presentacion de corrosion por picadura

Marisol Gutiérrez EstradaJorge Alberto Martínez Flores

CORROSIÓN LOCALIZADA•PICADURA

•HENDIDURAS

Corrosión localizada:

La corrosión localizada se produce cuando las áreas anódicas (de oxidación) y las catódicas (de reducción) están separadas unas de otras dando lugar a la disolución del metal en un área restringida. La corrosión localizada puede ocurrir tanto a escala microscópica como macroscópica de diversas formas.

CLASIFICACIÓN DE LOS

PROCESOS DE CORROSION

SEGUN LA FORMA

UNIFORME LOCALIZADA

Disolución uniforme de la superficie

Por placas Por grietas Por picado Intergranular Fisurante

CORROSIÓN POR PICADO

• La corrosión por picado es muy localizada y, eventualmente puede perforar el metal, de allí su peligrosidad.

• El picado es causado por la ruptura local de la película de óxido protector que cubre el metal.

• Frecuentemente las picaduras son difíciles de detectar ya que los pequeños agujeros son tapados por productos de corrosión y por ese motivo puede provocar fallos inesperados.


• Si bien la cantidad de metal que se disuelve es poca si ocurre una perforación podrá poner, por ejemplo, fuera de servicio un tubo de un intercambiador de calor, con la necesidad de la parada de planta para su recambio.

• Si ocurre el picado de un tanque, una cañería subterránea, etc., producirá severos daños en el ambiente (contaminación de suelos, fuentes de agua, etc) y pérdidas del producto.


• Los cloruros son aniones muy agresivos que causan picado en metales tales como aceros (al carbono e inoxidable) y aluminio y aleaciones entre otros.

• La disolución localizada en general se inicia en los lugares donde ocurren heterogeneidades superficiales tales como inclusiones, heterogeneidades en la composición o en la estructura cristalina.

CORROSIÓN POR HENDIDURA (CREVICE)

• Se produce en pequeñas cavidades o huecos formados por el contacto entre una pieza de metal igual o diferente a la primera, o más comúnmente con un elemento no- metálico.

• En las fisuras de ambos metales, que también pueden ser espacios en la forma del objeto, se deposita la solución que facilita la corrosión de la pieza.

• En estos casos, es una corrosión con ánodo estancado, ya que esa solución, a menos que sea removida, nunca podrá salir de la fisura. Además, esta cavidad se puede generar de forma natural producto de la interacción iónica entre las partes que constituyen la pieza.


• Ocurre al interior de hendiduras, huecos u otras áreas en las cuales se ha tapado por acción de empaques e empaques u otros elementos sólidos como pintura, caucho, o material terroso.

• Es un proceso altamente peligroso porque no se observa.


• Algunas formas de prevenir esta clase de corrosión son las siguientes:

– Rediseño del equipo o pieza afectada para eliminar fisuras.

– Cerrar las fisuras con materiales no-absorventes o incorporar una barrera para prevenir la humedad.

– Prevenir o remover la formación de sólidos en la superficie del metal.

FACTORES QUE PRODUCEN O FAVORECEN LA

CORROSIÓN LOCALIZADA a) Esfuerzo b) Erosión c) Cavitación d) Frotamiento e) Disolución selectiva f) Celdas de concentración

(aireación diferencial, diferencias de pH)

g) Presencia de microorganismos

h) Daño por hidrógeno i) Celdas galvánica

FACTORES QUE FAVORECEN O INDUCEN LA

CORROSIÓN

a) Corrosión por esfuerzo o tensión

• Se produce cuando se combina un ambiente corrosivo con tensiones intensas que actúan sobre el metal.

Los esfuerzos pueden estar originados por:

Presencia de metales con diferentes coeficientes de dilatación térmica. Diseños defectuosos. Transformaciones de una fase durante una soldadura.


CORROSIÓN a) Corrosión por esfuerzo o tensión

• La fisura comienza en general en una discontinuidad superficial y su frente avanza en forma perpendicular a las tensiones.

• Este tipo de corrosión se puede impedir eliminando o reduciendo la fuente de tensión, el ambiente corrosivo, cambiando el metal (ej: acero inoxidable por titanio en presencia de agua de mar), por protección catódica o uso de inhibidores.


CORROSIÓN

b) Por erosión – Se produce por el desgaste de la superficie en

contacto con un fluido cuyo movimiento es rápido.

– Se caracteriza por la aparición de surcos, valles, hoyos que en general se observan en la dirección del fluido.

– También ocasiona la abrasión de las películas protectoras de óxidos o cubiertas que protegen el materia, favoreciendo la disolución metálica.


CORROSIÓN • c) Por cavitación

Es causada por burbujas de vapor originadas por cambios bruscos de presión que chocan contra la superficie del metal y pueden provocar severos daños sobre el mismo, ocasionando el desprendimiento de películas superficiales, disminuyendo el espesor en zonas localizadas.


CORROSIÓN

d) Por frotamiento

Ocurre entre metales sometidos a vibración o deslizamiento. El óxido que se desprende puede actuar como abrasivo agravando aún más la situación.


CORROSIÓN

e) Por disolución selectiva (lixiviación) – Se produce en aleaciones en las que un metal se

disuelve en forma preferencial. – Un caso típico es el de los latones en los que el zinc

(aleado al cobre) se elimina selectivamente. – También en las aleaciones cobre-níquel con algo de

zinc, el zinc se elimina preferencialmente dejando una superficie esponjosa y débil.

– También ocurre con el estaño en aleaciones de cobre.


CORROSIÓN f) Celdas de concentración

(aireación diferencial, diferencia de pH)

• Las celdas de concentración de oxígeno se desarrollan cuando existe una diferencia en la concentración de oxígeno entre dos sitios de la superficie húmeda de un metal. Son especialmente importantes en el caso de metales que no desarrollan óxidos protectores como es el caso del hierro.

• Consideremos una celda de concentración con dos electrodos de hierro idénticos sumergidos en soluciones con distintas concentraciones de oxígeno como la que muestra la figura.


CORROSIÓN f) Celdas de concentración

(aireación diferencial, diferencia de pH)

• Qué electrodo será el ánodo?

• La reacción de la celda tenderá a igualar la concentración de oxígeno en ambos compartimientos por lo tanto donde hay mayor concentración de oxígeno éste se reducirá y los electrones necesarios serán provistos por la disolución del hierro del otro compartimiento que consecuentemente será el ánodo.

• Por lo tanto, en general las zonas más pobres de oxígeno serán ánodos y allí la corrosión del metal se acelerará.


CORROSIÓN g) Por microorganismos

• Los microorganismos se adhieren a la superficie metálica formando lo que se conoce como biofilm.

• El biofilm está constituido por una matriz de material polimérico en el que se encuentran embebidos los microorganismos, sus productos metabólicos y material inorgánico.

• Los microorganismos pueden acelerar el

proceso de corrosión localizada de diversas formas entre ellas:

• a) La remoción del oxígeno por parte de los microorganismos aeróbicos da lugar al empobrecimiento local del mismo, y a la aparición de celdas de concentración.


CORROSIÓN g) Por microorganismos

• b) Los productos metabólicos de distinta naturaleza tales como ácidos orgánicos, sulfuros, de características agresivas, favorecen el proceso de disolución de los óxidos pasivantes y del metal;

• c) Los microorganismos pueden romper localmente la película pasivante o los recubrimientos protectores creando sitios anódicos;

• d) Los microorganismos pueden degradar los inhibidores de corrosión o y la matriz polimérica puede impedir su difusión hacia la superficie metálica.


CORROSIÓN h) Daño por hidrógeno

• El ataque por hidrógeno es el que se produce por la reacción del hidrógeno con los carburos del acero formando metano y dando lugar a la formación de ampollas, huecos internos, decarburización, etc.

• El hidrógeno puede migrar desde la superficie hacia las inclusiones interiores donde se nuclea y genera aumento de presión que da lugar a deformaciones y rupturas.


CORROSIÓN

i) Celdas galvánica Dependerá de factores:

– Área relativa del cátodo y el ánodo.

– Composición del electrolito.

– Temperatura.

– Polarización.


CORROSIÓN

i) Celdas galvánica

• Cuando dos metales están en contacto y ambos están sumergidos en un electrolito fluirá corriente a través de ellos.

• El menos noble será el que actuará como ánodo y el más noble como cátodo.


CORROSIÓN ia) Influencia de la composición del electrolito sobre

las reacciones de la celda galvánica

• Consideremos una pila galvánica en la que los electrodos de hierro (Eo= -0.44 V) y cobre (Eo = 0.37 V) están sumergidos en una disolución acuosa. De acuerdo a las características de la solución podrán ocurrir diferentes reacciones catódicas que acompañarán a la reacción anódica de disolución del hierro:

Fe ---> Fe2+ + 2 e-

Tabla de Reacciones que ocurrirán en el cátodo de cobre de una celda galvánica Fe-Cu de acuerdo al electrolito

Reacción del cátodo que acompaña a la oxidación

del hierro

Electrolito

1. Deposición metálica del cobre Contiene iones Cu2+

2.Desprendimiento de hidrógeno No contiene iones Cu2+ y no contiene oxígeno

3.Reducción de oxígeno (solución ácida)

O2 + 4 H+ + 4 e---> 2 H2O

Solución ácida con oxígeno (aireada)

4. Reducción de oxígeno (solución alcalina o neutra)

O2 + 2 H2O + 4 e---> 4 OH-

Solución alcalina o neutra sin la presencia de iones cobre.


CORROSIÓN ib) Celdas galvánicas microscópicas

• Las celdas galvánicas pueden formarse también a nivel microscópico en metales y aleaciones por diferencias en su composición, estructura y concentración de tensiones.

• Teniendo en cuenta los factores metalúrgicos que le dan lugar podemos encontrar:

1. Celdas galvánicas por fronteras intergranulares

2. Celdas galvánicas multifásicas 3. Celdas galvánicas por impurezas.



1. En muchos metales las fronteras intergranulares son más activas que la matriz granular. El motivo de este comportamiento anódico se relaciona con la alta energía que tiene esta zona debido a la desorganización atómica, también puede existir segregación de soluto y migración de impurezas hacia las fronteras.

• Existen casos sin embargo en que el proceso es inverso y la frontera intergranular es el cátodo.



• Las figuras muestran la Corrosión en o cerca de las fronteras de grano.

• a) La frontera de grano es el ánodo de una celda galvánica y sufre corrosión

• b) La frontera de grano es el cátodo y las regiones adyacentes sirven de ánodos.



• 2. En una aleación de fase múltiple se crean celdas galvánicas entre las fases. Un ejemplo lo constituye la fundición de hierro gris perlítica que consta de hojuelas de grafito en una matriz perlítica. El grafito es más noble (más fácilmente reducible) que la matriz circundante creando celdas galvánicas muy activas.

• 3. Las impurezas en un metal o aleación pueden conducir a la precipitación de fases intermetálicas. Muchos metales contienen cierto grado de impurezas que es muy costoso eliminarlas y que dan lugar a la formación de regiones anódicas o catódicas muy pequeñas.

Posibles modos de controlar la corrosión

Control de la corrosiónSelección de

materialesRecubrimientos Diseño Protección

anódica y catódica

Control del medio

Metálicos No metálicos

Metálicos (cinc, estaño, cobre-níquel-cromo)

Inorgánicos (cerámicos y vidrio)

Orgánicos (lacas barnices, pinturas, materiales poliméricos)

Evitar excesos de tensiones

Evitar contacto de distintos metales

Evitar grietas Eliminar el

aire

Catódica (Corriente impresa

Anodos de sacrificio)

Anódica (corriente impresa)

Temperatura Velocidad Oxígeno Concentración

de iones Inhibidores Biocidas

Bibliografía:

• http://www.corrosion-doctors.org/

• http://www.corrosioncost.com/

• http://books.google.com.mx/Corrosion...

• http://www.textoscientificos.com/quimica/corrosion/tipos

• http://depa.pquim.unam.mx/labcorr/libro/Corrosion-picaduras.PDF

• http://www.ing.unlp.edu.ar/quimica/QCACOR2.htm

Gracias!!!

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