcnico - econmicos. Estos mtodos pueden justificarse a travs de un anlisis del mecanismo de corrosin mostrado en la figura, en la siguiente forma:- PROTECCIN CATDICA.El proceso de corrosin del Acero considera un flujo de electrones que abandonan la superficie metlica con la consecuente disolucin del Acero en forma de iones Fe++. Durante la proteccin catdica a travs de un circuito elctrico externo o sistema de nodos de sacrificio, se imprime corriente a la superficie metlica invirtiendo el sentido del flujo de electrones y evitando as la disolucin del fierro. Este mtodo se utiliza preferentemente en tuberas y estructuras enterradas o sumergidas. nodos de sacrificio (Zinc) distribuidos a lo largo del casco de embarcaciones de aceroLingote de Zinc soldado al casco de un Barco Camaronero como nodo de sacrificio

- INHIBIDORES DE LA CORROSIN.Este mtodo considera el uso de pequeas cantidades de compuestos orgnicos o inorgnicos capaces de formar una pelcula o barrera adherente en la superficie del Acero por atraccin elctrica o por una reaccin, evitando el acceso de los agentes corrosivos.Estos compuestos se caracterizan por las altas cargas elctricas en los extremos de sus molculas capaces de ser atradas por la superficie a proteger; desafortunadamente esta atraccin no es permanente siendo necesaria una dosificacin constante en el medio. Este mtodo se utiliza preferentemente en donde existen medios fluidos de recirculacin.- USO DE RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS.Este mtodo al igual que el anterior considera la formacin de una barrera que impida en lo posible el acceso de los agentes corrosivos a la superficie metlica; no obstante, la barrera es formada a partir de la aplicacin de una dispersin liquida de una resina y un pigmento, con eliminacin posterior del solvente, obtenindose una pelcula slida adherida a la superficie metlica. Su durabilidad est condicionada a la resistencia que presente esta pelcula al medio agresivo. Su uso est muy generalizado en la proteccin de estructuras e instalaciones areas o sumergidas.09 DE FEBRERO DE 2015