I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A L

E S C U E L A S U P E R IO R D E IN G E N IE R IA Q U IM IC A E IN D U S T R IA S

E X T R A C T IV A S

RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS

CON ZINC Y SU APLICACION

T e s i s P r o f e s i o n a l

Q U E P A R A O B T E N E R E L T I T U L O D E

I N G E N I E R O Q U I M I C O I N D U S T R I A L

P R E S E N T A

H E C T O R P O N S F R I A S

M E X I C O , D . F . 1 9 8 4

.fcE

Sfy

' ' f e g v /SI CKI I M í JA

IN ST IT U T O POLITECN ICO N A C IO N A L 'ESCUf c l A SUP ER IO R D E I N G E N I E R IA Q U IM i C A E I NDUSTR IAS E X TR ACT IV A S

D IV I S I ON DE S I STEMAS DE T I T U LAC IO N

UM .C \U l>N I'L f.LICA México, D. F.4 de Enero-de 1984

C HECTOR PONS FRIAS.Pasante de Ingeniero QUIMICO INDUSTRIAL. Presente

1970-1974

El tema de trabajo y/o tesis para su examen profesional en la opción TESIS TRADICIONAL INDIVIDUAL,

es propuesto por el C. ING. JORGE IBARRA OLVERA. quien será el responsable

de la calidad de trabajo que usted presente, referida a! tema “ RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS CON ZINC Y .APLICACION.el cus u m í - . , „

cual deberá usted desarrollar de acuerdo con el siguiente orden

RESUMEN.INTRODUCCION.

I.- GENERALIDADES.II.- RECUBRIMIENTOS RICOS EN ZINC.

III.- CALCULO DE UN REACTOR PARA LA HIDROLISIS DE SILICATO DE ETILO.

IV.- CONCLUSIONES..V .- TABLAS TECNICAS.

mrg'

A l g r a n r e c u e r d o d e m i i n o l v i d a b l e Ma d r e , q u i e n q u i z á c o n s u c á l i d a p r e s e n , c i a e s t a t e s i s , h u b i e r a c u l m i n a d o - - a ñ o s a t r a s . . . " n u n c a t e o l v i d a r é mamá"

A m i e s p o s a L u l ü , m i f i e l c o m p a ñ e r a , - c o n t o d o m i a m o r , q u i e n h a s a b i d o h a ­c e r d e m i c o n s u c o n f i a n z a e i n v a l u a - b l e s c o n s e j o s u n g r a n h o m b r e c a p a z d e a f r o n t a r l a m á s d u r a a d v e r s i d a d . - Q u i e n h a l l e n a d o m i v i d a d e a m o r y — s e n t i m i e n t o s , h a f o r t a l e c i d o m i e s p í ­r i t u y me h a i m p u l s a d o c o n s t a n t e m e n t e h a c i a l a s u p e r a c i ó n .

A t í P a p á . . . q u e s i e m p r e c o n t u g r a n s e m b l a n z a y c a p a c i d a d d e c o n v e n c i m i e n t o y m á s q u e n a d a c o n t u g r a n e j e m p l o d e u n a v i d a l l e n a d e r e c t i t u d y h o n e £ t i d a d p a r a a l c a n z a r s i e m p r e l o m á s — a n h e l a d o , me d i s t e l o m á s d i f í c i l s em b r a n d o e n m i e l e s p í r i t u d e l u c h a y - s u p e r a c i ó n , p a r a p o d e r d e c i r h o y - " P a d r e , g r a c i a s " , a q u í e s t á t u o b r a .

T e a d o r a t u h i j o .

A m i h i j o m u y q u e r i d o H é c t o r A u g u s t o , q u e l l e g ó a m i v i d a e n s e ñ á n d o m e e l s e n t i m i e n t o d e p a d r e , d á n d o m e a s í l a o p o r t u n i d a d d e d e s c u b r i r l a m á s f u e r t e y - v e r d a d e r a m a n e r a d e a m a r a u n s e r h u m a n o .

C o n t o d o m i a m o r d e p a d r e a m i s h i j o s : J a i m e R o d r i g o y A b r a h a m D a v i d , q u e c o n s u a r r i v o a e s t e m u n d o v i n i e r o n a r e - - f o r z a r l a l u c h a p a r a p o d e r s a l i r a d e — l a n t e e n m i v i d a a f e c t i v a y p r o f e s i o — n a l .

A O r a l i a , l a m a d r e m i e s p o s a , c o n g r a n r e s p e t o y c a r i ñ o , q u i e n c o n s u c o m p a — ñ í a y c o n s t a n t e a y u d a n o s h a b r i n d a d o u n a v i d a m á s a p a c i b l e y f a m i l i a r , y a q u i e n n o d e j o d e m e n o s p r e c i a r s u d e s i n t e r e s a d o d e s e o p o r m i s u p e r a c i ó n p r o - - f e s i o n a l .

I N D I C E

RESUMEN . .

I N T R O D U C C I O N .

C A P I T U L O I . T E O R I A DE LA C O R R O S I O N .

C o r r o s i ó n , d e f i n i c i o n e s y a s p e c t o s e c o n ó m i c o s . P o r a t a q u e u n i f o r m e .E l e c t r o q u í m i c a .G a l v á n i c a o b i m e t á l i c a .P o r c e l d a s .I n t e r c n s t a l m a .P o r d i s o l u c i ó n s e l e c t i v a .P o r g r a f í t i z a c i ó n .P o r d e s g a s t e .P o r t e n s i ó n o e s f u e r z o .

- P o r f a t i g a .P o r d a ñ o d e h i d r ó g e n o .C o r r o s i ó n - E r o s i ó n .C o r r o s i ó n b i o l ó g i c a .

M a t e r i a l e s s u j e t o s a c o r r o s i ó n .

S i s t e m a s d e P r o t e c c i ó n A n t i c o r r o s i v a .S e l e c c i ó n d e m a t e r i a l e s d e c o n s t r u c c i ó n . A l t e r a c i ó n d e l m e d i o c o r r o s i v o .D i s e ñ o a n t i c o r r o s i v o .P r o t e c c i ó n C a t ó d i c a y A n ó d i c a . R e c u b r i m i e n t o s a n t i c o r r o s i v o s .

C A P I T U L O I I . R E C U B R IM I E N T O S R I C O S EN Z I N C .

R e c u b r i m i e n t o s r i c o s e n z i n c .P r i n c i p a l e s á r e a s d e e m p l e o .S i l i c a t o i n o r g á n i c o c om o v e h í c u l o .H u l e c l o r a d o c om o v e h í c u l o .R e s m a e p ó x i c a c o m o v e h í c u l o .S i l i c a t o o r g á n i c o c om o v e h í c u l o .P r i m a r i o d e p r e t r a t a m i e n t o .G u í a d e s e l e c c i ó n d e a c u e r d o a s u c o m p o r t a ­m i e n t o .G u í a d e a p l i c a c i ó n p a r a s u s e l e c c i ó n .

1556789

10111212131415

17

191921252834

44474851515355

5759

¿Po r q u é s e p r e f i e r e e l e m p l e o d e l o s p r i m a r i o s — i n o r g á n i c o s b a s e s o l v e n t e a l o s d e m á s r e c u b n m i e n t o s r i c o s e n z i n c ? .

P r o d u c t o s q u e p u e d e n s e r a l m a c e n a d o s y t r a n s p o r t a ­d o s e n t a n q u e s r e c u b i e r t o s c o n i n o r g á n i c o s d e z i n c b a s e s o l v e n t e .

G u í a p a r a p r o t e c c i ó n d e a c e r o n u e v o c o n i n o r g á n i ­c o d e z i n c c o n t r a g a l v a n i z a d o .

C A P I T U L O I I I . D I S E Ñ O DE UN R EACTOR PARA LA H I D R O L I S I S DE S I L I C A T O DE E T I L O .

H i d r ó l i s i s d e S i l i c a t o d e E t i l o .

E l e c c i ó n d e l t i p o d e r e a c t o r m á s a d e c u a d o .

C o n s i d e r a c i o n e s d e c á l c u l o .

C A P I T U L O I V . S E R I E G A L V A N I C A 0 AUTOMOTR IZ DE ALGUNOS METALES Y A L E A C I O N E S C O M E R C I A L E S .

S e n e g a l v á n i c a o a u t o m o t r i z d e a l g u n o s m e t a l e s y a l e a c i o n e s c o m e r c i a l e s . ( T a b l a 1 ) .

P r i n c i p a l e s c a u s a n t e s d e l a c o r r o s i ó n b i o l ó g i c a .

P r o p i e d a d e s d e l o s h u l e s s i n t é t i c o s .

L i s t a d e r e f e r e n c i a d e i n h i b i d o r e s a l a c o r r o s i ó n .

R e q u e r i m i e n t o s d e c o r r i e n t e p a r a p r o t e c c i ó n a n ó d i c a e n v a r i o s s i s t e m a s .

C o m p a r a c i ó n e n t r e p r o t e c c i ó n a n ó d i c a y c a t ó d i c a .

A n o d o s p a r a c o r r i e n t e i m p r e s a .

C a r t a d e r e s i s t e n c i a q u í m i c a .

C O N C L U S I O N E S .

B I B L I O G R A F I A .

60

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R E S U M E N

I . G E N E R A L I D A D E S .

E n e s t e c a p í t u l o s e t r a t a n a s p e c t o s g e n e r a l e s s o b r e l a t e o r í a d e l a c o r r o s i ó n e n s u s d i v e r s a s f o r m a s h a c i e n d o u n a d e s c r i p c i ó n d e c a d a u n a d e e l l a s , y s e e n f a t i z a e l e f e c t o s o ­b r e l o s f a c t o r e s e c o n o m í a , s e g u n d a d y c o n s e r v a c i ó n a p l i c a d o s a c u a l q u i e r i n d u s t r i a . T a m b i é n s e m e n c i o n a n t o d o s a q u e l l o s - m a t e r i a l e s q u e s o n s u s c e p t i b l e s d e c o r r o e r s e y s u s c a r a c t e r Í £ t i c a s , a s í c om o l o s p r i n c i p a l e s m é t o d o s p a t a p r e v e n i r l a c o — r r o s i ó n c o m o l o e s l a p r o t e c c i ó n c a t ó d i c a y l o s r e c u b n m i e n — t o s a n t i c o r r o s i v o s c o m ú n m e n t e l l a m a d a s p i n t u r a s i n d u s t r i a l e s o m a r i n a s .

I I . R E C U B R IM I E N T O S R I C O S EN Z I N C .

S i n d u d a u n o d e l o s r e c u b r i m i e n t o s m á s i m p o r t a n t e s e n t o d o t i p o d e i n d u s t r i a y q u e c a d a d í a t o m a n m á s i m p o r t a n — c í a p o r s u s c a r a c t e r í s t i c a s g a l v á n i c a s d e e x c e l e n t e p r o t e c - - c i ó n a l o s m e t a l e s . S e m e n c i o n a n e n e s t e c a p í t u l o m u c h a s d e s u s p r i n c i p a l e s a p l i c a c i o n e s a s í c o m o l a s v a r i e d a d e s e x i s t e n ­t e s d e e s t o s p r o d u c t o s y l a s c a r a c t e r í s t i c a s d e s u e s t r u c t u — r a , y l a r e s i s t e n c i a q u e b r i n d a n a l o s p r i n c i p a l e s a g e r t e s — q u í m i c o s . F i n a l m e n t e s e h a b l a s o b r e l o s r e c u b r i m i e n t o s q u e - s o n c o m p a t i b l e s c o n l o s r i c o s e n z i n c c om o s i s t e m a s e f e c t i v o s d e p r o t e c c i ó n a n t i c o r r o s i v a .

I I I . D I S E Ñ O DE UN R EACTOR .

D e b i d o a q u e l a e l a b o r a c i ó n d e i n o r g á n i c o s d e z i n c e m p l e a e n s u f o r m u l a c i ó n u n s i l i c a t o d e e t i l o d e i m p o r t a c i ó n q u e d e b e s e r h i d r o l i z a d o , s e c a l c u l a a q u í u n r e a c t o r p a r a h i - d r o l i z a r d i c h o p r o d u c t o q u e s i r v a p a r a f o r m u l a r e l v e h í c u l o - e n l a f a b r i c a c i ó n d e i n o r g á n i c o s d e z i n c .

I V . TABLAS T E C N I C A S .

S e t i e n e a q u í u n c o m p e n d i o d e a l g u n a s t a b l a s d e u t i _ l i d a d c om o l o s o n : s e r i e g a l v á n i c a , r e s i s t e n c i a q u í m i c a d e — l o s h u l e s s i n t é t i c o s , i n h i b i d o r e s d e c o r r o s i ó n , r e q u e r i m i e n ­

t o s d e c o r r i e n t e p a r a p r o t e c c i ó n a n ó d i c a , c o m p a r a c i ó n e n t r e p r o t e c c i ó n a n ó d i c a y c a t ó d i c a , c a r t a d e r e s i s t e n c i a q u í m i c a d e l o s r e c u b r i m i e n t o s a n t i c o r r o s i v o s y s i s t e m a s a n t i c o r r o s i ­v o s a b a s e d e r e c u b r i m i e n t o s a p l i c a d o s a l a i n d u s t r i a d e l p e t r ó l e o .

I N T R O D U C C I O N

T o d a l a i n d u s t r i a e n M é x i c o t i e n e q u e v e r d e u n a — f o r m a u o t r a c o n p r o b l e m a s d e c o r r o s i ó n y n o n e c e s a r i a m e n t e - l a s p l a n t a s q u í m i c a s d o n d e h a y v a p o r e s y d e r r a m e s d e s u s t a n — c í a s á c i d a s o a l c a l i n a s , s i n o c u a l q u i e r f á b r i c a q u e t i e n e i n s t a l a c i o n e s m e t á l i c a s a l a i n t e m p e r i e y p r i n c i p a l m e n t e a q u e - - l i a s q u e s e u b i c a n e n l a s c o s t a s n e c e s i t a n r e c u r r i r a a l g ú n - m e d i o d e p r o t e c c i ó n a n t i c o r r o s i v a .

E l p r e s e n t e t r a b a j o p u e d e s e r d e g r a n u t i l i d a d a t o d o s a q u e l l o s I n g e n i e r o s q u e d e u n a f o r m a u o t r a a f r o n t e n p r o ­b l e m a s p a r a l a p r e v e n c i ó n d e l a c o r r o s i ó n t a n t o p a r a e v i t a r - a c c i d e n t e s c o m o p a r o s e n l a s p l a n t a s y s o b r e t o d o p a r a d i s m i — n u i r l o s g a s t o s d e m a n t e n i m i e n t o . L a e l e c c i ó n d e u n r e c u b r i ­m i e n t o a d e c u a d o e s m u y i m p o r t a n t e e n m u c h o s c a s o s , p a r a e v i — t a r c o n t a m i n a c i ó n d e l p r o d u c t o c o m o e l c a s o d e p l a n t a s a l i m e n t a n a s .

A s i m i s m o p u e d e s e r u n m a n u a l d e c o n s u l t a p a r a a q u e ­l l o s e n c a r g a d o s d e l a i n g e n i e r í a d e d e t a l l e d e c u a l q u i e r p r o ­y e c t o i n d u s t r i a l d o n d e s e e s p e c i f i c a n l o s s i s t e m a s a n t i c o r r o ­s i v o s a d e c u a d o s c o n f o r m e l a s d i v e r s a s c o n d i c i o n e s d e e x p o s i — c i ó n . L o m i s m o l o c o n s u l t a r á n t o d o s a q u e l l o s q u e c o n s t r u y e n e n l o s p u e r t o s o d o n d e h a y a a m b i e n t e h ú m e d o c o m o e s e l c a s o - d e a s t i l l e r o s y t a l l e r e s d e p a i l e r í a .

F i n a l m e n t e s e r á t a m b i é n d e u t i l i d a d a t o d o e l e s t u ­d i a n t e p r o f e s i o n a l q u e d e s e e c o n s u l t a r a l g ú n d a t o o a m p l i a r - s u s c o n o c i m i e n t o s s o b r e e s t e t e m a d e l q u e p o c o s e h a b l a e n l a c a r r e r a y q u e e n l a i n d u s t r i a e s d e v i t a l i m p o r t a n c i a .

1

C A P I T U L O I

T E O R I A DE LA C O R R O S I O N

E x i s t e n m ú l t i p l e s m a n e r a s d e d e f i n i r l o q u e e s l a c o r r o s i ó n , c a d a u n a d e l a s c u a l e s e x p r e s a l a s c o n s e c u e n c i a s d e s t r u c t i v a s d e e s t e f e n ó m e n o . E n t r e l a s d e f i n i c i o n e s m á s - s i g n i f i c a t i v a s e x i s t e n l a s s i g u i e n t e s :

l a . L a d e s t r u c c i ó n o d e t e r i o r a c i ó n d e u n m a t e r i a l p o r r e a c c i ó n c o n s u m e d i o a m b i e n t e .

2a . L a d e s t r u c c i ó n d e l o s m a t e r i a l e s p o r m e d i o s - q u e n o s o n d i r e c t a m e n t e m e c á n i c o s .

L a s d e f i n i c i o n e s a n t e r i o r e s d e c o r r o s i ó n s o n g e n e ­r a l e s y a b a r c a n e n e l l a s a t o d o s l o s m a t e r i a l e s q u e s e u t i l i ^ z a n e n l a i n d u s t r i a d e l a c o n s t r u c c i ó n , t r á t e s e d e m a t e r i a ­l e s m e t á l i c o s c o m o s o n h i e r r o , a c e r o , c o b r e , z i n c , a l e a c i o — n e s m e t á l i c a s , e t c . , o m a t e r i a l e s n o m e t á l i c o s c o m o e l c o n ­c r e t o , p l á s t i c o s , c e m e n t o , m a d e r a , e t c .

E n e l c a s o d e l o s m a t e r i a l e s m e t á l i c o s y e n e s p e ­c i a l d e l h i e r r o y e l a c e r o , l a c o r r o s i ó n s e p u e d e d e f i n i r d e l a s i g u i e n t e m a n e r a :

E s l a d e s t r u c c i ó n d e u n m e t a l p o r r e a c c i o n e s — q u í m i c a s o e l e c t r o q u í m i c a s ( o a m b a s ) c o n s u m e d i o a m b i e n t e .

E s e l i n v e r s o d e l a m e t a l u r g i a e x t r a c t i v a . L a p r i m e r a d e f i n i c i ó n s e e x p l i c a p o r s i s o l a , s i n e m b a r g o p a r a l a s e g u n d a s e t o m a e n c o n s i d e r a c i ó n q u e l a m a y o r í a d e l o s me t a l e s c o m u n e s s o n i n e s t a b l e s o s e a q u í m i c a m e n t e a c t i v o s e n - a l g u n o s a m b i e n t e s y p o r l o t a n t o t i e n d e n a r e t o r n a r a l a s — c o m b i n a c i o n e s m á s e s t a b l e s . L o s ó x i d o s m e t á l i c o s s o n l o s -- e j e m p l o s m á s r e p r e s e n t a t i v o s d e e s t a s c o m b i n a c i o n e s e s t a ­b l e s .

P o r e j e m p l o , e l h i e r r o y e l a c e r o s o n g a n a d o r e s d e ó x i d o s y t i e n e n p o r t a n t o u n a t e n d e n c i a n a t u r a l a r e t o r n a r - a c o m b i n a c i o n e s c o n o x í g e n o , s u l f a t o s , c a r b o n a t o s , e t c . , c o n l a c o n s e c u e n t e l i b e r a c i ó n 'de e n e r g í a .

2

L a f i g u r a N o . 1 m u e s t r a q u e l a r e a c c i ó n F e O F en o e s e x p o n t á n e a , h a y q u e i n v e r t i r m u c h a e n e r g í a p a r a 1 l e v a i ^ l a a c a b o , y a q u e l a e n t a l p i a l i b r e (G) d e l h i e r r o ( F e ) e s - c o n s i d e r a b l e m e n t e m á s a l t a q u e l a e n t a l p i a l i b r e d e l ó x i d o - f e r r o s o ( F e O ) . C o m o c o n s e c u e n c i a , e l h i e r r o ( F e ) n o p u e d e - s e r e s t a b l e , s i n o q u e s i e m p r e t i e n d e a c o n v e r t i r s e e n ó x i d o f e r r o s o ( F eO ) .

E s n e c e s a r i o e n t e n d e r q u e l a c o r r o s i ó n i n v o l u c r a - u n c a m b i o q u í m i c o y q u e e l d e t e r i o r o d e l o s m a t e r i a l e s p o r - c a u s a s f í s i c a s n o d e b e s e r l l a m a d a c o r r o s i ó n , s i n o d e s c r i t a c o m o E r o s i ó n . E n a l g u n o s c a s o s , e l a t a q u e q u í m i c o ( c o r r o - - s i ó n ) s e a c o m p a ñ a d e d e t e r i o r a c i ó n f í s i c a ( e r o s i ó n ) , p o r l o q u e e s t e f e n ó m e n o s e d e s c r i b e c o m o " C o r r o s i ó n - E r o s i ó n " .

L a i m p o r t a n c i a d e l o s e s t u d i o s d e l a c o r r o s i ó n e s ­t á t r i p l e m e n t e c i m e n t a d a . L a p r i m e r a á r e a s i g n i f i c a t i v a e s l a E C O N O M I A , q u e i n c l u y e e l o b j e t i v o d e r e d u c i r p é r d i d a s d e m a t e r i a l r e s u l t a n t e d e l a c o r r o s i ó n d e t u b e r í a s , t a n q u e s , — c o m p o n e n t e s m e t á l i c o s d e m a q u i n a r i a , b a r c o s , p u e n t e s , e s t r u c t u r a s m a r i n a s , e t c . L a s e g u n d a á r e a e s l a S E G U R I D A D d e o p e r a c i ó n d e l e q u i p o , e l c u a l p o r l a c o r r o s i ó n , p u e d e f a l l a r — c o n c o n s e c u e n c i a s c a t a s t r ó f i c a s ; p o r e j e m p l o : r e c i p i e n t e s a p r e s i ó n , r e c i p i e n t e s m e t á l i c o s p a r a m a t e r i a l e s r a d i o a c t i ­v o s , c a l e n t a d o r e s , c a b l e s d e p u e n t e s , c o m p o n e n t e s d e a v i o - - n e s , m e c a n i s m o s a u t o m o t r i c e s , e t c . L a t e r c e r á r e a e s l a CON S E R V A C I O N a p l i c a d a p r i m e r o a l n u e v o s u m i n i s t r o d e m a t e r i a l e s p r i n c i p a l m e n t e m e t a l e s ; e l s u m i n i s t r o m u n d i a l d e é s t o s e s l_i m i t a d o y s u d e s p e r d i c i o i n c l u y e l a s c o r r e s p o n d i e n t e s p é r d i — d a s d e l a s r e s e r v a s d e a g u a , e n e r g í a y q u e e s t á n a s o c i a d a s - c o n l a p r o d u c c i ó n y f a b r i c a c i ó n d e e s t r u c t u r a s m e t á l i c a s .

N o m e n o s i m p o r t a n t e e s e l l o g r o d e l a c o n s e r v a ­c i ó n d e l e s f u e r z o h u m a n o p a r a d i s e ñ a r y r e c o n s t r u i r e l e q u i ­p o m e t á l i c o c o r r o í d o y e s t a r d i s p o n i b l e p a r a o t r o s p r o p ó s i — t o s .

C o m ú n m e n t e , e l m o t i v o p r i n c i p a l p a r a l o s e s t u d i o s d e i n v e s t i g a c i ó n e n p r o b l e m a s d e c o r r o s i ó n e s t á p r o v i s t o p o r e l f a c t o r e c o n ó m i c o . L a s p é r d i d a s s o s t e n i d a s a ñ o c o n a ñ o — p o r l a i n d u s t r i a , l a m i l i c i a , l a m u n i c i p a l i d a d y l a c i u d a d a ­n í a e n g e n e r a l a s c i e n d e a m u c h o s m i l e s d e m i l l o n e s d e p e s o s .

L a s p é r d i d a s e c o n ó m i c a s p o r p r o b l e m a s d e c o r r o s i ó n e s t á n d i v i d i d a s e n d o s t i p o s :

1 ) . P é r d i d a s D i r e c t a s .

2 ) . P é r d i d a s I n d i r e c t a s .

3

S e e n t i e n d e p o r p é r d i d a s d i r e c t a s l o s c o s t o s o n g i n a d o s p o r e l r e e m p l a z o d e l a s e s t r u c t u r a s y m a q u i n a r i a o s u s c o m p o n e n t e s c o r r o í d o s , i n c l u y e n d o l a l a b o r o m a n o d e o b r a .

L a m e d i d a d e l o s c o s t o s d i r e c t o s e s t á i l u s t r a d a — p o r l a n e c e s i d a d d e r e e m p l a z a r c a d a a ñ o v a n o s m i l l o n e s d e - c a l e n t a d o r e s d o m é s t i c o s d e b i d o a f a l l a s p o r c o r r o s i ó n . 0 s i m i l a r m e n t e l a n e c e s i d a d d e r e e m p l a z a r a n u a l m e n t e m i l l o n e s d e e s c a p e s a u t o m o t r i c e s t o t a l m e n t e c o r r o í d o s .

L a s p é r d i d a s d i r e c t a s i n c l u y e n e l c o s t o e x t r a d e - u s a r m e t a l e s r e s i s t e n t e s a l a c o r r o s i ó n y a l e a c i o n e s e n v e z d e a c e r o a l c a r b o n o , é s t e t i e n e a d e c u a d a s p r o p i e d a d e s m e c á n ¿ c a s p e r o n o s u f i c i e n t e r e s i s t e n c i a a l a c o r r o s i ó n . S e t i e — n e n t a m b i é n l o s c o s t o s d e g a l v a n i z a c i ó n o n i q u e l - p l a t i n a d o - d e l a c e r o , d e a d i c i o n a r a l a g u a i n h i b i d o r e s d e c o r r o s i ó n o - d e h u m i d i f i c a r c u a r t o s d e a l m a c e n a j e p a r a e q u i p o m e t á l i c o .

L a s p é r d i d a s i n d i r e c t a s s o n m á s d i f í c i l e s d e c o n s i d e r a r p e r o u n a d e s c r i p c i ó n b r e v e d e p é r d i d a s t í p i c a s d e e s t a c l a s e d a n l a c o n c l u s i ó n d e q u e e l l a s a d i c i o n a n m u c h o s m i l e s d e m i l l o n e s a l a s p é r d i d a s d i r e c t a s y a d e s c r i t a s .

E n t r e l a s p é r d i d a s i n d i r e c t a s s e t i e n e n l a s o c a s i o n a d a s p o r l a s s i g u i e n t e s c i r c u n s t a n c i a s :

1 . - P A R O S . A m e n u d o h a y q u e p a r a r u n a p l a n t a e n t e r a o u n a p a r t e d e u n p r o c e s o d e b i d o a u n a f a l l a p o r c o r r o - - s i ó n e n a l g ú n e l e m e n t o d e l m i s m o . U n a i n s p e c c i ó n p e r i ó d i c a d e l e q u i p o p u e d e a y u d a r a r e d u c i r e l r i e s g o d e u n p a r o N O — PROGRAMADO . E l r e e m p l a z o d e u n t u b o c o r r o í d o e n u n a r e f i n e ­r í a d e a c e i t e e s u n e j e m p l o t í p i c o d e e s t a c l a s e d e p r o b l e — m a s , e n e l c u a l e l c o s t o d i r e c t o p o r l a o p e r a c i ó n d e l r e e m — p l a z o d e l t u b o p u e d e s e r d e u n o s c u a n t o s c i e n t o s d e p e s o s , - p e r o e l p a r o d e l a u n i d a d m i e n t r a s s e r e p a r a p u e d e c o s t a r v a n o s c i e n t o s d e m i l e s d e p e s o s p o r h o r a e n p r o d u c c i ó n p é r d i ­d a .

2 . - P E R D I D A D E L P R O D U C T O . E s t e p r o b l e m a e s m u y — c o m ú n e n s i s t e m a s d e t u b e r í a y t a n q u e s d e a l m a c e n a m i e n t o c o ­r r o í d o s . E s t a s p é r d i d a s c o n t i n ú a n h a s t a q u e s e h a c e l a r e p a r a c i ó n c o r r e s p o n d i e n t e . E l a n t i c o n g e l a n t e e n u n a u t o m ó v i l - p u e d e p e r d e r s e a t r a v é s d e u n r a d i a d o r c o r r o í d o o e l g a s s a ­l i e n t e d e u n t u b o p u e d e p e n e t r a r a l s ó t a n o d e u n e d i f i c i o — c a u s a n d o u n a e x p l o s i ó n .

L a f u g a d e u n p r o d u c t o n o p u e d e s e r p e r m i t i d a y má x i m e s i s e t r a t a d e u n p r o d u c t o d e a l t o c o s t o , d e t a l m a n e r a

4

que u n a i n s p e c c i ó n c o n t i n u a d e b e h a c e r s e e n t o d o s l o s e l e m e n t o s d e u n a p l a n t a .

3 .- P E R D I D A DE LA E F I C I E N C I A . L a c o r r o s i ó n y l o s p r o d u c t o s r e s u l t a n t e s d e l a m i s m a s o n c a u s a d e i n n u m e r a b l e s p r o b l e m a s ; u n o d e l o s c u a l e s e s s i n d u d a l a p é r d i d a d e l a — e f i c i e n c i a e n e l e q u i p o , e s t r u c t u r a o t u b e r í a e n q u e s e p r e ­s e n t a e l p r o b l e m a . U n e j e m p l o t í p i c o s e t i e n e e n l o s s i s t e ­m a s d e t u b e r í a s , e n l o s c u a l e s S e p r e s e n t a n t a p o n a m i e n t o s — p o r h e r r u m b r e q u e h a c e n n e c e s a r i o u n i n c r e m e n t o e n l a c a p a c i d a d d e b o m b e o l o q u e s e t r a d u c e e n u n m a y o r c o s t o d e o p e r a — c i ó n . O t r o e j e m p l o e s e l d e l a s m á q u i n a s d e c o m b u s t i ó n í n — t e r n a , e n d o n d e l o s a n i l l o s d e l o s p i s t o n e s y l a s p a r e d e s d e l o s c i l i n d r o s s o n c o n t i n u a m e n t e c o r r o í d o s p o r l o s g a s e s y — c o n d e n s a d o s d e c o m b u s t i ó n . L a s p é r d i d a s d e d i m e n s i o n e s c r í ­t i c a s , c o n d u c e n a l e x c e s i v o c o n s u m o d e a c e i t e y g a s o l i n a y - s o n c a u s a d a s p o r c o r r o s i ó n a m e n u d o i g u a l o m a y o r q u e l a s — c a u s a d a s p o r e l u s o .

4 .- C O N T A M I N A C I O N D E L P R O D U C T O . E n a l g u n o s c a s o s , e l v a l o r c o m e r c i a l d e u n p r o d u c t o d e p e n d e e s e n c i a l m e n t e d e - s u p u r e z a y c a l i d a d . L a a u s e n c i a d e c o n t a m i n a c i ó n d e l p r o — d u c t o e s u n f a c t o r v i t a l e n l a m a n u f a c t u r a d e p l á s t i c o s - - t r a n s p a r e n t e s , p i g m e n t o s , a l i m e n t o s , m e d i c i n a s , e t c . A v e — c e s u n a c o n t a m i n a c i ó n p r o v o c a u n a d e s c o m p o s i c i ó n c a t a l í t i c a , e n e s t o s c a s o s h a y q u e u s a r m a t e r i a l e s m u y r e s i s t e n t e s a l a C o r r o s i ó n .

U n a m u y p e q u e ñ a c a n t i d a d d e c o b r e l e v a n t a d o p o r l i g e r a c o r r o s i ó n d e u n a t u b e r í a d e c o b r e o e q u i p o d e b r o n c e — p u e d e d a ñ a r u n l o t e e n t e r o d e j a b ó n , y a q u e l a s s a l e s d e c o ­b r e a c e l e r a n l a a c i d e z d e l o s j a b o n e s y a c o r t a n e l t i e m p o -- q u e p u e d e n s e r a l m a c e n a d o s a n t e s d e u s a r s e .

E l e q u i p o d e p l o m o , q u e e s m u y d u r a b l e , n o e s t á -- p e r m i t i d o e n l a p r e p a r a c i ó n d e a l i m e n t o s y b e b i d a s d e b i d o a l a s p r o p i e d a d e s t ó x i c a s q u e i m p a r t e n p e q u e ñ í s i m a s c a n t i d a d e s d e s a l e s d e p l o m o .

5 . - S O B R E D I S E S O DE I N S T A L A C I O N E S . E s t e f a c t o r e s m u y c o m ú n e n e l d i s e ñ o d e r e a c t o r e s , c a l e n t a d o r e s , c o n d e n s a ­d o r e s , t a n q u e s d e a l m a c e n a m i e n t o y e s t r u c t u r a s m a r i n a s .

D e b i d o a q u e s e d e s c o n o c e n l a s v e l o c i d a d e s d e c o — r r o s i ó n o a q u e l o s m é t o d o s p a r a e l c o n t r o l d e l a m i s m a s o n i n c i e r t o s , l o s e q u i p o s s o n a m e n u d o d i s e ñ a d o s m u c h o m á s p e s a d o s q u e l o q u e l a s p r e s i o n e s n o r m a l e s d e o p e r a c i ó n o e l e s —

5

f u e r z o a p l i c a d o s o b r e e l l o s r e q u e r i r á n p a r a a s e g u r a r u n p e — r í o d o d e v i d a r a z o n a b l e .

C o n l o s c o n o c i m i e n t o s a d e c u a d o s s o b r e c o r r o s i ó n , - e s t e f a c t o r p u e d e s e r e l i m i n a d o y l o s e s t i m a d o s d e v i d a ú t i l d e e q u i p o s e i n s t a l a c i o n e s p u e d e n s e r h e c h o s c o n m a y o r s e g u ­n d a d s i m p l i f i c a n d o a d e m á s e l u s o d e m a t e r i a l e s y m a n o d e — o b r a .

6 . - E F E C T O S S O B R E LA S E G U R I D A D Y C O N F I f i B I L I D A D . -L a s e g u n d a d e s u n o d e l o s f a c t o r e s m á s i m p o r t a n t e s e n l a i n d u s t n a e n g e n e r a l y s o b r e t o d o e n l a d e p r o d u c t o s t ó x i c o s - y p e l i g r o s o s c o m o s o n l a s q u e m a n e j a n á c i d o s a m u y a l t a s c o n c e n t r a c i o n e s , e x p l o s i v o s , m a t e r i a l e s r a d i o a c t i v o s , e t c . L a c u e s t i ó n d e p é r d i d a s d e s a l u d o d e l a v i d a a c a u s a d e u n a — e x p l o s i ó n ; f a l l a i m p r e d e c i b l e d e a l g ú n e q u i p o q u í m i c o ; a c c i ­d e n t e s d e a v i o n e s , t r e n e s o a u t o s a t r a v é s d e f a l l a s r e p e n t ^ i ñ a s p o r c o r r o s i ó n d e p a r t e s c r í t i c a s , e s h o y e n d í a u n p r o — b l e m a m u y s e n o . L a s p é r d i d a s i n d i r e c t a s p o r e s t e t i p o d e - p r o b l e m a s s o n m u y d i f í c i l e s d e v a l o r a r y e s t á n m á s a l l á d e - l a i n t e r p r e t a c i ó n e n d i n e r o .

L a c o r r o s i ó n s e p u e d e d i v i d i r e n d o s g r a n d e s g r u —p o s :

a ) . C o r r o s i ó n h ú m e d a o " c o r r o s i ó n " ( p r o c e s o s e l e c t r o q u í m i c o s ) .

b ) . C o r r o s i ó n s e c a u " o x i d a o i ó n " ( c o m b i n a c i ó n d i ­r e c t a ) .

L a " c o r r o s i ó n p r o p i a m e n t e d i c h a s e p r e s e n t a e n m u y d i v e r s a s f o r m a s , p o r l o q u e e s c o n v e n i e n t e c l a s i f i c a r l a s e — g ú n l a f o r m a e n l a c u a l a p a r e c e . E n g r a n m a y o r í a d e c a s o s , u n e x a m e n m i n u c i o s o p e r m i t e c l a s i f i c a r e l t i p o d e c o r r o s i ó n .

1 ) . C o r r o s i ó n p o r a t a q u e u n i f o r m e . E s t e t i p o d e c o r r o s i ó n e s m u y c o m ú n y s e c a r a c t e r i z a p o r u n a r e a c c i ó n s o ­b r e l a s u p e r f i c i e e n t e r a d e l m e t a l ( s u s t r a t o ) , r e d u c i e n d o p a u l a t i n a m e n t e s u e s p e s o r h a s t a l l e g a r f i n a l m e n t e a l a r u p t u r a . E s t e d e s g a s t e e s c a u s a d o p o r l a e x p o s i c i ó n e n u n m e d i o d e t e r m i n a d o y r e p r e s e n t a e l m a y o r p o r c e n t a j e d e d e s t r u c c i ó n d e m e t a l e s , p u e d e p r e v e n i r s e , o r e d u c i r s e c o n e l e m p l e o d e - r e c u b r i m i e n t o s a d e c u a d o s , i n h i b i d o r e s o p r o t e c c i ó n c a t ó d i c a .

2 ) . C o r r o s i ó n e l e c t r o q u í m i c a . L a t e o r í a b á s i c a -

6

d e c o r r o s i ó n e l e c t r o q u í m i c a r e q u i e r e u n á n o d o , u n c á t o d o , — u n a s o l u c i ó n e l e c t r o l í t i c a y u n f l u j o d e e l e c t r o n e s e n t r e e l á n o d o y e l c á t o d o .

E s t e m e d i o e l e c t r o q u í m i c o e x i s t e e n l o s m a t e r i a l e s m e t á l i c o s u t i l i z a d o s e n l a i n d u s t r i a d e l a c o n s t r u c c i ó n y a - q u e l o s á n o d o s y l o s c á t o d o s s i e m p r e e x i s t e n e n t o d a s l a s — p i e z a s m e t á l i c a s . E s t o s á n o d o s y c á t o d o s s o n c a u s a d o s p o r - i m p e r f e c c i o n e s d e l a s u p e r f i c i e , o r i e n t a c i ó n d e l a s p a r t í c u ­l a s , f a l t a d e h o m o g e n e i d a d d e l m e t a l , v a r i a c i ó n d e l m e d i o — a m b i e n t e , f u e r z a s l o c a l i z a d a s , e s c o r i a s d e l a m i n a c i ó n , p r o — d u c t o s d e o x i d a c i ó n , e t c . L a s o l u c i ó n e l e c t r o l í t i c a s e f o r ­ma p o r e l m e d i o c o r r o s i v o : h u m e d a d , s a l i n i d a d , v a p o r e s qu l r tKL e o s , s o l u c i o n e s q u í m i c a s , e t c . , o e n m u c h o s c a s o s l a c o m b i n a c i ó n d e é s t o s .

3 ) . C o r r o s i ó n g a l v á n i c a o b i m e t á l i c a . E s t e t i p o d e c o r r o s i ó n s e r e f i e r e a l o q u e o c u r r e c u a n d o s e t i e n e n d o s m e t a l e s d i f e r e n t e s e n p r e s e n c i a d e u n a s o l u c i ó n c o r r o s i v a o c o n d u c t o r a ( e l e c t r o l í t i c a ) . E n e s t e c a s o q u e d a e s t a b l e c i d o u n p o t e n c i a l e l é c t r i c o e n t r e l o s d o s m e t a l e s y u n a c o r r i e n t e d e e l e c t r o n e s f l u y e y c a u s a u n a c o r r o s i ó n e n e l á n o d o .

L a f u e r z a a c t i v a n t e ( D r i v i n g F o r c é ) p a r a l a c o ­r r i e n t e e l é c t r i c a y p a r a l a c o r r o s i ó n e s l a d i f e r e n c i a d e p o t e n c i a l e n t r e l o s m e t a l e s . L a t e o r í a d e l a f u e r z a e l e c t r o m o t r i z d e l o s m e t a l e s e s t a b l e c e q u e l o s m e t a l e s l o c a l i z a d o s e n l a p a r t e d e a r r i b a e n l a s e r i e e l e c t r o m o t r i z ( o s e n e g a l v á ­n i c a ) s e r á n c o r r o í d o s y p r e f e r e n t e m e n t e p r o t e g e r á n a l o s m e ­t a l e s l o c a l i z a d o s e n l a p a r t e m á s b a j a .

S i e n u n a s u p e r f i c i e d e a c e r o s e t i e n e e s c o r i a d e l a m i n a c i ó n u ó x i d o , d e b e e s p e r a r s e q u e e x i s t a c o r r o s i ó n g a l ­v á n i c a d e b i d o a l a d i f e r e n c i a d e p o t e n c i a l e x i s t e n t e , e n t r e e l m e t a l b a s e y l a e s c o r i a d e l a m i n a c i ó n y e l ó x i d o . E n e s ­t e c a s o e l m e t a l b a s e a c t u a r á c o m o á n o d o c o r r o y é n d o s e .

iL a t a b l a ( 1 ) d e l c a p í t u l o t a b l a s t é c n i c a s m u e s t r a -

u n a l i s t a d e l o s m e t a l e s m á s c o m u n e s , o r d e n a d o s d e a c u e r d o - a l a s e r i e e l e c t r o m o t r i z , c o n l o s m e t a l e s m á s a c t i v o s a l - - p r i n c i p i o d e l a l i s t a . E n t r e m á s a l t a e s l a p o s i c i ó n e n l a l i s t a , m a y o r e s l a t e n d e n c i a d e l m e t a l a c o r r o e r s e o s a c r i f i ­c a r s e c o n p r e f e r e n c i a a l o s o t r o s m e t a l e s c u a n d o e s t é n l o s - d o s c o n e c t a d o s y e n p r e s e n c i a d e u n e l e c t r ó l i t o . E s t o e x p l i c a l a p r o t e c c i ó n d e s u p e r f i c i e s d e a c e r o e m p l e a n d o r e c u b r í — m i e n t o s r i c o s e n z i n c . S i n e m b a r g o p a r a q u e e l z i n c c u m p l a a d e c u a d a m e n t e s u f u n c i ó n y s e s a c r i f i q u e p a r a p r o t e g e r a l — a c e r o d e b e p r e s e n t a r l a m a y o r s u p e r f i c i e d e c o n t a c t o p o s i b l e

7

c o n e s t e ú l t i m o .

4 ) . C o r r o s i ó n p o r C e l d a s . E n l a c o r r o s i ó n p o r — c e l d a s s e c o n s i d e r a n b á s i c a m e n t e t r e s t i p o s , d e p e n d i e n d o d e l a s r e a c c i o n e s d e c o r r o s i ó n :

a . - C e l d a s d e e l e c t r o d o s n o - s i m i l a r e s .

C o m o e j e m p l o d e e s t e t i p o d e c e l d a s d e c o r r o — s i ó n s e f o r m a n l a s s i g u i e n t e s : u n m e t a l q u e c o n t i e n e e n l a - s u p e r f i c i e i m p u r e z a s c o n d u c t o r a s d e l a e l e c t r i c i d a d c o m o u n a f a s e s e p a r a d a , o u n t u b o d e c o b r e c o n e c t a d o a u n o d e h i e r r o o u n a p r o p e l a d e b r o n c e e n c o n t a c t o c o n e l c a s c o d e a c e r o d e u n b a r c o . T a m b i é n s e i n c l u i r á n c o m o e s t e t i p o d e l m e t a l t r a b a j a n d o e n f r í o e n c o n t a c t o c o n e l m i s m o m e t a l r e c o c i d o .

b . - C e l d a s d e c o n c e n t r a c i ó n .

E s t a s s o n c e l d a s q u e t i e n e n d o s e l e c t r o d o s - - i d é n t i c o s c a d a u n a e n c o n t a c t o c o n l a s o l u c i ó n d e d i f e r e n t e c o m p o s i c i ó n ; y h a y d o s c l a s e s :

L a p r i m e r a e s l l a m a d a " c e l d a d e c o n c e n t r a c i ó n s a l i _ n a " y e s t á f o r m a d a p o r d o s e l e c t r o d o s d e l m i s m o m a t e r i a l e x ­p u e s t o s a u n a s o l u c i ó n e l e c t r o l í t i c a d e d i f e r e n t e c o n c e n t r a ­c i ó n . E n e s t e c a s o p a r t i c u l a r e l á n o d o t i e n d e a d i s o l v e r s e ( e l e c t r o d o e n c o n t a c t o c o n e l e l e c t r ó l i t o d e m e n o r c o n c e n t r a

c i ó n ) y a d e p o s i t a r s e s o b r e e l o t r o e l e c t r o d o q u e f u n c i o n a r á c o m o c á t o d o .

L a s e g u n d a e s l l a m a d a " c e l d a d e a e r e a c i ó n d i f e r e n ­c i a l " . E n l a p r á c t i c a , é s t a r e s u l t a m á s i m p o r t a n t e e i n c l u ­y e d o s e l e c t r o d o s d e l m i s m o m e t a l i n m e r s o e n u n e l e c t r ó l i t o d e l a m i s m a c o n c e n t r a c i ó n p e r o c o n d i f e r e n t e a e r e a c i ó n . L a d i f e r e n c i a d e l a c o n c e n t r a c i ó n d e o x í g e n o p r o d u c e u n a d i f e - - r e n c i a d e p o t e n c i a l q u e o r i g i n a u n f l u j o d e c o r r i e n t e d e l c á t o d o a l á n o d o . E l e l e c t r o d o i n m e r s o e n e l e l e c t r ó l i t o c o n - m a y o r c o n c e n t r a c i ó n d e l o x í g e n o f u n c i o n a c o m o c á t o d o , m i e n — t r a s q u e e l o t r o l o h a c e c o m o á n o d o .

E s t e t i p o d e c e l d a s e p r e s e n t a e n l a s h e n d i d u r a s d e j a d a s p o r e l t r a s l a p e d e p l a c a s m e t á l i c a s , d e b i d o a q u e l a c o n c e n t r a c i ó n d e o x í g e n o e s m e n o r d e n t r o d e l a h e n d i d u r a q u e e n c u a l q u i e r o t r a p a r t e . L a s c e l d a s d e a e r e a c i ó n d i f e r e n - - c i a l u s u a l m e n t e i n i c i a n p i c a d u r a s e n l o s a c e r o s i n o x i d a b l e s , a l u m i n i o , n í q u e l y o t r o s d e l o s l l a m a d o s m e t a l e s p a s i v o s , — c u a n d o e s t á n e x p u e s t o s a a m b i e n t e s a c u o s o s , t a l c o m o a g u a d e m a r .

L o s c o m p o n e n t e s d e e s t a s c e l d a s s o n e l e c t r o - - d o s d e l m i s m o m e t a l e n d o n d e c a d a u n o d e e l l o s e s t á a d i f e — r e n t e t e m p e r a t u r a , s u m e r g i d o s e n u n e l e c t r ó l i t o d e l a m i s m a c o n c e n t r a c i ó n i n i c i a l .

E n l a s o l u c i ó n e l e c t r o l í t i c a e l e l e c t r o d o q u e s e - e n c u e n t r a a l a t e m p e r a t u r a m á s a l t a e s e l c á t o d o y e l e l e c ­t r o d o a l a t e m p e r a t u r a m á s b a j a e s c l á n o d o . E s t a r e g l a n o s i e m p r e s e c u m p l e , y a q u e p a r a e l c a s o d e l a p l a t a l a p o l a r i d a d e s a l r e v é s . P a r a e l h i e r r o s u m e r g i d o e n s o l u c i o n e s d e c l o r u r o d e s o d i o a e r e a d a s , c l e l e c t r o d o c a l i e n t e e s a n ó d i c o a l m e t a l m á s f r í o d e l a m i s m a c o m p o s i c i ó n ; p e r o p a s a d a s a l g u ñ a s h o r a s y d e p e n d i e n d o d e l a a e r e a c i ó n , v e l o c i d a d d e a g i t a ­c i ó n y d e q u e s i l o s e l e c t r o d o s e s t á n i n t e r c o n e c t a d o s l a p o ­l a r i d a d p u e d e i n v e r t i r s e .

E s t e t i p o d e c e l d a s s e l o c a l i z a n e n c a m b i a d o r e s d e c a l o r , h e r v i d o r e s , c a l e n t a d o r e s d e i n m e r s i ó n y e q u i p o s i m i - - l a r .

E n l a p r á c t i c a l a s c e l d a s r e s p o n s a b l e s d e l a c o r r o s i ó n p u e d e s e r u n a c o m b i n a c i ó n d e e s t o s t r e s t i p o s .

c . - C e l d a s d e t e m p e r a t u r a d i f e r e n c i a l .

5) . C o r r o s i ó n I n t e r c n s t a l i n a . L o s m e t a l e s t e c n o ­l ó g i c o s y s u s a l e a c i o n e s s o n s ó l i d o s c r i s t a l i n o s y s e c o m p o ­n e n d e u n c o n j u n t o f o r m a d o p o r u n a g r a n c a n t i d a d d e p e q u e ñ o s c r i s t a l e s ( g r a n o s ) d e s u p e r f i c i e i r r e g u l a r o r i e n t a d o s a l - - a z a r . L a s p r o p i e d a d e s d e e s t o s m a t e r i a l e s d e n o m i n a d o s p o l i - c r i s t a l i n o s , s e b a s a n d i r e c t a m e n t e e n e l t i p o d e e n l a c e e n ­t r e s u s c o m p o n e n t e s y e n s u e s t r u c t u r a . L o s p r i n c i p a l e s t i ­p o s d e e s t r u c t u r a c r i s t a l i n a s o n l o s s i g u i e n t e s :

a . - C ú b i c a a c u e r p o c e n t r a d o ( C C u C ) .

E j e m p l o s : L a s e s t r u c t u r a s d e l h i e r r o y e l a c e r o -c o n v e n c i o n a l .

b . ~ C ú b i c a a c a r a s c o n c e n t r a d a s ( C C a C ) .

E n t r e l o s m a t e r i a l e s c o n e s t e t i p o d e e s t r u c t u r a - e s t á n l o s a c e r o s i n o x i d a b l e s a u s t e n í t i c o s , p l o m o , c o b r e , a l u m i n i o , e t c .

c . - H e x a g o n a l c o m p a c t a ( h e ) .

C o m o l a e s t r u c t u r a d e l z i n c , m a g n e s i o , e t c .

T o d a s e s a s e s t r u c t u r a s c r i s t a l i n a s p r e s e n t a n u n a - z o n a d e l g a d a e n d e s o r d e n e n t r e l o s g r a n o s q u e s e c o n o c e n c o ­m o " L í m i t e d e g r a n o " . L a c u a l s e c a r a c t e r i z a p o r p o s e e r u n a e n e r g í a m a y o r q u e e l i n t e r i o r d e l a e s t r u c t u r a , p o r l o q u e - e s m á s s u s c e p t i b l e a l o s a t a q u e s c o r r o s i v o s . E s t a a n o m a l í a e s d e b i d a a d e f i c i e n c i a s e n l o s p r o c e s o s d e f a b r i c a c i ó n d e - l a s a l e a c i o n e s .

L a s c a u s a s d e u n a c o r r o s i ó n i n t e r c r i s t a l i n a p u e d e ns e r :

a ) . I m p u r e z a s s e g r e g a d a s e n l o s l í m i t e s d e g r a n o .

b ) . E n r i q u e c i m i e n t o d e u n e l e m e n t o d e a l e a c i ó n e n l o s l í m i t e s d e g r a n o .

c ) . E m p o b r e c i m i e n t o d e u n o d e l o s e l e m e n t o s d e — a l e a c i ó n e n l o s l í m i t e s d e g r a n o .

S e c o n c l u y e q u e l a " c o r r o s i ó n i n t e r c r i s t a l i n a o i n t e r g r a n u l a r c o n s i s t e e n l a p o l a r i z a c i ó n d e l a s p a r t í c u l a s me t á l i c a s , e n l a s c u a l e s u n a s c u a n t a s a c t ú a n c o m o á n o d o c o n t r a l a m a y o r í a q u e a c t ú a c o m o c á t o d o " .

U n e j e m p l o d e e s t e f e n ó m e n o o c u r r e e n e l l a t ó n , — d o n d e l o s l í m i t e s d e g r a n o s o n m á s r i c o s e n z i n c y p o r t a n — t o , m e n o s r e s i s t e n t e s a l a c o r r o s i ó n . O t r o e j e m p l o c l á s i c o e s l a c o r r o s i ó n i n t e r c r i s t a l m a d e l o s a c e r o s i n o x i d a b l e s — p o r a g o t a m i e n t o d e c r o m o e n l o s l í m i t e s .

6 ) . C o r r o s i ó n p o r D i s o l u c i ó n S e l e c t i v a . L a d i s o ­l u c i ó n s e l e c t i v a e s e l p r o c e s o d e c o r r o s i ó n e n e l c u a l u n o - d e l o s e l e m e n t o s d e u n a s o l u c i ó n s ó l i d a o a l e a c i ó n s e d i s u e l _ v e p r e f e r e n t e m e n t e d e p e n d i e n d o d e l m e d i o d o n d e s e e n c u e n t r e ” p o r e j e m p l o , t e n e m o s l a d i s o l u c i ó n s e l e c t i v a d e l z i n c e n e l l a t ó n l l a m a d a d e z i n q u i f i c a c i ó n . P r o c e s o s s i m i l a r e s o c u r r e n e n o t r o s t i p o s d e a l e a c i ó n e n l a s c u a l e s s e d i s u e l v e n l o s — e l e m e n t o s a l u m i n i o , f i e r r o , c o b a l t o , c r o m o e n t r e o t r o s .

C a r a c t e r í s t i c a s d e l a D e z i n q u i f i c a d a . - L a s e c c i ó n d e z i n q u i f i c a d a s i e m p r e e s m u y d é b i l , p e r m e a b l e y m u y p o r o s a ; e l m a t e r i a l q u e d a f r á g i l y c o n u n a r e s i s t e n c i a m e c á n i c a m u y b a j a , o r i g i n a n d o a m e n u d o u n a f a l l a m e c á n i c a d e e q u i p o , t r a ­b a j a n d o c o n p r e s i ó n e n e l i n t e r i o r : L a z o n a d e z i n q u i f i c a d a - e s e x p u l s a d a . L a d e z i n q u i f i c a c i ó n d e u n a s o l u c i ó n s ó l i d a e £ t á d e t e r m i n a d a e n f u n c i ó n d e l t i e m p o y d e l a a g r e s i v i d a d d e l m e d i o .

1 0

E s t e t i p o d e c o r r o s i ó n c a s i n o m o d i f i c a l a s d i m e n ­s i o n e s n i e l p e s o d e l m a t e r i a l , d e t a l f o r m a q u e e n l a p r á c ­t i c a e s a v e c e s d i f í c i l d a r s e c u e n t a q u e h u b o u n a d e z i n q u i f i c a c i ó n , s o b r e t o d o s i e l m a t e r i a l e s t á r e c u b i e r t o d e p o l v o , l o d o o p r o d u c t o s d e c o r r o s i ó n .

M e c a n i s m o d e D e z i n q u i f i c a c i ó n . S e d i s t i n g u e n d o s t i p o s d e d e z i n q u i f i c a c i ó n : L a u n i f o r m e o d e c a p a s y l a l o - - c a l . E n e l p r i m e r c a s o , l a c a p a d e a l e a c i ó n p e r d i ó s u z i n c h a s t a u n a c i e r t a p r o f u n d i d a d d e t e r m i n a d a p o r e l t i e m p o y l a a g r e s i v i d a d d e l m e d i o c o r r o s i v o . E n e l s e g u n d o c a s o , e x i s t e u n a r e a c c i ó n l o c a l d e s o l u b i l i d a d d e l z i n c .

U s u a l m e n t e , l a d e z i n q u i f i c a c i ó n u n i f o r m e o d e c a — p a s o c u r r e e n a l e a c i o n e s c o n u n a l t o c o n t e n i d o d e z i n c y e n m e d i o s c l a r a m e n t e á c i d o s . L a d e z i n q u i f i c a c i ó n l o c a l e s m á s t í p i c a p a r a a l e a c i o n e s d e b a j o c o n t e n i d o d e z i n c y m e d i o s a l_ c a l i n o s , n e u t r o s o l i g e r a m e n t e á c i d o s . S i n e m b a r g o , e x i s t e n e x c e p c i o n e s a e s t a r e g l a .

E s p o s i b l e d i s m i n u i r l a d e z i n q u i f i c a c i ó n r e d u c i e n ­d o e l p o d e r a g r e s i v o d e l m e d i o ( p o r e j e m p l o : e l i m i n a n d o e l - o x í g e n o ) o p o r p r o t e c c i ó n c a t ó d i c a . S i n e m b a r g o , e s t o s m é t o d o s n o s o n e c o n ó m i c o s p a r a l a p r á c t i c a . E s m á s u s u a l e l e g i r u n t i p o d e a l e a c i ó n m e n o s s u s c e p t i b l e , e s d e c i r , m á s r e s i s — t e n t e o n o b l e .

7 ) . C o r r o s i ó n p o r G r a f i t i z a c i ó n . S e c o n s i d e r a c o m o u n p r o c e s o d e d i s o l u c i ó n s e l e c t i v a q u e s e r e a l i z a s o b r e - t o d o e n m e d i o s m u y d é b i l e s . E s t e f e n ó m e n o s o l o o c u r r e e n — l a s f u n d i c i o n e s g r i s e s , l a s c u a l e s s e " g r a f i t i z a n " ( L a s u p e r f i c i e p a r e c e s e r p u r o g r a f i t o y s e d e s p r e n d e f á c i l m e n t e " .

E l t é r m i n o g r a f i t i z a c i ó n n o e s m u y c o r r e c t o , y a — q u e l a f u n c i ó n c o n t i e n e g r a f i t o d e s d e s u c r i s t a l i z a c i ó n . L o q u e o c u r r e e s q u e e l h i e r r o o a c e r o d i s u e l v e d e p r e f e r e n c i a a l g r a f i t o ( s e f o r m a n c e l d a s g a l v á n i c a s ) d e j a n d o s o l o u n a — r e d m u y p o r o s a d e l a m i n a c i ó n d e g r a f i t o y d e h e r r u m b r e . E n e s t a f o r m a , l a f u n d i c i ó n p i e r d e s u r e s i s t e n c i a m e c á n i c a y — s u s p r o p i e d a d e s m e t á l i c a s . S i n e m b a r g o , l a s d i m e n s i o n e s e x ­t e r i o r e s d e l a p i e z a n o v a r í a n y p o r t a n t o r e s u l t a d i f í c i l - d e t e c t a r l a r e a c c i ó n , l o q u e l l e v a a s i t u a c i o n e s p e l i g r o s a s , y a q u e l a s u p e r f i c i e d e l m e t a l p r e s e n t a u n a c o r r o s i ó n q u e p a r e c e l i g e r a y h o n o g é n e a , p e r o l a r e a l i d a d e s q u e e l m a t e r i a l h a p e r d i d o s u r e s i s t e n c i a m e c á n i c a .

L a g r a f i t i z a c i ó n n o o c u r r e e n l a s f u n c i o n e s n o d u l a r e s ( d ú c t i l e s ) , n i e n l a s f u n d i c i o n e s m a l e a b l e s , y a q u e n o - t i e n e n u n a e s t r u c t u r a d e a r m a z ó n e n b a s e a g r a f i t o . E n l a -

1 1

f u n d i c i ó n b l a n c a , n o h a y c a r b o n o l i b r e ( g r a f i t o ) y p o r t a n t o t a m p o c o o c u r r e g r a f i t i z a c i ó n .

8 ) . C o r r o s i ó n p o r D e s c j a s t e . C o n e s t e t é r m i n o s ec o n o c e a l t i p o d e c o r r o s i ó n l o c a í f i z a d a q u e o c u r r e e n e l á r e ad e c o n t a c t o e n t r e d o s m a t e r i a l e s , p u d i e n d o s e r m e t á l i c o s a m ­b o s o s o l o u n o , q u e e s t á n s u j e t o s a u n a c a r g a m e c á n i c a y a - v i b r a c i o n e s y d e s l i z a m i e n t o s . T a m b i é n s e l e c o n o c e c o m o - - " O x i d a c i ó n p o r f r i c c i ó n " .

C o m o r e s u l t a d o d e e s t a a c c i ó n s e f o r m a n p i c a d u r a s y r a y o n e s e n l a s u p e r f i c i e d e l o s m a t e r i a l e s , q u e d a n d o a s í - e x p u e s t a s a s e v e r o s a t a q u e s c o r r o s i v o s . E s t e t i p o d e c o r r o ­s i ó n s e o b s e r v a c o m u n m e n t e e n p a r t e s d e m o t o r e s , c o m p o n e n t e s a u t o m o t r i c e s y p a r t e s a t o r n i l l a d a s . S e l e c o n s i d e r a u n c a s o e s p e c i a l d e c o r r o s i ó n - e r o s i ó n y o c u r r e e n c o n d i c i o n e s a t m o s ­f é r i c a s m á s q u e e n c o n d i c i o n e s a c u o s a s .

L a c o r r o s i ó n p o r d e s g a s t e t i e n e u n a a c c i ó n d e t e r i o r a n t e m u y f u e r t e d e b i d o a l a d e s t r u c c i ó n d e c o m p o n e n t e s m e t ¥ l i c o s y a l a r á p i d a o x i d a c i ó n a q u e q u e d a n e x p u e s t o s , l o q u e p u e d e l l e v a r a u n a p é r d i d a i n e s p e r a d a d e c i e r t a s p a r t e s c o l o c a d a s a p r e s i ó n . A d e m á s , l a c o r r o s i ó n p o r d e s g a s t e p u e d e -- i n i c i a r u n a f r a c t u r a p o r f a t i g a , y a q u e u n a f l o j a m i e n t o d e - l a s p a r t e s p u e d e a u m e n t a r l a s d e f o r m a c i o n e s h a c i e n d o q u e l a s p i c a d u r a s a c t ú e n c o m o c o n c e n t r a d o r e s d e e s f u e r z o .

P a r a r e d u c i r o c a s i e l i m i n a r l a c o r r o s i ó n p o r d e s ­g a s t e s e r e q u i e r e a p l i c a r u n o o v a r i o s d e l o s s i g u i e n t e s m é ­t o d o s d e p r e v e n c i ó n :

a ) . - L u b r i c a r l a s s u p e r f i c i e s c o n a c e i t e s y g r a s a s d e b a j a v i s c o s i d a d y a l t a t e n a c i d a d p a r a r e d u c i r a s í l a f r i c c i ó n e n t r e l a s p a r t e s y e x c l u i r e l o x í g e n o ; e n a l g u n a s o c a — s i o n e s s e u s a n r e c u b r i m i e n t o s f o s f a t a d o s y a c e i t e d e b i d o a - q u e l o s p o r o s d e l r e c u b r i m i e n t o f u n g e n c o m o p e q u e ñ o s t a n q u e s d e a l m a c e n a m i e n t o d e l a c e i t e .

b ) . - A u m e n t a r l a d u r e z a d e l o s m a t e r i a l e s e n c o n — t a c t o e l i g i e n d o l a c o m b i n a c i ó n m á s a d e c u a d a d e c o m p o n e n t e s - c o m o s e v e e n l a t a b l a I I , l o s m a t e r i a l e s d u r o s r e s i s t e n m á s q u e l o s b l a n d o s .

c ) I n c r e m e n t a r l a f r i c c i ó n e n t r e l a s p a r t e s a u — m e n t a n d o l a r u g o s i d a d d e l a s s u p e r f i c i e s ; e n o c a s i o n e s s e r e c u b r e n l a s s u p e r f i c i e s c o n p l o m o p a r a e v i t a r l a c o r r o s i ó n -r p o r d e s g a s t e , y a q u e e l p l o m o s e e l i m i n a c o n e l u s o n o r m a l .

1 2

9 ) . C o r r o s i ó n p o r t e n s i ó n o e s f u e r z o . C u a n d o s e d i s e ñ a u n e l e m e n t o m e t á l i c o a u n e s f u e r z o d e t e r m i n a d o , s u — r e s i s t e n c i a d i s m i n u y e p o r l a p r e s e n c i a d e u n m e d i o c o r r o s i ­v o . A s u v e z e l m a t e r i a l a c e l e r a s u c o r r o s i ó n s i h a y l a p r es e n c i a d e e s f u e r z o s d e t e n s i ó n e n u n m e d i o c o r r o s i v o e s p e c í ­f i c o . E s t e t i p o d e a g r i e t a m i e n t o e s d i f e r e n t e a l p r o d u c i d op o r l a c o r r o s i ó n d e b i d a a e f e c t o s d e l h i d r ó g e n o y q u e s e c o ­n o c e c o m o " F r a g i l i z a c i ó n p o r H i d r ó g e n o " . E s t o s d o s f e n ó m e — n o s s o n t o t a l m e n t e d i f e r e n t e s , y l a d i f e r e n c i a m á s n o t a b l e s e s q u e l a p r o t e c c i ó n c a t ó d i c a r e d u c e e l a g r i e t a m i e n t o e n c o ­r r o s i ó n b a j o t e n s i ó n , p e r o a u m e n t a y a c e l e r a l o s e f e c t o s d e l a f r a g i l i z a c i ó n p o r h i d r ó g e n o .

E l a g r i e t a m i e n t o p o r c o r r o s i ó n b a j o t e n s i ó n e s u n a t a q u e e x t r e m a d a m e n t e l o c a l i z a d o s o b r e u n a p e q u e ñ a p a r t e d e l m a t e r i a l , m i e n t r a s q u e e l r e s t o d e l m i s m o n o p r e s e n t a n i n g u ­n a t r a z a d e c o r r o s i ó n . E s t e f e n ó m e n o s e p r o p a g a p o r g r i e t a s m u y f i n a s a t r a v é s d e t o d o e l m a t e r i a l h a s t a l l e g a r f i n a l - -m e n t e a u n a f r a c t u r a d e l a e s t r u c t u r a .

L a s v a r i a b l e s i m p o r t a n t e s q u e t i e n e n e f e c t o e n e l c o m p o r t a m i e n t o d e u n a a c c i ó n c o r r o s i v a b a j o t e n s i ó n s o n : t e m p e r a t u r a , c o m p o s i c i ó n d e l a s o l u c i ó n c o r r o s i v a , c o m p o s i c i ó n d e l m a t e r i a l , e s t r u c t u r a m e t a l o g r á f i c a y e s f u e r z o s m e c á n i - - e o s .

L o s m é t o d o s d e p r e v e n c i ó n q u e s e e n u m e r a n e n s e g u i ­d a s o n e m p í r i c o s y a m e n u d o s e u t i l i z a ^ u n o o m á s .

a ) . - D i s m i n u c i ó n d e l e s f u e r z o m e c á n i c o p o r d e b a j o d e l v a l o r l í m i t e s i e s q u e l o h a y .

b ) . - E l i m i n a c i ó n d e l o s e l e m e n t o s n o c i v o s d e l m e —d i o c o r r o s i v o , p o r e j e m p l o : d e s g a s i f i c a c i ó n , d e s m i n e r a l i z a — c i ó n , e t c .

c ) . - A p l i c a c i ó n d e p r o t e c c i ó n c a t ó d i c a a t r a v é s d eu n a f u e n t e e x t e r n a d e c o r r i e n t e o d e u n á n o d o d e s a c r i f i c i o .S i n e m b a r g o , s o l o s e u s a p r o t e c c i ó n c a t ó d i c a s i s e t i e n e l a c e r t e z a d e q u e l a f r a c t u r a s e r á o c a s i o n a d a p o r c o r r o s i ó n b a ­j o t e n s i ó n y n o p o r f r a g i l i z a c i ó n p o r h i d r ó g e n o e n c u y o c a ­s o , l a c o r r i e n t e c a t ó d i c a c a u s a r í a a t í n m á s d a ñ o .

d ) . - A d i c i ó n d e s u s t a n c i a s i n h i b i d o r a s t a l e s c o m of o s f a t o s y o t r o s t i p o s o r g á n i c o s , p a r a m e d i o s c o r r o s i v o s m o ­d e r a d o s .

10 ) . C o r r o s i ó n p o r F a t i g a . S e d e f i n e c o m o l a r e — d u c c i ó n d e l a r e s i s t e n c i a o l í m i t e d e f a t i g a d e l o s m e t a l e s

13por estar sometidos a ciclos de esfuerzos en presencia de — algún medio corrosivo. Se diferencia de la corrosión por -- tensión o esfuerzo en que el medio corrosivo acelera la rup­tura al someterlo a esfuerzos diferentes aunque no lleguen a su límite de resistencia.

La fatiga de un material metálico es su tendencia a la ruptura bajo un esfuerzo inferior a su resistencia en - condición estática, cuando trabaja bajo esfuerzos cíclicos - (repetidos).

Cuando un material es sometido a esfuerzos repeti­dos en presencia de un medio corrosivo cualquiera, su falla por fatiga sobreviene más rápidamente (en menor tiempo y con menor peso) que si estuviera en condiciones normales de tra­bajo.

11). Corrosión por baño de hidrógeno. Este tipo de corrosión se refiere al baño mecánico causado por hidróge no, según los cuatro tipos de daños siguientes:

a).- Ampollas de hidrógeno. Se debe a la penetra­ción de hidrógeno en el metal, resultando una deformación lo cal del material y en casos muy extremos la fractura total - de la estructura. La consecuencia de una penetración de hi­drógeno también puede ser la FRAGILIZACION (pérdida de ducti bilidad y de resistencia mecánica) del metal. La descarburi zación (reducción del porcentaje en carbono del acero) ocu­rre en atmósferas húmedas de alta temperatura y reduce la re sistencia mecánica y la dureza del material. El ataque por hidrógeno es una interacción entre este último y algún com— ponente de la aleación a altas temperaturas.

Los métodos de prevención de las ampollas de hidrógeno son:

1.- Usar aceros limpios, lo menos porosos posible.

2.- Utilizar recubrimientos anticorrosivos.

3.- Utilizar inhibidores para reducir la velocidad de corrosión y la reducción de iones hidrógeno.

4.- Eliminar los venenos responsables de la acumu­lación de átomos de hidrógeno en la superficie del metal: -- sulfuros, compuestos de arsénico, iones conteniendo fósforo y cianuros. Varios de estos venenos se encuentran en proce­sos petroleros, por lo que es común la presencia de ampollas

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5.- Sustitución de aleaciones.

Aunque la fragilización por hidrógeno, al igual — que la formación de ampollas resulta de la penetración de hi drógeno en el material metálico, se usan métodos algo dife— rentes para evitar o reducir la fragilización:

d e l u d r ó g e n o e n l a i n d u s t r i a p e t r o l e r a .

1.- Reducción de la velocidad de corrosión. La fragilización por hidrógeno ocurre a menudo en operaciones - de decapado, por lo que la adición de un inhibidor adecuado puede reducir la corrosión del metal base y disminuir así el desprendimiento de hidrógeno.

2.- Recocido de los metales. Ya que la fragi- lización por hidrógeno es un proceso reversible, un recocido para eliminación de hidrógeno (por ejemplo a 90°C - 160°C) - es muy usual para los aceros y permite recuperar las propie­dades.

3.- Sustituciones de aleación. Los materiales más susceptibles son los de alta resistencia mecánica. Una adición de níquel o molibdeno reduce dicha susceptibilidad.

4.- Empleo de técnicas de soldadura adecuada.- Se usan electrodos de bajo contenido de hidrógeno conservan­do condiciones secas durante el proceso de soldadura, ya que el agua y el vapor son fuentes de hidrógeno.

12). Corrosión-Erosion. La corrosión-erosión es - la aceleración del ataque corrosivo de un metal debido al mo vimiento relativo entre el medio corrosivo y la superficie - del metal. Generalmente cuando el movimiento relativo es — muy rápido ocurre un efecto de desgaste mecánico o de abra— sión.

La apariencia de la superficie metálica atacada -- por corrosión erosión es muy típica y presenta ondulaciones, huecos redondos y valles con una estructura orientada.

La mayoría de los metales y aleaciones son suscep­tibles a este tipo de corrosión-erosión, sobre todo porque - su resistencia a la corrosión se debe a una película protec­tora (pasivación) como en el caso del aluminio y aceros ino­xidables. El flujo mecánico daña las películas y las puede

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arrancar provocando así una corrosión muy fuerte y rápida. - Los metales suaves cobre y plomo son especialmente sensibles a la corrosión-erosión.

Cualquier tipo de equipo expuesto a fluidos en mo­vimiento es susceptible a una corrosión-erosión: sistemas de tubería, especialmente codos y tees; válvulas, bombas, impul sores, agitadores, etc.. Los líquidos que llevan sólidos en suspensión son muy destructivos en términos de corrosión-ero sión.

13). Corrosión Biológica. La corrosión biológica es la deterioración de un metal por procesos de corrosión que ocurren como consecuencia directa o indirecta de la acti_ vidad de los organismos biológicos, incluyendo microorganis­mos como bacterias y macroorganismos como algas y lapas. La actividad biológica puede tener influencia sobre la corro- - sión en medios, incluyendo suelos, agua natural y marina, — productos naturales del petróleo y emulsiones agua-aceite pa ra enfriamiento de herramientas.

Los organismos biológicos viven por medio de reac­ciones químicas y su comportamiento puede afectar la corro— sión de las siguientes formas:

- Influencia directa sobre reacciones anódicas y -catódicas.

- Influencia sobre películas superficiales protec­toras.

- Creación de condiciones corrosivas.- Productos de depósitos.

Estos pueden ocurrir por separado o en combinación, según el ambiente y el tipo de organismo involucrado.

Los microorganismos se clasifican según su habili­dad para desarrollarse en presencia o ausencia de oxígeno. - Los microorganismos que requieren de oxígeno para su proceso metabólico y sólo viven en medios nutritivos que contienen - oxígeno disuelto se denominan aeróbicos. A los que crecen - en medios que contienen muy poco o nada de oxígeno se les — llama anaeróbicos.

Los microorganismos anaeróbicos más importantes --

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probablemente aquellos que afectan el comportamiento en co— rrosión de las estructuras de acero enterradas del tipo re— ductor de sulfatos (D. Desulfuricans). Estas bacterias re— ducen los sulfatos a sulfuros, según la reacción siguiente:

30 e + 4 K2 --------- » S + 4 lHgO

El hidrógeno (H2) que interviene en la reacción — puede provenir de reacciones catódicas de corrosión (reduc— ción de los iones H+) o de productos orgánicos como celulo— sa, azúcar, etc., presentes en el suelo.

Las bacterias reductoras de sulfatos son más común en condiciones anaeróbicas como arcilla húmeda, suelos panta nosos y pantanos.

Los microorganismos anaeróbicos oxidantes de azu— fre, como por ejemplo: el "Thiobaccillus Thioxidans", son ca paces de oxidar el azufre para formar ácido sulfúrico según la reacción siguiente:

2 S_ + 3 02 + 2 F g O ----------- 2 H2S04

Estos microorganismos habitan mejor en medios con un pH bajo y pueden producir localmente ácido sulfúrico en - concentraciones hasta del 5%, de modo que estos microorganis mos son capaces de crear condiciones extremadamente corrosi­vas. Necesitan azufre para su existencia y por lo tanto, se encuentran a menudo en minas de azufre, zonas de petróleo y en cualquier tipo de industria que maneje productos orgáni— eos que contengan azufre.

En la tabla III se dan alaunos de los microorgani£ mos más importantes y sus características.

Prevención de la corrosión microbiológica. Antes de aplicar medidas anticorrosivas, es muy importante diagno£ ticar correctamente la presencia de corrosión microbiológi— ca. El método más directo y más exacto de identificación es el análisis bioquímico de muestras del suelo.

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Existen vanas técnicas generales para la preven— ci6n de corrosión microbiológica entre las que se mencionan: tuberías y estructuras enterradas, recubrimiento con asfal­to; la cinta plástica o el concreto para evitar el contacto entre el metal y el medio corrosivo. El concreto es menos - satisfactorio en presencia de microorganismos oxidantes del azufre porque no tiene resistencia en medios con ácidos sul­fúrico. La aplicación de protección catódica con el uso de un recubrimiento resultó especialmente efectiva para este — año.

En algunos casos es posible alterar el medio y re­ducir así los efectos. También es posible el empleo de inhi bidores o utilizar germicidas como el cloro y compuestos cío rinados en sistemas de recirculación. También se pueden uti lizar materiales de sustitución como asbestos y tubos de - - plástico en lugar de acero para prevenir los efectos dañinos de la actividad microbiológica en suelos muy agresivos.

Los macroorganismos como los hongos y el moho asi­milan materia orgánica y producen cantidades considerables - de ácidos oxálico, láctico, acético y cítrico. Pueden ere— cer sobre una gran variedad de sustratos y son un problema - particularmente desagradable sobre todo en áreas tropicales. En muchos casos la presencia de hongos no causa ningún daño mecánico severo, pero afecta la apariencia. Además de produ cir ácidos orgánicos inician el ataque en grietas de superf¿ cies metálicas.

El crecimiento de moho y hongos sobre superficies metálicas se evita o reduce con un servicio periódico de lim pieza.

MATERIALES SUJETOS A CORROSION.

En la construcción de puentes, automóviles, plan— tas industriales, tuberías, plantas termoeléctricas, etc., - se emplea una variedad muy grande de materiales, desde plati_ no hasta piedras. El ingeniero de corrosión se interesa -- principalmente en las propiedades químicas (resistencia a la corrosión) de los materiales, pero necesita además conoci- - miento de sus propiedades mecánicas, físicas y otras. Las - propiedades de los materiales para ingeniería dependen de su estructura física y composición química básica.

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Propiedades mecánicas.Las propiedades mecánicas describen el comporta- -

miento del material bajo esfuerzos mecánicos de tensión, com presión o de corte y se determinan por medio de pruebas mec¥ nicas. Algunas propiedades mecánicas son: resistencia a la ruptura, límite elástico, límite convencional, iresistencia a la termofluencia, resistencia a la fatiga, elongación (ducti^ bilidad), resistencia al impacto (tenacidad y fragilidad), - dureza, módulo elástico. La deformación puede ser elástica (recuperable, proporcional al esfuerzo aplicado) o plástica (permanente).

Otras propiedades.Otras propiedades importantes para el ingeniero —

en corrosión son: la densidad, la fluidez o colabilidad, la formabilidad, las propiedades térmicas, eléctricas, ópticas, acústicas y magnéticas, la resistencia a la radiación atómi­ca, etc.

El precio del material no es una propiedad, pero - es factor decisivo en la selección de algún material ingenie ril, cuando se trabaja con consideraciones económicas.

En cuanto a la resistencia a la corrosión, los ma­teriales que se encuentran en la parte más alta de la serie electromotriz serán los que se corroan más fácilmente.

Todos los materiales tienen características muy — particulares propias de ellos mismos y los aue en unos su — cualidad es la dureza, en otros es su ductibilidad y en - otros su resistencia a la corrosión, etc., por esto el hom— bre ha logrado la combinación de varios elementos para forta^ lecer las características de los materiales, creando así tan tas aleaciones como propiedades se deseen en un material.

Como ejemplos se tienen los aceros inoxidables que combinan en diversos porcentajes los elementos carbono (C), manganeso (Mn), silicio (Si), cromo (Cr), níquel (Ni) y mo— libdeno (Mo). El acero inoxidable más comercial es el 304 - que contiene 18-20% de Cr, 8-12% Ni, 1% Si. En comparación el 316 tiene 16-18% Cr, 10-14% Ni y 2-3% Mo. El 316 es supe rior al 304 en varias aplicaciones, como en la resistencia a las picaduras, al ácido sulfúrico y a ácidos orgánicos ca- - lientes. Además, la resistencia a la corrosión (húmeda) y a la oxidación (corrosión seca a alta temperatura) aumentan — con el porcentaje de cromo y níquel y también el de molibde- no.

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a).- METODOS DE PROTECCION.

A la fecha se cuenta con varios métodos que han re sultado ser los más prácticos para controlar la corrosión — del acero, y cuya selección para cada caso específico depen­de de las condiciones del medio y de factores técnico-econó­micos. Estos métodos son los siguientes:

a).- Selección de materiales de construcción.b).- Alteración del medio corrosivo.c) .- Diseño anticorrosivo.d ) P r o t e c c i ó n catódica y anódica.

e).- Recubrimiento anticorrosivo.

A).- Sistema por selección de materiales de construcción.

- Metales y Aleaciones.- Materiales no metálicos.

- Hules naturales y artificiales.- Plásticos

- Ladrillos y cerámica.- Carbono y grafito- Madera.

La selección de materiales adecuados de construc— ción, es uno de los métodos más comunes para prevenir la co­rrosión. A continuación se presentan algunos aspectos que - deben ser cuidadosamente considerados por las personas encar gadas del control de corrosión en la industria para evitar, posibles errores en la selección de los materiales.

Reglas Generales.la. Los aceros inoxidables comerciales no se uti­

S IS TEM AS DE PROTECC ION A N T IC O R R O S IV A .

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lizan en medios que contienen cloruros y estructuras bajo -- tensión, en los cuales los aceros inoxidables son menos re— sistentes que el acero ordinario de construcción. Además — los aceros inoxidables son más susceptibles a una corrosión local, como la corrosión intergranular, por picaduras y co— rrosión bajo tensión.

2a. Una serie de combinaciones "NATURALES" metal- medio corrosivo, los cuales representan la mayor resistencia a la corrosión para el más bajo precio.

1.- Acero inoxidable - acido nítrico.

2.- Níquel y sus aleaciones - soluciones cáusti- -cas.

3.- Monel - acido fluorhídrico.

4„- Hastelloy y Chlorimet - ácido clorhídrico ca—líente.

5.- Plomo - ácido sulfúrico diluido.6.- Aluminio - exposición atmosférica no agresiva.7.- Esaño - agua destilada.8.- Titanio - soluciones oxidantes concentradas y

callentes.

9.- Tantalio - resiste a la mayoría de los ácidos a cualquier temperatura y concentración y se usa generalmen­te en aplicaciones donde se requiere una corrosión mínima, - como por ejemplo: en implantaciones en el cuerpo humano. Además el tantalio tiene casi la misma resistencia a la co— rrosión que el vidrio y a menudo se usa para sellar o refac­cionar equipo de vidrio o equipo recubierto de un forro de - vidrio.

10.- Acero - ácido sulfúrico concentrado.

En la lista anterior sólo se presentan algunas com binaciones y en la mayoría de los casos existen materiales - más económicos y otros más resistentes.

3a. Unas reglas muy generales para la resistencia

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1.- Para medio reductores y no oxidantes, como - - ácidos sin aire disuelto y soluciones acuosas, se utilizan - mucho el níquel y el cobre y sus aleaciones.

2.- Para condiciones oxidantes, se utilizan alea— ciones conteniendo cromo.

a l a c o r r o s i ó n d e m e t a l e s y a l e a c i o n e s s o n :

3.- Para condiciones oxidantes extremadamente fuer tes, el titanio y sus aleaciones tienen la mayor resisten- - cia.

4a. Generalmente, los hules y los plásticos compa rados con los metales y las aleaciones, son mucho más débi— les, más suaves, pero más resistentes a los iones de cloruro y el ácido clorhídrico, pero menos resistentes a los disol— ventes y tienen limitaciones de temperatura estrechas (para la mayoría hasta 80-95°C).

5a. Los materiales cerámicos tienen excelente re­sistencia a la corrosión (con excepción del ácido fluorhídri_ co y de cáusticos) y a la alta temperatura, pero tienen la - desventaja de ser frágiles y tener una baja resistencia mecá nica a la tensión.

6a. Los carbonos (grafitos) tienen buena resisten cia a la corrosión, buena conductividad térmica y electrica, pero son frágiles. Su resistencia al impacto es nula y su - resistencia a la abrasión muy reducida.

7a. Las maderas no poseen resistencia en medios - corrosivos agresivos. Las mejores maderas para uso en corro sión son: ciprés, roble y pino de California. Generalmente se limita el uso de madera para aguas y productos químicos - a baja concentración. Los ácidos fuertes, ácidos oxidantes y álcalis disueltos atacan la madera. Además puede ocurrir un ataque biológico.

B).- Alteración del medio corrosivo.

Los problemas de corrosión son reducidos a través de los siguientes cambios o modificaciones del medio corro— sivo .

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- Reducción de la temperatura.- Reducción de la velocidad de flujo del medio co­

rrosivo.- Eliminación del oxígeno y/o agentes oxidantes.- Modificación de la concentración y/o composición.- Uso de sustancias inhibidoras de la corrosión.

Reducción de la temperatura. La temperatura aumen ta la velocidad de casi todas las reacciones químicas.

Usualmente, una reducción de la temperatura dismi­nuye mucho la velocidad de corrosión. Sin embargo bajo algu ñas circunstancias, las variaciones de temperatura casi no - afectan la velocidad de corrosión y en otros casos, una ma­yor temperatura reduce el ataque por corrosión. Por ejem- - pío, el agua marina en ebullición es menos corrosiva que es­tando caliente (por ejemplo a 65°C), debido a que la solubi­lidad del oxígeno en agua disminuye conforme aumenta la tem­peratura .

Reducción de la velocidad de flujo del medio corro sivo. Este efecto es muy complejo y depende de las caracte­rísticas del metal y del medio corrosivo. Sin embargo, es - muy común observar que la velocidad de flujo aumenta el ata­que corrosivo, aunque existen algunas excepciones importan— tes. Usualmente, los metales y aleaciones pasivables, como los aceros inoxidables, tienen mayor resistencia a medios co rrosivos en movimiento que a soluciones estancadas debido a que con una mayor agitación se logra más rápidamente la for­mación de la película pasivadora.

Una recomendación importante es evitar siempre las velocidades de flujo muy altas, ya que pueden causar daño — por corrosión-erosión.

Eliminación del oxígeno y/o agentes oxidantes. El efecto de un agente oxidante sobre la velocidad de corrosión es muy diferente según el metal considerado y el medio de — que se trate.

En algunos casos como el ácido clorhídrico en pre­sencia de oxígeno en contacto con Monel, lo mismo que el - - agua en presencia de oxígeno y en contacto con hierro, suce­de que conforme aumente el poder oxidante se acelera la velo cidad de corrosión. Esto es normal para todos los metales - que no presenten el fenómeno de pasivación y también para me

23tales pasivables, pero sobre los cuales todavía no se presen ta la formación de película protectora. En los ejemplos an­teriores el hierro y el monel pueden ser pasivados pero la - solubilidad del oxígeno en el agua es demasiado baja para — proporcionar el poder oxidante necesario.

En otros casos como el del ácido sulfúrico en pre­sencia de Fe3+ y en contacto con acero inoxidable 304 se ob­serva que un aumento en el poder oxidante de la solución no afecta en nada a la velocidad de corrosión ya que es un me— tal totalmente pasivable.

Como para cada caso particular se tienen efectos - diferentes no se pueden dictar reglas generales ya que se de be estudiar cada uno y observar su comportamiento.

Modificación de la concentración y/o composición El efecto de la concentración de un medio corrosivo sobre la velocidad de la concentración de un medio corrosivo sobre la velocidad de corrosión es muy variado y depende en gran par­te del tipo de metal que está en exposición. Sin embargo, - se generalizan las siguientes reglas.

la. Una disminución de la concentración del agen­te corrosivo generalmente reduce la corrosión.

2a. La eliminación de un tipo determinado de reac tivo, reduce considerablemente la velocidad de corrosión. - Por ejemplo, corrosividad del agua del enfriamiento para - - reactores nucleares se reduce eliminando los iones cloruros (Cl").

3a. Muchos ácidos como el sulfúrico y el fosfóro son virtualmente inertes a la alta concentración y temperatu ra. En estos casos, es posible reducir la corrosión m e r e — mentando la concentración del ácido.

Uso de sustancias inhibidoras de la corrosión. Un inhibidor es una sustancia que se agrega en baja concentra— ción a un medio corrosivo y reduce la velocidad de corrosión. Existen muchos tipos y composiciones de inhibidores, la ma— yoría de los cuales fueron desarrollados empíricamente y por lo que a veces no se conoce su composición exacta motivos -- además de patentes y derechos. El mecanismo de la inhibí— ción no está perfectamente entendido, pero es posible clasi­

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ficar a los inhibidores según su composición y mecanismo bá­sico.

a).- Inhibidores de tipo absorción. La gran mayo­ría de los inhibidores son de este tipo y son compuestos or­gánicos que se absorven en la superficie del metal y supri— men la disolución del mismo, así como las reacciones de re— ducción (catódicas). Las aminas son típicas para esta clase de inhibidores.

b).- Venenos para el desprendimiento de hidrógeno. Algunos productos, como los iones de arsénico (As) de antimo nio (Sb) retardan especialmente la reacción catódica de des­prendimiento de hidrógeno de tal forma que son muy efectivos en soluciones ácidas, pero resultan inefectivos en medios en los cuales la reacción catódica no es el desprendimiento de hidrógeno, sino por ejemplo, la reducción de oxígeno disuel­to, etc. .

El efecto retardante del desprendimiento de hidró­geno, favorece la polarización, que es uno de los mecanismos naturales para reducir la corrosión.

c).- Scavengers (Eliminadores de oxidantes). Son sustancias que actúan eliminando el agente corrosivo de la - solución, por ejemplo el sulfito de sodio (Na2SO_) y la hi-- drazina (N_H.) eliminan el oxígeno disuelto en soluciones - acuosas de acuerdo con las siguientes reacciones:

2 Na2S03 + 02 ■> 2 Na2S04

N2H4 + 02 * N2 + 2 H20

Estos inhibidores son muy efectivos en soluciones en las cuales la reducción del oxígeno disuelto es la reac­ción catódica que controla la corrosión, pero no lo son en - soluciones ácidas concentradas.

d).- Oxidantes. Compuestos oxidantes como croma—

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tos, nitratos y sales férricas actfian como inhibidores en al_ gunos sistemas, sobre todo en fenómenos de corrosión de meta les y aleaciones que presentan transiciones Activo-Pasivo, - como el hierro y las aleaciones inoxidables.

e).- Inhibidores en fase vapor. Son sustancias — que poseen una presión de vapor significativa, de tal forma que son usadas para proteger materiales contra la corrosión atmosférica sin estar en contacto directo con ellos. Se co­locan en la cercanía del material a proteger y se transfie— ren a la superficie del mismo por sublimación y condensa­ción. Estos inhibidores sólo son efectivos en espacios ce— rrados como envolturas de equipo o de maquinaria por ejemplo durante el transporte o almacenaje.

Tiene la ventaja de su facilidad de aplicación y - de que el artículo protegido es usado inmediatamente sin ne­cesidad de remover alguna película de grasa o aceite resi- - dual. Tienen la desventaja de acelerar la corrosión en al­gunos metales no ferrosos, decolorar plásticos y requerir un sellado efectivo de los empaques contra la pérdida de vapor inhibidor. Uno de los inhibidores más efectivos en fase va­por es el nitrito de dicloro-hexil-amonio.

Aunque los inhibidores tienen muchas ventajas exis ten algunas restricciones en su uso:

la. En algunas ocasiones el inhibidor representa- una contaminación del medio corrosivo.

2a. Muchos inhibidores son productos tóxicos y no se usan en la industria de alimentos o medicamentos.

3a. Los inhibidores se usan sobre todo en circui­tos cerrados en los cuales el medio corrosivo se recircula - durante mucho tiempo, y no son prácticos para casos de flu­jo continuamente nuevo o renovado.

4a. Los inhibidores pierden rápidamente su efecti_ vidad, cuando la temperatura y la concentración del medio co rrosivo aumentan.

C). Diseño Anticorrosivo.

El diseño anticorrosivo de equipo, recipientes y -

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estructuras es tan importante como la selección de los mate­riales para construcción. En un diseño hay que considerar - requerimientos de resistencia mecánica simultáneamente con - los aspectos de corrosión. A continuación se describen algu ñas reglas que deben ser cuidadosamente observadas en el di­seño.

la. Como la corrosión es una acción penetrante, - hay que aplicar esta información en el diseño de tubería, — tanques y otras componentes industriales y estructurales.Es usual utilizar un espesor al doble de lo necesario para - lograr la vida útil programada o planeada. Por ejemplo, si se requiere una vida útil de 10 años para un tanque y su ve­locidad de corrosión es de 1/8" en ese período, se diseña di_ cho tanque con un espesor de pared igual a 1/4", permitiéndo le así una variación en la profundidad del ataque durante la corrosión. Desde luego, el espesor de la pared debe satisfa cer otras condiciones como resistencia mecánica, presión, pe so, etc.

2a. Usar soldadura en lugar de remaches para la - construcción de tanques y otros recipientes, ya que las jun­tas remachadas son muy susceptibles a corrosión en grietas.

3a. Diseñar tanques y recipientes para drenar y - limpiar fácilmente. Esto es muy importante ya que los resi­duos de un corrosivo en determinadas condiciones puede cau— sar un fuerte ataque al sustrato, por ejemplo: el ácido sul­fúrico concentrado no ataca mucho al acero, pero si a un tan que de acero para ácido sulfúrico no se le vacía totalmente, el ácido restante, siendo higroscópico, atrae la humedad de la atmósfera, se diluye y causa un fuerte ataque al acero.

4a. Realizar el diseño de los sistemas de tal ma­nera que las partes que fallen primero sean fácilmente reem­plazables: en la industria química, las bombas fallan rápida mente por tanto hay que diseñar la tubería de tal manera — que sea fácil y rápido cambiarlas.

5a. Evitar tensiones mecánicas excesivas y concen traciones de esfuerzo en componentes expuestos a medios co— rrosivos, ya que esfuerzos mecánicos o residuales son los re quisitos para que ocurra un agrietamiento de corrosión bajo

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tensión; habrá que respetar esta regla sobre todo cuando se usan materiales susceptibles a la corrosión bajo tensión, co rao los aceros inoxidables y los latones.

6a. Evitar el contacto eléctrico entre materia- - les disimilares para prevenir la corrosión galvánica. Si es posible, es conveniente utilizar materiales similares para - toda la estructura, o aislar perfectamente los materiales d¿ similares entre si.

7a. Evitar codos muy prolongados en sistemas de - tubería, ya que los lugares en los cuales ocurre un cambio - brusco en la dirección de flujo de un líquido puede presen— tarse una corrosión-erosión, sobre todo con los materiales - susceptibles a este tipo de ataque como son el plomo, el co­bre y sus aleaciones.

8a. Evitar puntos calientes durante operaciones - de transferencia de calor, diseñando intercambiadores de ca­lor con gradientes de temperatura uniformes; una distribu- - ción irregular de la temperatura lleva a un calentamiento lo cal y altas velocidades de corrosión. Además, los puntos ca lientes producen tensiones mecánicas, las cuales pueden lle­var a una corrosión bajo tensión.

9a. Diseñar cuidadosamente la forma para excluir el aire, ya que la reducción del oxígeno es una de las reac­ciones catódicas más comunes durante los procesos de corro— sión: si se elimina el oxígeno, muchas veces se reduce o pre viene la corrosión. En el diseño de equipo para la indus- - tria química hay que tener mucho cuidado en los agitadores, entradas de líquidos y otros puntos por los cuales es posi— ble que penetre el aire. Los metales y aleaciones con tran­sición activo-pasivo son una excepción a esta regla; el tita nio y los aceros inoxidables son más resistentes a los á c i ­dos que contienen aire disuelto y otros oxidantes.

10a. La regla más general para el diseño es Evitarla Heterogeneidad. Materiales métaiicos diferentes, espa---cios de vapor, distribuciones desigulaes de calor y de es- - fuerzos y otras diferencias entre puntos de un sistema lle­van a un daño, por corrosión.

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D ) P r o t e c c i ó n C a t ó d i c a y A n ó d i c a .

Protección Catódica.- Este tipo de protección es - quizá el más importante de todos los métodos para el control de la corrosión. Por medio de una corriente eléctrica apli­cada externamente, la corrosión es reducida virtualmente a - acero, y una superficie metálica puede mantenerse en un am— biente corrosivo sin deterioración por un tiempo indefinido.

La base de la protección catódica es mantener la - polarización del cátodo usando una corriente externa de tal manera que ambos electrodos (cátodo y ánodo) obtienen el mis_ mo potencial y por lo tanto la corrosión no ocurre. Esta — acción se lleva a cabo suministrando una corriente externa - al metal que se está corroyendo, sobre la superficie del - - cual operan celdas de acción local. La corriente sale del - ánodo auxiliar (compuesto de cualquier conductor metálico o no metálico) y entra a ambas áreas la catódica y la anódica de las celdas de corrosión retornando a la fuente de corrien te directa. Cuando las áreas catódicas están polarizadas — por la corriente externa al potencial de circuito abierto de los ánodos, toda la superficie del metal está al mismo poten cial y la corriente de acción local no fluye por más tiem- - po. El metal por tanto no puede corroerse tanto tiempo como la corriente externa es mantenida.

La corrosión puede ser controlada así mediante pro tección catódica y aplicarse en la práctica para proteger — aceros, cobre, plomo y bronce en todo tipo de suelos y en ca si todos los medios acuosos. La corrosión por picadura pue~ de ser prevenida en metales pasivos como los aceros inoxida­bles o el aluminio. Puede ser usada para prevenir el - - -"cracking" por corrosión debido a esfuerzo (por ejemplo, de bronce, acero medio, aceros inoxidables, magnesio, aluminio) La fatiga por corrosión de la mayoría de los metales (pero - no la fatiga mecánica), la corrosión intergranular por ejem­plo del dura-aluminio, acero inoxidable 18-8 etc., o la de-- zinquificación del bronce. No puede ser usado para evitar - la corrosión en tanques de almacenamiento para agua arriba - de la línea de llenado debido a que la corriente impresa no puede alcanzar las áreas que están fuera de contacto con el electrolito.

Existen dos métodos para proteger catódicamente -- una estructura:

a).- Con una fuente externa de energía eléctrica.- Este tipo de protección catódica requiere una fuente de co—

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m e n t e directa y un electrodo auxiliar (ánodo) usualmente - de fierro o grafito localizado a una cierta distancia de la estructura a proteger. La fuente de corriente directa se co necta a su terminal positiva al electrodo auxiliar y con la negativa a la estructura que se vá a proteger. El voltaje - aplicado no es crítico, necesita sólo ser suficiente para su ministrar una densidad de corriente adecuada a todas las par tes de la estructura a proteger. En suelos o aguas de alta resistividad, el voltaje aplicado debe ser más alto que am— bientes de baja resistividad.

La fuente de corriente elsctrica es usualmente un rectificador que suministra corriente directa de bajo volta­je y de varios amperes. Han sido usados motores generado- - res, aún cuando su mantenimiento es problemático; los genera dores de molino de viento prevalecen regularmente.

La figura ilustra un dispositivo típico de protec­ción catódica. Una fuente de corriente eléctrica se conecta con su polo negativo a un tanque enterrado que se quiere pro teger mientras que el polo positivo se conecta a un electro­do de grafito o durirón. Los conductores eléctricos hacia - el tanque y hacia el electrodo inerte y se aíslan cuidadosa­mente para evitar pérdidas de corriente. Generalmente el -- electrodo inerte se rodea con un relleno que puede ser cisco de coque, yeso o bentonita para mejorar el contacto eléctri­co entre el ánodo y el suelo. La corriente entra desde el - suelo hacia el tanque, eliminando así su corrosión.

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b ) Protección catódica con una celda galvánica - adecuada. Si el ánodo auxiliar está compuesto de un metal - más activo en la serie galvánica que el metal a ser protegi­do, se forma una celda galvánica que genera una corriente -- que se desplaza exactamente en la misma dirección que como - fue descrito en la parte anterior de protección catódica.La fuente externa de corriente, es decir, el rectificador -- puede entonces ser omitida y el electrodo auxiliar es denomi^ nado ánodo de sacrificio. Los metales de sacrificio usados para protección catódica son principalmente magnesio o sus - aleaciones y en último caso zinc y aluminio. "Los ánodos de sacrificio sirven esencialmente como fuente de energía eléc­trica portátil". Son usados particularmente donde no se di£ pone fácilmente de fuerza eléctrica o en situaciones donde - no es conveniente o económico instalar líneas de fuerza para este propósito.

La mayor parte de los ánodos de sacrificio son de Magnesio y son a menudo aleados con 6% de aluminio y 3% de - zinc para reducir el ataque por picadura e incrementar la — eficiencia de corriente. Usando magnesio de alta pureza con un contenido aproximado de 1.0% de manganeso, se obtiene la ventaja de un potencial más alto. Esta aleación opera a una eficiencia de corriente en agua de mar similar a la aleación de aluminio con 0.10% de Estaño (0H = -1.20 V), pero a e f i ­ciencia más baja en suelos normales. La eficiencia práctica de ánodos de magnesio promedian aproximadamente 500 AMP-Hr/- libra, comparada a la eficiencia teórica de 1000 AMP-Hr/Li-- bra.

El consumo anual para ánodos de sacrificio en los Estados Unidos es de aproximadamente ocho millones de kilo— gramos.

El magnesio es anódico con respecto al acero y se corroe en la celda galvánica magnesio (ánodo)-fierro (cato— do). Este tipo de protección se usa para tuberías enterra— das. En la figura de abajo se observa el dispositivo de pro tección catódica para una línea de tubería bajo tierra:

Se colocan varios ánodos a lo largo de la tubería para lograr una distribución uniforme de la corriente. La - determinación de las corrientes de protección es usualmente empírica. Los siguientes valores empíricos son comunmente - empleados y representan los requerimientos típicos de co­rriente para la protección catódica del acero.

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ESTRUCTURA AMBIENTE CONDICIONESDENSIDAD DE CORRIEN

2TE (mA/pie )

Tanque Acido Sulfúri co caliente.

Estático 30,000 - 50,000

Líneas y tanques de almacena— miento.

Bajo tierra - (suelos)

Estático 1 - 3

Líneas de Tubería

Agua fresca Fluido 5 - 10

Calentado­res de - - agua.

Agua fresca - y caliente.

Flujo lento 1 - 3

Piletas Agua de mar. Movimiento - de oleaje.

6 - 8

32La selección de un ánodo de sacrificio se efectúa

a partir de consideraciones ingenieriles y económicas. El - magnesio es el ánodo sacrificado más utilizado; su eficien­cia es baja (50%), pero su potencial es muy negativo y produ ce una alta densidad de corriente.

En la siguiente tabla se comparan varios tipos de ánodos de sacrificio y ánodos para voltaje aplicado:

ANODOS DE SACRIFICIO

MAGNESIO ZINC ALUMINIO

Consumo TeóricoLibras/Amp-año 9 23 6.50Consumo Real Libras/Amp-año 18 25 16-20Potencial Vs. Electrodo Cu/CuSo^ -1.70 -1 .15 -1.30

ANODOS PARA CORRIENTE IMPRESA

MATERIALAPLICACIONES - - TIPICAS.

PERDIDA TIPICA lb/Amp-año

Chatarra de Fierro Suelos, Agua fresca y agua de mar.

2.0

Aluminio Suelos, agua fresca y agua de mar.

10-12

Grafito Suelos y agua fresca 0.25-5.00Fierro de alto si­licio.

Suelos, agua fresca y agua de mar.

0.25-1.00

Plomo Agua de mar. 0.10-0.25

33Como puede observarse en la tabla anterior, existe

una variedad considerable de ánodos para voltaje o corriente aplicada, desde la chatarra de acero con grandes pérdidas -- por corrosión, hasta el electrodo inerte de titanio recu­bierto con platino, caro pero muy efectivo. Los materiales mas utilizados en la práctica como ánodos son: el acero, el grafito y el hierro de alto silicio o duriron, aunque el pío mo y el titanio con recubrimiento de platino se usan cada — vez más en medios marinos.

PROTECCION ANODICA.

Este tipo de protección es relativamente nuevo. — El principio de la protección anódica es la formación de una película protectora sobre metales y aleaciones por medio de una corriente anódica.

El empleo de la protección anódica puede reducir - considerablemente la corrosión, aunque nunca la reduce a ce­ro, contrariamente a la protección catódica del acero. Por otra parte, las densidades de corriente requeridas en ácidos corrosivos son por lo general mucho más bajas que para la -- protección catódica, ya que para esta última la corriente no puede ser menor que la corriente de corrosión equivalente — normal en el mismo ambiente. Las densidades de corriente pa ra iniciar la pasividad son relativamente altas por ejemplo, para el acero inoxidable 316 en ácido sulfúrico a 24°C es de0.06 mA/cm , pero las corrientes para mantener la pasividad son usualmente ma| bajas, el orden de magnitud es de 0.1 - - a/cm - 0.15 A/cm para el mismo material mencionado arriba, en el mismo medio y a la misma temperatura.

La protección anódica ha encontrado aplicación en el manejo particularmente de ácido sulfúrico, aunque es apli_ cable a otros ácidos como por ejemplo al ácido fosfórico, a álcalis y algunas soluciones salinas. Se ha encontrado que resulta efectiva para incrementar la resistencia a la fatiga por corrosión de varios tipos de acero inoxidable en sulfato de sodio 0.5 m, en ácido sulfúrico al 10% o nitrato de amo— m o al 10% y de acero al carbón 0.19% en nitrato de amonio - al 10%.

La desventaja de la protección anódica es que sólo es aplicable a metales (principalmente a metales de transi­ción) y aleaciones que son rápidamente pasivados cuando se - planzan anódicamente. Este método no es aplicable por ejem pío: a zinc, magnesio, cadmio, plata, cobre o aleaciones de cobre. Además, la protección anódica no es útil para protec

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ción catódica, debido probablemente, a la alta resistencia — eléctrica de la película pasiva. En el caso del acero inoxi­dable la causa pudiera deberse a las propiedades inhibidoras de la corrosión de los productos de corrosión anódica libera­dos en pequeñas cantidades, las cuales elevan el potencial de corrosión dentro de la región pasiva en ausencia de una co- - rriente aplicada.

Aún cuando la protección anódica está limitada a me tales y aleaciones pasivables, la mayoría de los materiales - estructurales de la tecnología moderna contienen elementos pa sivables, por lo que la restricción descrita anteriormente no es tan drástica como parece a primera vista.

En el último capítulo se muestran algunos valores - de la velocidad de corrosión para aceros inoxidables austení- ticos, en soluciones de ácido sulfúrico a 30°C conteniendo —iones cloruro, con o sin protección anódica. Lo mismo en --otra tabla se encontrarán valores de requerimientos de co­rriente para protección anódica en varios sistemas y finalmen te se comparan las ventajas y diferencias entre la protec­ción catódica y la anódica.

E). Recubrimientos Anticorrosivos.

En términos generales un recubrimiento anticorrosi­vo puede definirse como una dispersión relativamente estable de uno o más pigmentos finamente divididos en una solución — perfectamente probada, tal que al ser aplicada y estar seca - la película resultante representa una barrera flexible, adhe- rente y con máxima eficiencia de protección contra la corro— sión.

Normalmente un recubrimiento considera los siguien­tes componentes básicos:

RECUBRIMIENTO

VEHICULO

PIGMENTO

Resinas o formadores de pelí­cula .AditivosSolventes

Pigmentos inhibidores Pigmentos colorantes o entona dores.Carga o inertes

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Estos componentes deberán mezclarse Intimamente en un orden adecuado claramente definido en la formulación y a través de métodos específicos para obtener finalmente el pro­ducto terminado.

La eficiencia de protección contra la corrosión y - el buen comportamiento de un recubrimiento dependen, además - de su buena calidad de otros factores igualmente importantes tales como: la preparación de la superficie, la técnica de -- aplicación y de una adecuada selección del sistema de recubrí miento que va a ser aplicado en base a la naturaleza del me— dio corrosivo.

A la fecha han sido desarrollados una gran diversi­dad de recubrimientos cuya formulación o composición obedece a la resolución de un problema específico. Enunciar todos y cada uno de los recubrimientos existentes resulta además de - muy difícil, impráctico, por lo que se resume en la siguiente clasificación:

a).- Por el tipo de función que va a desempeñar el recubrimiento una vez aplicado.

Recubrimientos anticorrosivos.- Cuya finalidad es proteger un sustrato de un medio corrosivo por aislamiento. - Estos recubrimientos, con fines de formulación, requieren del uso de resmas y pigmentos altamente resistentes que permitan una resistencia óptima contra los agentes de la corrosión.

Pinturas arquitectónicas.- Se utilizan esencialmen te con fines decorativos para embellecer y proteger superfi­cies interiores y exteriores, pisos, azoteas, albercas, etc.. Las materias primas utilizadas en este tipo de recubrimientos no requieren tanta calidad pero si se requieren tonos y efec­tos especiales.

Pinturas para señalamiento.- Aquí lo único que se requiere es que la pintura formulada tenga resistencia a la - abrasión y al mtemperismo como el caso de las franjas de trá fico y carreteras, y en algunos casos se requiere que sea re­flejante para el caso de anuncios y señales.

b) .- Por el procedimiento que requiere el recubri­miento para alcanzar sus propiedades o características de ope ración o comportamiento.

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Recubrimiento en un solo componente de secado al -- aire. La primera etapa de este proceso, considera una elimi- nación de solventes por evaporación a temperatura ambiente y posteriormente por una interacción con el aire las moléculas de la resina o agente aglutinante se unen o polimerizan en -- forma entrelazada dando lugar a películas relativamente con— tinuas de resma-pigmento. Ejemplos de este tipo son los re­cubrimientos alquidSlicos, vinílicos y acrílicos.

Recubrimientos de dos componentes de secado al - aire. En este tipo de recubrimientos la primera etapa es - - nuevamente una eliminación de solventes a temperatura ambien­te desarrollándose simultáneamente una reacción de enlazamien to tridimensional entre las resinas de cada uno de los compo­nentes, una de las cuales se denomina comunmente CATALIZADOR. El tiempo requerido para que se lleve a cabo la reacción de - polimerización o curado es del orden de 3 a 7 días, el cual - es muy superior a la etapa de eliminación de solventes, por - lo cual el recubrimiento no debe ponerse en operación o expo­nerse a medios corrosivos fuertes o inmersión antes de tiem— po. Los recubrimientos epóxicos y poliuretanos secan y curan en esta forma.

Recubrimientos cuyos curados son a altas temperatu­ras . En este caso la primera etapa considera la eliminación de solventes a temperatura ambiente y ante la incapacidad de la resina para reaccionar con el aire a bajas temperaturas, - es necesario exponer el recubrimiento a temperaturas elevadas superiores a los 100°C, lográndose en esta forma el entrelaza miento o curado requerido para alcanzar las características - adecuadas de operación o protección.

c).- Por el tipo de resina o agente aglutinante for mador de película usado en la fabricación de los mismos.

Recubrimientos alquidálicos■ Son recubrimientos — económicos, los cuales en los últimos 3 0 años se han convertí do en el "caballito de batalla” de los recubrimientos para — conservación o mantenimiento industrial en condiciones de ex­posición normales, ya que su durabilidad es buena en exposi— ciones de intemperismo normal. Estos recubrimientos tienen - buena retención de brillo, buena resistencia a medios ambios ambientes secos o húmedos sin salinidad o gases corrosivos, - presentan una buena adherencia y poder humectante por que to­leran cierto grado de impurezas en la superficie donde van a - ser aplicados, las que por lo general son preparadas por lim­pieza manual. Secan por evaporación de solventes e mterac— ción con el aire (oxidación).

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Sus limitaciones están representadas por su baja re sistencia a solventes aromáticos como benceno, xileno, tolue­no, etc., cetonas, éteres, alcoholes (metanol, etanol, etc.), ésteres (acetato de etilo, acetato de butilo, etc.) y solven­tes clorados, aún cuando presentan regular resistencia a los disolventes alifáticos. Los recubrimientos alquidálicos no - son recomendables para inmersión continua; su resistencia quí mica es pobre y especialmente mala en condiciones alcalinas - ante las cuales se saponifica y se destruye. Su poca resis— tencia a los ácidos diluidos se debe no tanto a fallas en la película, sino más bien a la penetración de la película y ata que a la superficie metálica. No resisten productos alcali­nos de la corrosión por lo que una vez iniciada la corrosión mterpelicular disminuye su adherencia. Por estas razones no se recomienda la aplicación de un recubrimiento alquidálico - sobre concreto, alquidálico o inorgánico de zinc. Además tam poco se recomienda para exposiciones superiores a 60-65°C.

Recubrimientos vinílicos. Estos productos están he chos a base de resinas que son copolímeros de cloruro y aceta to de vinilo. Para un tipo de pintura se disuelven copolíme­ros con un 87% de cloruro de vinilo y 13% de acetato de vini- lo aproximadamente en disolventes muy enérgicos del tipo ceto na apoyados por hidrocarburos aromáticos y se pigmentan y mo­difican con plastificantes adecuados. Son recubrimientos no tóxicos y muy durables, superando a los recubrimientos alqui­dálicos en conservación del brillo y en duración. Son muy re sistentes a la abrasión y resisten la inmersión continua en - agua dulce o salada, resisten soluciones diluidas de la mayor parte de los ácidos orgánicos e inorgánicos, incluyendo el -- ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido sul­fúrico, ácido cítrico, etc., no son afectados por derivados - del petróleo como gasolina, diesel, petróleo crudo, etc.. A temperatura normal rbsisten soluciones de hidróxido de sodio hasta el 40%, carbonato de sodio, hidróxido de sodio e hidró­xido de amonio (amoniaco) hasta el 10%.

Los recubrimientos vinílicos proporcionan una super ficie que va desde mate (sin brillo) hasta semibrillante, con una alta resistencia a la intemperie aún en condiciones alta­mente húmedas y corrosivas. Como su resistencia al agua es - excelente pueden usarse para servicio de inmersión continua. Entre sus limitaciones principales podemos mencionar su baja resistencia a disolventes del tipo éter y cetona, a la inmer­sión prolongada en alcoholes, ásteres, hidrocarburos clorados y disolventes con más de 30% de aromáticos. Con el tiempo -- los recubrimientos son afectados por los rayos del sol presen

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tando un caleo superficial. Las resinas vínílicas son tam— bién termoplásticas y se descomponen a temperaturas elevadas por lo que se recomienda que la máxima temperatura de expo— sición de este tipo de recubrimientos sea de 65°C para ser— vicio permanente.

Los recubrimientos aquí considerados son vinílicos base solvente. Las pinturas llamadas vinílicas son emulsio­nes vmílicas base acuosa, que cumplen solamente funciones - decorativas.

La película de estos materiales seca por evapora— ción de solventes. Su secado es muy rápido, por lo que se - recomienda aplicarlos por aspersión. Para aplicar los recu­brimientos vinílicos es necesario que las superficies sean - debidamente preparadas ya sea con chorro de abrasivo o cual­quier otro método elimine perfectamente todas las impurezas de la superficie, tales como óxido, grasa, residuos de pintu ra, etc..

Recubrimientos epóxicos. El tipo de recubrimien— tos epóxicos empleados en protección anticorrosiva es el de­nominado epóxico catalizado, el cual se almacena en dos enva ses separados. Uno de ellos contiene la resma epóxica y el otro el catalizador o agente curante. El contenido de los - dos envases se mezcla perfectamente hasta el momento de su - aplicación.

El agente de curado por entrecruzamiento denomina­do vulgarmente catalizador está constituido por una solución de resmas amínicas o poliamídicas, lo que significa que los productos pueden diferir grandemente entre sí; sin embargo, sus características caen dentro de un área general. Las pe­lículas finales tienen buenas propiedades generales, inclu­yendo resistencia al calor, a la humedad, excelente resisten cía a los medios alcalinos, buena resistencia a los medios - ácidos, a los disolventes (hidrocarburos alifáticos y aromá­ticos, alcoholes, etc.), a la intemperie y a la abrasión. Presentan también un alto grado de impermeabilidad permane— ciendo inalterables ante la exposición e inmersión en agua - dulce, salada y vapor de agua.

En términos generales el nivel de adherencia, dure za, flexibilidad y resistencia a los medios corrosivos de -- los recubrimientos epóxicos no es superado por ningún otro - tipo de recubrimientos existentes. Pueden ser aplicados so­bre superficies de concreto, metálicas, galvanizadas o inor­gánico de zmc.

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Su principal limitación considera la formación de - un caleo o de degradación superficial sin mayores inconvenien tes a sus propiedades de película, así como su alto costo - - "relativo"; además, a largo plazo tiende a fragilizarse. Su resistencia a los ácidos es buena, excepto a los ácidos oxi— dantes y a los ácidos orgánicos concentrados. El contacto -- prolongado con cetonas o disolventes clorados reblandecen las películas de estos recubrimientos.

Los recubrimientos epóxicos catalizados presentan - un factor muy importante en relación con su aplicación, este factor se refiere al tiempo promedio que se tiene para apli­car el material una vez que los dos componentes (base y cata­lizador) han sido mezclados. Este período se denomina tiempo de vida en el envase o "pot life" y varía dependiendo del ti­po de catalizador. Por regla general una vez mezclada la ba­se con el catalizador, debe aplicarse el material dentro de - las tres o cuatro horas siguientes, en algunos casos este pe­ríodo puede ser ampliado.

Recubrimientos de hule clorado. Los recubrimientos de este tipo tienen como base resinas que se obtienen por cío ración del hule natural. Las resinas de este tipo constitu— yen un polvo fino de color blanco que al ser disueltos en sol ventes adecuados generalmente tipo aromático, proporcionan -- una película muy inerte, transparente y resistente a las bac­terias. El uso de resmas de hule clorado está dedicado en - un 75% a la industria de pinturas, y entre sus aplicaciones - encontramos que se usan para pinturas de tráfico, de manteni­miento industrial, para medios marinos, albercas, instalacio­nes costeras, etc.

Se dispone de dos tipos de recubrimientos con base en resinas de hule clorado. Uno constituido por una solución de resina de hule clorado modificada con plastificantes clora dos, y el otro es una mezcla de hule clorado con resinas al-- quidálicas u otros plastificantes saponificables. Estos recu bnmientos no se recomiendan para contacto directo con álca­lis y ácidos, solo para lugares donde hay derrames ocasiona— les. Como seca por evaporación no es resistente a la mayoría de los solventes. Se ablandan y plastifican con aceites y — grasas vegetales y animales. Resisten temperaturas hasta - - 60-7 0°C de exposición continua. Tienen la ventaja de brindar un fácil mantenimiento ya que las superficies son repintadas con el tiempo sin problemas debido a que el solvente penetre a la capa vieja ablandando la película, permitiendo que la — nueva se adhiera. Este proceso es más difícil en cualquier - otro tipo de recubrimiento. Los recubrimientos de hule clora do tienen la tendencia a calearse o enyesarse, especialmente

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en climas tropicales. Debido a la rapidez de su secado se — recomienda aplicarlos por aspersión, especialmente con equipo "airless".

Recubrimientos Fenólicos. Son recubrimientos duros, brillantes y muy adherentes; en términos generales su resis— tencia a los solventes, medios ácidos y alcalinos va de buena a excelente por lo que se recomiendan para inmersiones conti­nuas. Su eficiencia de protección contra la corrosión es su­perior a la de los epóxicos. Si el recubrimiento fenólico es horneado, su resistencia al agua y a los solventes se incre— menta considerablemente.

Este tipo de recubrimiento se recomienda para estar en contacto con medios ácidos a bajas concentraciones y con - medios básicos hasta muy altas concentraciones. Su estabili­dad al calor, dureza y resistencia a la abrasión son excelen­tes .

Recubrimientos de silicón. Este tipo de recubrí- - mientos es muy especial y su utilización está reservada para aplicaciones donde se requiere una alta estabilidad térmica - hasta de 500°C, la película de recubrimiento resultante es — muy resistente a la intemperie y a atmósfera contaminadas.Las resmas de Silicon empleadas en este tipo de recubrimien­to han sido desarrolladas debido al interés en encontrar pro­ductos intermedios en propiedades mecánicas y resistentes al calor entre el vidrio y las resinas orgánicas. La facilidad de incorporación dentro de recubrimientos y sus característi­cas inertes han hecho ganar a estar resinas un lugar reserva­do en el campo de la tecnología de recubrimientos.

La mayoría de las resmas silicón son suministradas como soluciones en solventes de hidrocarburos aromáticos.Los solventes alifáticos y los alcoholes pueden también ser - usados, mientras que las cetonas y ásteres no son recomenda— dos. Con respecto a este tipo de materiales, las resinas si- licón curan en un promedio de 60 min. a 250°C para lograr sus propiedades óptimas. Responden también a la catálisis y el - ciclo de curado puede a menudo ser reducido a 30 - 60 min. a 200°C. Los catalizadores más comunmente usados son en reali­dad secantes metálicos del tipo naftenato, octoato, de meta­les como zinc, fierro, plomo, estaño, calcio, manganeso y co­balto .

Recubrimientos Acrílicos. Son productos que secan

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por simple evaporación de solventes. Poseen una muy buena — retención de brillo y resistencia al caleo, no se recomiendan para exposiciones en atmósferas industriales donde halla sal­picaduras y derrames de componentes industriales como ácidos, álcalis, agentes oxidantes y solventes. No se recomienda pa­ra inmersión en agua, su resistencia a la abrasión es buena - al igual que su dureza, su estabilidad al calor es limitada. Estos productos pueden usarse sin temor en ambientes húmedos y lluviosos.

Recubrimientos Antivegetativos. Son recubrimientos desarrollados para prevenir el crecimiento de organismos mari nos en superficies sumergidas por largos períodos. En su for mulación intervienen resinas vinílicas, brea y óxido cuproso o tóxicos órgano-metálicos que permiten está acción de inhibi_ ción. Estos recubrimientos requieren dé una formulación muy cuidadosa a fin de que el tóxico abandone el recubrimiento -- paulatinamente en cantidad suficiente para inhibir el creci— miento de organismos marinos.

Debe tener características muy especiales y entre - ellas se requiere una buena adhesión de la pintura a la super ficie (por ejemplo: el caso de una embarcación) y al mismo — tiempo una cohesión relativamente baja de la película en sí, con el objeto de que los organismos marinos muertos, en con— tacto con el óxido cuproso, puede desprenderse de la superfi­cie y no quedarse adheridos a ella. La brea colofonia hace - que la película sea más soluble en el agua de mar y por tanto aumenta su efectividad tóxica.

El empleo de este tipo de recubrimientos es muy de­licado y grandes medidas de seguridad deben tenerse en el mo­mento de su aplicación a fin de evitar problemas de envena- - mientos.

Recubrimientos de Poliuretano. Estos recubnmien — tos poseen muchas cualidades deseables que pueden ser aprove­chables para mejorar las características de la protección an­ticorrosiva.

En el pasado el uso de estos materiales estuvo muy limitado debido a la alta toxicidad de uno de sus componentes (los isocianatos), pero gracias a que en los últimos años se han podido obtener isocianatos que no representan ningún peli_ gro y a que en general la industria de los recubrimientos se está familiarizando con el uso de productos de dos componen-- tes, estos materiales están despertando un gran interés.

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Las resinas usadas para este tipo de recubnmien-- tos son por lo general poliésteres saturados de bajo índice de acidez que endurecen por la acción de un isocianato en — una proporción de mezcla adecuada a las características fina les que se desean.

Estos recubrimientos pueden ser aplicados por cua L quiera de los métodos usados normalmente para aplicar recu— brimientos como, brocha, rodillo, aspersión, inmersión, - etc.; secan y curan a temperatura ambiente a una velocidad - que depende del tipo de resina e isocianato usados aunque — las condiciones atmosféricas juegan un papel muy importante, se estima que el secado al tacto se lleva a cabo en un perío do de 6 horas como máximo y el tiempo necesario para curar - totalmente a temperatura ambiente es por lo general de 7 - - días. Hasta este punto las propiedades generales de resis­tencia mejoran, pero después la curva resistencia-tiempo y - ya no se puede obtener ningún mejoramiento. Por lo tanto se recomienda dejar secar los acabados durante 7 días completos por lo menos antes de someterlos a la intemperie o al ataque con sustancias químicas. El curado de estos materiales pue­de ser acelerado con altas temperaturas siendo las más comu­nes 100-120°C, lo que permite obtener un curado completo en un tiempo de 30 a 60 minutos.

Otra de las ventajas de los acabados poliuretanos es su adaptación en comportamiento físico, a las condicio- - nes de la superficie, como por ejemplo dureza y elasticidad. Esto se realiza por un lado, con la selección de los poliiso cianatos correspondientes y por el otro lado, con la selec— ción de las combinaciones adecuadas del componente que con— tiene los radicales hidroxilo.

Los recubrimientos de poliuretano poseen en gene— ral propiedades de resistencia excelentes a una amplia gama de productos químicos, soluciones salinas, aceites vegeneta- les y minerales y muchos disolventes. También poseen buenas características de resistencia a la abrasión y a temperatu— ras elevadas hasta de 175°C. Sus propiedades de retención - del color al ser expuestos a la luz solar o a la luz ultra— violeta son inferiores en comparación con muchos otros recu­brimientos .

La combinación de algunos de los recubrimientos an teriormente mencionados, permite obtener nuevos productos — que se usan para resolver problemas específicos de protec- - ción anticorrosiva.

Recubrimientos Epoxi-Alquitrán de Hulla. Es un re

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cubrimiento que ha sido desarrollado específicamente para re­solver los problemas de deterioramiento prematuro por inmer— sión continua en agua salada por muy largo tiempo y en el - - cual se combina la alta resistencia y características de un - recubrimiento epfixico con la alta impermeabilidad del alqui— trán de hulla; se recomienda también para inmersiones conti— nuas en petróleo crudo. El producto no resiste el contacto - continuo con disolventes y cuando se expone por mucho tiempo a la acción de los rayos del sol tiende a cuartearse y a ca— learse por influencia del alquitrán de hulla. Al igual que - los recubrimientos epóxicos, existen dos tipos; uno de ellos catalizado con poliamidas y el otro catalizado con aminas.

Recubrimientos Vinil-Acrílíeos. En este recubrí- - miento se combina la alta resistencia química y a la abrasión de los acabados vinílicos con la excepcional resistencia al - intemperismo y a la acción de los rayos del sol de las resi­nas acrílicas para obtener un producto con el mejor poder de retención de brillo y color de todos los recubrimientos desa­rrollados hasta la fecha, por lo que además de ser resisten— tes a medios salinos, ácidos y alcalinos dan lugar a una alta eficiencia de protección contra la corrosión, presenta magní­ficas características decorativas. La presencia de la resina acrílica disminuye la resistencia a los disolventes de tipo - aromático, cetonas, ásteres y alifáticos, por lo que no se re contienda para inmersión continua en los mismos.

Recubrimientos Vinil-Epóxicos. Estos recubrimien­tos cuando son formulados adecuadamente empleando pigmentos - inhibidores e inertes apropiados dispersados en un vehículo - con modificación de resina epoxi, tienen una excelente adhe— rencia, una gran compatibilidad con diversos recubrimientos, excelente capacidad para detener la corrosión bajo película; son resistentes a los ambientes húmedos con o sin salinidad, a los gases derivados del azufre y a la inmersión en agua po­table .

La aplicación de estos recubrimientos debe hacerse por aspersión y en lugares muy ventilados.

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C A P I T U L O I I

RECUBRIMIENTOS RICOS EN ZINC

En la investigación constante de nuevos productos - la ciencia ha pensado cada vez más en el desarrollo de recu— brimientos con mejores cualidades, tanto en protección como - en facilidad de aplicación a un costo accesible.

La incorporación de polvo de zinc en la formulación de recubrimientos han sido sin duda un gran éxito, ya que se logra brindar al acero protección catódica tal como lo haría un galvanizado en un baño electrolítico, con la enorme venta­ja de que si el galvanizado está restringido a piezas peque— ñas o medianas de fácil manejo, en un lugar determinado y a - un costo superior por requerir de instalaciones especiales y de ser un proceso en caliente; el empleo de recubrimientos ri eos en zinc, es en frío y no tiene limitantes en cuanto al ta maño de las piezas, ni al traslado de las mismas para su pro­tección.

Aún cuando hay metales más activos que el zinc en — la serie galvánica (como lo son el magnesio y sus aleaciones), se ha preferido el empleo de este último por su menor costo - y mejores propiedades para formularse.

El zinc es la materia principal en este tipo de re­cubrimientos (alrededor de 90% en peso de la película seca),y siendo los compuestos de este muy estables, como lo son susóxidos, serán difíciles de reducir. La resistencia a la co—rrosión de este metal tan reactivo, se debe a la naturaleza — protectora de la película de los compuestos de zinc que se — adhieren a su superficie. Lográndose en esta forma que el — acero funcione catódicamente y el zinc anódicamente. Esto — significa que las partículas de zinc proyectadas, recubiertas con películas superficiales de óxido, inciden sobre la super­ficie y se aplanan para adquirir la forma de discos irregula­res, mientras que, al mismo tiempo, algo de metal penetra en los poros e irregularidades de la superficie.

Es evidente que mientras el zinc recubra completa— mente el metal que se desea proteger, la pieza recubierta par ticipará, en grado muy elevado, de las propiedades del zinc. Sin embargo, si se producen defectos pequeños que ponen al --

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descubierto al metal subyacente, la presencia del zinc pro— tegerá todavía la zona de acero expuesta hasta varios mi lime tros de la perfieria del área sin recubrimiento.

En este tipo de recubrimientos, se distinguen dos clases perfectamente definidas:

I.- Recubrimientos orgánicos ricos en zinc.I I . - Recubrimientos inorgánicos ricos en zinc.

I.- Recubrimientos Orgánicos Ricos en Zinc. Estos recubrimientos al igual que todos los otros están constitui­dos por un pigmento y un vehículo. Son ricos en pigmento es pecíficamente polvo de zinc y pobres en vehículo el cual pue de ser del tipo epoxi, fenoxi, acrilico o hule clorado. Las películas finales de estos recubrimientos contienen carbón - por lo que se queman y destruyen por combustión. Entre las ventajas de estos recubrimientos están su gran facilidad de aplicación , sus necesidades de preparación de superficie no son tan críticas .(en comparación con los inorgánicos) y su - rápido acabado. Entre sus desventajas se cuentan su limita­ción de temperatura, su menor resistencia a la abrasión y su baja resistencia a los solventes fuertes.

I I . - Recubrimientos Inorgánicos Ricos en Zinc. La película ya curada no contiene carbón por lo que no se que— man o destruyen por combustión. Al igual que los anteriores, estos recubrimientos son ricos en p'igmento (zinc) y pobres -• en vehículo 'el que puede ser del tipo Alquil Silicato y A i - cali Silicato. Entre sus ventajas están su gran resistencia a la temperatura hasta un límite de 400°C, su gran resisten­cia a la abrasión y a la gran mayoría de los solventes lo -- que les permite ser usados para interiores de tanques de al­macenamiento de solventes. Sus desventajas producen brisa­do (Dry Spray) , gran sensibilidad a las condiciones atmosf.é- ricos durante la aplicación, requieren mejor preparación de superficie que los orgánicos, son más difíciles de recubrir con los acabados subsecuentes.

Los recubrimientos formulados con alquil silicatos curan por reacción con el agua (hidrólisis) y curan muy len­tamente en condiciones de baja humedad (abajo de 50%), resis ten la lluvia después de 15 minutos de aplicados. Los forma dos con álcali silicatos son básicamente de dos tipos. Uno

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de ellos base acuosa, autocurante, no inflamable, y el otro - base acuosa también que cura por la aplicación sobre la pelí­cula una vez aplicada de una solución curadora o agente curan te y que se denomina postcurado. ~

La solución curante contiene ácido fosfórico el - - cual tiene la propiedad de formar una película impermeable o sea que tiene por objeto fijar la película de pintura y evi— tar así la corrosión. El fierro experimenta el ataque del — ácido fosfórico libre para dar fosfato de hierro y liberar el hidrógeno de las zonas catódicas:

Fe + 2h 3P04 -> Fe(H2P04)2 + 2h Í

2H --------------- H2

Este fosfato de hierro formado contribuye a mejo— rar las propiedades de adherencia.

En' los álcali silicatos el polvo de zinc se formu­la mezclándolo con minio (Pb30.) de color naranja, y origi— nando que el polvo de zinc qüe viene por separado presente - un color rosa—gris, el minio actúa como inhibidor de corro— sión, debido a su pureza (97%) que lo hace muy estable cuan­do se encuentra en dispersión. La opinión más generalizada es que una pequeña cantidad de litargirio contribuye a su ca rácter alcalino y a su aptitud para formar jabones relativa­mente insolubles. Además sus propiedades inhibidoras se de­ben a su carácter oxidante. Al aumentar la proporción de li targirio se disminuye la permeabilidad y aumenta la dureza de la película. Al mismo tiempo, el'lo motiva un sacrificio apreciable de la estabilidad química en las pinturas de mi— mo, al formarse carbonatos y, acaso otras sales cuando se - somete a condiciones de exposición. El lón inhibidor es pro bablemente el PbO. que es liberado en cantidades suficiente? para pasivar el acero protegiéndolo contra la formación de - herrumbre debida al agua que llega a la superficie del me- - tal.

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Valor Protector de los Recubrimientos de Zinc fren te a la Fatiga por Corrosión de los Aceros.

Los aceros y muchos otros metales pueden presentar un agrietamiento por fatiga cuando, bajo determinadas cir- - cunstancias, se someten a esfuerzos repetidos. Hace algunos años pudo establecerse que la naturaleza del medio ambiente, afecta la fatiga de los materiales sometidos a estos esfuer­zos y se aplicó el término "fatiga por corrosión" a la frag:L lización y agrietamiento que resultan de la aplicación simul_ tánea de esfuerzos de tracción y compresión en presencia de medios corrosivos.

Las ventajas de los recubrimientos de zinc en au— mentar el límite de corrosión del acero se atribuyen tanto a la exclusión física del medio ambiente como a la corrosión - autosacrificante del zinc electronegativo. Los ensayos rea­lizados en soluciones de sales neutras y en ácidos, pusieron de manifiesto que se consigue una mejora apreciable al colo­car un trozo de zinc en contacto con el acero.

¿DONDE DEBEN USARSE LOS RECUBRIMIENTOS RICOS EN ZINC?.

- Siempre y cuando el repintado de un sustrato se dificulte, el mantenimiento sea costoso o requiera considera ble número de horas hombre...

- Cuando la vida de los recubrimientos convencio— nales sea limitada...

- Cuando la aplicación de cualquier primario con— vencional requiera de varias capas o de una técnica meticulo sa. ..

SUS PRINCIPALES AREAS DE EMPLEO.

- Plantas químicas, refinerías, puentes, tuberías, torres de enfriamiento y estructuras sujetas a salpicaduras de agua, vapor y condensación.

- Acero estructural expuesto en zonas costeras

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a altas humedades ambientales y a la salinidad proveniente -- del mar.

- Barcos, barcazas, buques tanque, lanchas, plata— formas de perforación, chalanes, etc., expuestos al ataque -- del agua de mar.

- Cubiertas de tanques, interior de buques tanque - para transporte de crudo y solventes, boyas de almacenamiento dentro del mar, señalamiento marino, etc., expuestos a daño - mecánico y abrasión.

- Hornos, chimeneas y líneas expuestas a altas tem­peraturas y a la corrosión derivada de ello.

- Interior de tanques y estructuras sumergidas en - agua fresca, agua de mar, gasolina, aceite y la mayoría de -- los solventes comerciales.

- Acero estructural sujetos a maniobras durante el montaje y a prolongados intervalos durante la construcción, y

CON APROPIADOS RECUBRIMIENTOS, ACERO EXPUESTO A - CONTINUO CONTACTO CON ACIDOS, ALCALIS Y AGENTES OXIDANTES.

SILICATO INORGANICO RICO EN ZINC.

Utiliza un silicato metálico como vehículo en solu­ción acuosa. La película aplicada es autocurante.

USOS RECOMENDADOS.- Debido a su excelente resisten­cia a condensación de vapores, rocío marino e inmersión con— tínua en agua fresca y salada, este recubrimiento es recomen­dado para todo ambiente industrial y marino. Su película pro vee una superficie resistente y dura contra la abrasión pro— pia para áreas de mucho contacto.

Este recubrimiento no es afectado por los derivados del petróleo y es excelente en la mayoría de los solventes co merciales. Se recomienda para equipo de proceso químico, re­vestimiento de tanques de almacenamiento y buques tanque.

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SEGURIDAD.- Debido a la carencia de solventes de- es te recubrimiento lo hace no-flamable motivo por el cual es — bastante seguro para usarse en áreas cerradas como interior - de tanques. No contiene pigmentos tóxicos.

APLICACION.- Este recubrimiento seca al tacto en 30 minutos en condiciones de humedad relativa de 50% y a una tem peratura de 20°C (70°F) . Los elementos recubiertos son mane­jados al término de 2-4 hrs. Después de una hora puede resis tir lluvia, ligera, demasiada agua o condensación sobre la -- superficie altera las propiedades de la película principalmen te dureza e integridad. Los mejores resultados se obtienen - cuando el recubrimiento fresco se aisla de la humedad por lo menos 6 horas después de aplicado.

Las características de dureza y compactibilidad del zinc en la película dependen mucho de las condiciones del cu­rado. Este recubrimiento se aplica mejor en climas cálidos - y secos, donde se facilita la evaporación del agua en la pelí cula. Debe evitarse exponer a la humedad el recubrimiento -- antes de que cure inclusive a la condensación húmeda de la no che en climas húmedos. La gráfica siguiente indica los ínter valos seguros de exposición:

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00 DICJXNTS DS CURADO Y APLICACION "aRA EL SILICATO INORGANICO (BASE ACUOSA).

°C Tí ? Eli ATUSA DE LA SUPERFICIE

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ORGANICO RICO EN ZINC (UN SOLO COMPONENTE).

Este recubrimiento emplea una resina de hule clora­do modificado como vehículo.

USOS RECOMENDADOS.- Brinda excelente protección en exposiciones que van de moderadas a severas. Su empleo es — multifacético y goza de los beneficios protectores del zinc.

Es recomendado para ambientes marinos en general, - plataformas de perforación, torres de enfriamiento, revestí— miento interior de tanques de almacenamiento de agua, y otras superficies en constante inmersión en agua.

APLICACION.- Este recubrimiento es muy versátil en aplicaciones y usos. Sobre acero libre de óxido, para cier— tos servicios (a excepción de inmersión continua) con una lim pieza con solventes como preparación de superficie es sufi- - cíente para tener buena adherencia. En comparación con los - inorgánicos donde la preparación de superficies se efectúa — con chorro de abrasivo; el orgánico de zinc se adhiere con me ñor preparación.

La resistencia a la abrasión de este recubrimiento es inferior a la de los inorgánicos y solo se compara a la de los epóxicos ricos en zinc. Su resistencia a los solventes - es baja, y solo se aplica en áreas sujetas a salpicaduras es­porádicas de solventes débiles, aceites derivados del petró— leo y grasas.

El curado de este recubrimiento es por evaporación de solventes, lo cual lo restringe por su toxicidad para apli car se en áreas cerradas. 1.a teriperatura de la superficie de­be estar arriba de 90°C para obtener un curado rápido al tac­to de 1 horas. Otra de sus ventajas es que la vida de la mez cía es ilimitada ya que no se le adiciona ningún catalizador que iricie la polimerización cono en el ceso de los epóxicos y fenól-Lios.

lPOM ^ O RICO EN ZINC (DOS COMPO^LN'ILS) .

Fste recubrimiento emplea un3 rcsiri epó'ie~ cor un catalizador poliamídn'o como vei.ículi. Se combinan las vii’-u des de los recubrimientos epóxicos con ]as propiedades de pro tecciór catódica de la pigmentación rica en zinc.

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OSOS RECOÍiEND^DOS . - Este recubrimiento soporta i as condiciones de exposición más severas, climas marinos, plan­tas químicas, etc., utilizándose como un primario y con la — aplicación subsecuente de acabados apropiados (tales como epó xicos de altos sólidos). Sin embargo si se compara con los - inorgánicos de zinc se verá que por contener menor cantidad - de zinc brinda menor protección que aquellos en climas super- agresivos.

Este recubrimiento es más bien recomendado en cons­trucciones nuevas donde aplicado en los talleres como un pri­mario de pretratamiento, permite la protección del acero du— ranee los intervalos del montaje. Asimismo es muy adecuado - para emplearse en máquinas automáticas para proteger el acero sandblasteado.

Su curado es rápido, y las piezas pueden manejarse pronto, por lo que provee excelente protección al acero cuan­do imperan rigurosas condiciones durante la fabricación y - - erección en campo. Los epóxicos ricos en zinc no interfieren con las operaciones de soldadura y proveen una excelente base para cualquier acabado apropiado.

Cuando los epóxicos ricos en zinc se recubren con - recubrimientos con alto contenido de sólidos como el caso del Epoxi-Alquitrán de hulla, es ^recuente que suceda un entrampa miento de solventes y la película del primario se reblandez— ca. Particularmente en este caso be recomienda que la pelícu la del primario sea tan solo do una milésima de pulgada de es pesor sino en cgs.

Para servicios de inmersión continua o exposición - a ambientes severos, recubre el primario con una capa adelga­zada a forma de selladoi, de i.: recubrimiento también epóxico pero de alto contenido de sólido::, a un espesor en milíme­tros .

APLICACION. El curado de este producto se efectúa por reacción química entre la base y ol agente curante, y la velocidad de curado así como la relación de néjela son afecta dos por la temperatura, poi lo c ¿e se i >c oiiij enda aclocar lo — arriba de los 10°C.

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INORGAN ICO DE Z IN C BASE SOLVENTE .

Este recubrimiento emplea como vehículo un silicato de etilo, en solución con solvente. Es un material del tipo autocurante, y provee la misma resistencia y características protectoras que el silicato inorgánico rico en zinc (base - - acuosa). El comportamiento de ambos es análogo, una vez que las películas han sido propiamente curadas.

USOS RECOMENDADOS.- Este recubrimiento tiene más — ventajas durante su aplicación que el base acuosa, especial— mente por que tiene más huectación.

APLICACION.- El curado de este material depende al igual que los inorgánicos base solvente' de las condiciones de temperatura y humedad. Sin embargo para este caso la humedad es un requerimiento para el curado. Así, una buena dureza y un curado propio del material se logra en condiciones húme- - das, como en el caso de climas tropicales. La película seca se vuelve insoluble al cabo de 20 minutos de aplicado, permi­tiendo prácticamente seguir pintando aún cuando llueva. Lo - mismo sucede cuando la condensación de vapor se deposita so— bre la película.

Otra gran ventaja es que puede curar en un rango -- tan amplio de temperaturas (de -18°C a 94°C), esto quiere de­cir que se puede prácticamente aplicar todo el año.

Aün cuando es requerimiento que exista humedad am-- bj.enLal para el curado de este producto, en climas secos tam­bién se podrá utilizar, humedeciendo con agua la película se­ca cada ocho horas por el tiempo que se tenga sol.

En la gráfica siguiente se observan los requenmien tos para el curado y para los intervalos de aplicación de los acabados. Para cualquier punto que caiga a la derecha de las zonas marcadas, significa que el curado será más lento. Sin embargo, a medida que los solventes se evaporen, el material irá alcanzando sus propiedades definitivas.

Para superficies más callentes de los 94°C se reco­mienda mojar primero la superficie y después aplicar.

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I 3VAL0S F3QUSRID0S TARA RECUBRIR EL ItfCRlAMCC BasE 3CLVSKTE nSI CO-'C al TIEVPP D3 'JURADO.

4> H.R.(HUVEDA.D RELATIVA)

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PRIMARIO INORGANICO DE ZINC DE PRE-TRRTAMIENTO (SHOP-PRIMER)■

La moderna Ingeniería de costos en la construcción de barcos que implementa el uso de máquinas automáticas de -- sopleteo con abrasivo (sand-blasting), manejo y aplicación de recubrimientos del acero, requiere de un primario de pre-cons trucción con propiedades especiales que no es posible encon— trarlas en los primarios alquidálicos. Los primarios tienen además de dejar una película muy delgada, la propiedad de ser totalmente compatibles con la soldadura. Algunas de sus prin cipales características:

- Se adhiere al metal tratado mediante sopleteo de abrasivo automático lo mismo que al tratado por decapado con ácido.

- Se aplica manualmente con equipo convencional o - airless, o automáticamente.

- Seca muy rápido para su fácil manejo, minutos des pués de su aplicación.

- Se aplica bajo un rango muy amplio de temperatura y humedad, inclusive en condiciones semi-gélidas.

- Resiste los daños sufridos durante la fabricación, como manejo, cortes, montaje, etc., mejor que los primarios - orgánicos. Posee además una maleabilidad inherente.

- Completamente soldable ya sea manual o automática mente, las quemaduras de la soldadura lo mismo que la escoria son fácilmente removibles.

- Son mínimos los retoques que se hacen antes de — aplicar el sistema de recubrimientos. Estos primarios poseen excelente resistencia a la corrosión bajo película. Resiste temperaturas de hasta 3 00°C más que los primarios orgánicos.

- Resiste la corrosión por períodos de hasta 18 me­ses en ambiente marino antes de ser recubiertos.

- Se limpia fácilmente con vapor, detergentes o so!lventes.

5 6

- Compatible con inorgánicos de zinc, epóxicos, hu­le clorado, vinílicos, acrílicos, inclusive alquidálicos con un enlace adecuado.

5 7

GUIA PARA LA SELECCION DS LOS RECUBRI,«1ENTOS RICCs EN ZINC = DE ACÜERKÜ ' A SÜ ~COr* POR111 AívT I EN TO

inorgánico base acuosa

Orgánico de zinc

Epóxico catalizado

Inorgánico b.solvente

Sensibili­dad a los solventes

No les afecta

Se reblan­decen

Excelenteexceotocetonas

No lesafecta

Innersión en agua a T . m f .49°C

Excelente Excelente Excelente Excelente

Inmersión en agua salada a T.xnf.49°C

Sólo paraserviciointermitente

Sólo paraserviciointermitente

.Bueno, tiara mayor duración emplear acabados

Bueno, oara mayor duración e'ínlear acabados

Inmersiónen agua sola y sa­lada a T. sup. 49°C

No serecomienda

No serecomienda

No serecomienda

No serecomienda

Innersión en aceite

No les afecta

Dobre Mo les af ecta

No les af ecta

Resisten-* cía al calor seco

hasta 400° 0

Hasta205°C

Hasta205°C

Hasta¿00°C

Resisten­cia a áci­dos y álcalis

-obresinacabados

^o'oresinacabados

Pobresinacaoados

"ohresinacabados

esisten­cía a la abrasión

rxcalente R"'¿rular ?Ufc a •'vce1 evze

‘iDlicaci^n en suoer- ficies a ñas de 49° C.

to ser°co m e n d a

a S i S i , aun- qae el curado se retarde

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Inorgánico base acuosa

Orgánico de Zinc

^oóxicocrtalizado

Inorgánico b.solvente

Condiciones ie aolica- ción:H.H.mf .50* H ,R.s u d .80/Í TJ.K.SUÜ.°0/o l'.inf ,1U°C. T.jnf.0°C.

SiCura lento NoCara lento No

SiSinoSiCura lento

SiSiNoNoNo

El curado se retarda Excelente I'xc el ente Si Si

Co””oatible con acabado

Si Sólo hule clorado

Si Si

Holicacidn en áreas ceiradas

Es lo mas recomendable

Si Si Si

Resistencia pronta a lluvia y condensación

No Si Si Si

.i-'biente^arino

Si Si Si Si

Para maqui­na? automá­ticas cono primerio de ore-trata- m e a t o

Si Si

Sobre es­tructuras en ambiente ñor mal e indus­trial ligero

Si Si*Es el mas económico

Si Si

Sobre es­tructures en ambiente quí mico con aca bados reco- "’triaa-’os .

Si,es el mas recomenda­ble

Si

Actividadcatódica

,rayor actividad enor vida

del zinc.

enor act. ayor vida

del zinc .

Menor act. 'iayor vida del zinc

tJfayor act. T> enor vida del zinc.

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GUIA APIICACION PARA LA S^IFQOIOiN DE LOS RECUBRIMIENTOS 'tICOS EN ZIE’C.

T lt)0 Inorgánico base acuosa

Orgánico de 7 m e

Loóxicocatalizado

l.ior^-ánico b. solvente

'’renara-ciónmínimadesuperfi­cie.

A t.-iosférica: SSPC-10 Inmersión: soPC-5

a) Atmosférica: b3PC-6 Inmersión: S^PC-IO

b)Limpieza con sol­ventes en acero libre de Óxido.

c)i/ecap&do ;y fosfatizado.

a) Atmosférica: SSPC-6 Inmersn ón: Sii’C-10

b)Iimoieza con sol­ventes en acero libre de óxido.

c Dec¿t~cXG.0 y fosfatizado.

Atmosf é n e a : ocPC-6 Inrreroión: j 'irC-10

'■'étodo Aspersióno brocha

Aspersión, brocha o ro­dillo.

Rodillo, as­persión 0 brocha

Aspersión o brocha

Condicio­nes de arlica­ción.

Precaucio­nes en hú­meda? »s sl- o llovizna y bajas temeratar? s *10 usarse en acero cc.i n>Ús deñc.oG (ti _

de su o.'3e requiere ex~erienc_a

' uy toleran­te a condicio­nes deaplicación y técnicas. 'e aplica como un esmalte convencional. No se requiere experiencia calificada.

C3 curado es retardado en cajas temiera- tures , pero puede aplicar­se e.i una gaxa amnlaa de condiciones sin personal caliíicado.

El nás tole­rante de los inorgánicos ^ara condi­ciones de a- - Lic&ción y técnicas,Cara mejor en humedades al­tas. .va cura­do es lento a altar y temo. ~ero no af ectf-do.

/ida dt nezc]a (25°C)

ir-16 h r s . ín límit*- 16-20 Ir-, o v rr .

Precaucio­nes

'lo-flarrable solvente fla- nables ¡ alta tenm.

solventes fia- mata! es a med. temp.

solventes fla- maol ro a raja tem '.

6 0

¿POR QUE SE PREFIERE EL EMPLEO DE LOS PRIMARIOS INORGANICOS - BASE SOLVENTE A LOS DEMAS RECUBRIMIENTOS RICOS EN ZINC?.

El principal punto a considerar en cuanto al compor tamiento es la cantidad de zinc disponible para sacrificarse y proveer protección catódica, y esto es de gran importancia sobre todo cuando los comparamos con los recubrimientos de — vehículo orgánico u orgánicos de zinc. Este vehículo por na­turaleza encapsula muchas de las partículas de zinc, aislando las una de otra y también del acero. La mayoría del zinc en el vehículo orgánico actúa como una carga inerte desde el mo­mento en que es encapsulado, de3 ando solo una pequeña canti— dad de zinc libre para sacrificarse. Este encapsulamiento -- prevee que el flujo libre de gases y humedad actúe como elec trolito, retardando o previniendo el sacrificio necesario del zinc. Si el volumen de zinc usado con la resina orgánica es demasiado, el recubrimiento perderá integridad de película de bido a que habrá insuficiente resina para enlazar todas las - partículas de zinc. También, conforme se va desgastando la - resma orgánica con el uso, va perdiendo su habilidad de en— trelazar al zinc.

En contraste, los vehículos inorgánicos no tienden- a encapsular al zinc, ya que son bastante permeables y pro- - veen mucho mayor cantidad del zinc disponible para su sacrifi cío. Los vehículos inorgánicos también proveen un contacto - directo del zinc con el sustrato metálico. Teóricamente, las resinas inorgánicas forman una capa porosa, que permite absor ver humedad y gases para formar el electrolito y que el zinc sacrificado se libere sin que la película pierda integridad. Por lo tanto no hay deterioro del vehículo inorgánico.

En servicios donde se requiere protección galváni— ca, el zinc se sacrifica en presencia de dicho electrolito -- protegiendo al acero. Cuando esto ocurre, hay una transieren cía de iones y liberación de gas hidrógeno.

Las resmas orgánicas crean una barrera que impide que la humedad y los gases penetren y no se transfieran los - iones libremente entre ei zinc y el acero y viceversa. En -- areas de gran demanda, aonde los iones y gases se generan rá­pidamente, un ampollamiento de la película puede ocurrir. En areas de menor demanda, los orgánicos de zinc podrán eventual mente fallar por enmohecerse a través de la película (corro— sión bajo película).

En muchos casos, se han encontrado, que los recubri­mientos orgánicos de zinc trababan bien por un cierto período

6 1

de tiempo, el cual es el requerido para que el zinc libre se sacrifique. Después de este período, el zinc encapsulado ya no puede proveer protección catódica, y sobreviene la falla - por corrosión bajo película. La experiencia ha demostrado — que los orgánicos de zinc deberán recubrirse si se desea pro­longar la vida del sistema. Desde que los orgánicos de zinc tienen una cantidad limitada de partículas para sacrificio, - es práctica común emplear un acabado de alto contenido de só­lidos, para evitar la penetración de gases, iones o humedad, los cuales terminan con el primario.

Los verdaderos inorgánicos de zinc proveen una pelí_ cula semipermeable, que proporciona las condiciones adecúa- - das para la continua transferencia de iones y por consiguien­te una efectiva protección catódica.

La protección que brindan estos recubrimientos, de­pende en gran parte de una buena aplicación. Cualquier falla en la aplicación, resultará en el caso de los orgánicos de — zinc, en una corrosión prematura. Y en el caso de los inorgá nicos, ocurre que al aplicar una película más delgada, el - - zinc se usará un poco más rápido, pero no ocurrirá una corro­sión prematura.

Finalmente, se prefiere el uso de inorgánicos base solvente, con respecto a los base acuosa y los postcurados -- por sus menores cualidades en la aplicación, su mayor toleran cía a la humedad en contraste con los otros dos, y lo más im­portante para los aplicadores (pintores) es que reduce el eos to de la mano de obra por aplicarse en una sola operación.

6 2

PRODUCTOS QUE PUEDEN SER ALMACENADOS Y TRANSPORTADOS EN TANQUES RE CUBIERTOS CON INORGANICO DE ZINC BASE SOLVENTE, A TEMPERATURA AM— BIENTE.

AcetaldehidoAcetonaAcrilonitriloAcetomtnloAlcoholesAléanosAlquilatosAlquil bencenoAnilinaAromáticos SolventesGas aviónBencenoButanoButanolButil Cellosolve Butil Glycidal ether CarbitolDisulfuro de Carbono Tetrabromuro de Carbono Tetracloruro de Carbono Carbowax 600 CellosolveAcetato de CellosolveClorobenceno (seco)CloroformoAcido CresílicoAceite CrudoCumenoCiclohexanoDetergentes Alquilatados Alcohol Diacetónico Metil Etil Cetona Xileño

Dibutil Amina Dietilen Glicol Dietilen Glicol-

(Etil Eter Dietilen T n a m m a Di-isobutileno Dietanol Amina Dimetil Formamida Dipropilen Glicol Dodecil Benceno Aceites de motor Alcohol Etílico Etil Benceno Dicloruro de Etile-

no (seco) Etilen Glicol Gas Aceite Gasolina Glicerina Heptano HexanoHexilen Glicol Alcohol Isobutllico Isobutil Cetona Alcohol Isopropílico KerosenaAceiteLubiicante

(SAE 10-30 Alcohol Metílico Metil Cellosolve Dicloruro de Metile-

no (seco) Alcohol Metil iso- -

(amílico

Metil Isobutil Cetona Aceite Mineral'MolasaMonocloro BencenoNapthas1-NitropropanoAlcohol OctílicoO-DiclorobencenoAceites (neutros)Percloroetileno (seco)PetrolatoPetróleoFenolAceite de Pino Alquitrán de Pino Plastificantes Propilen Glicol PropanoAlcohol Proplílico Dicloruro de Propile-

no (seco) Oxido dePropileno P i n d m aMonómero de Estireno SeboTetraeilen Pentamma ToluenoFosfato Tricresílico Tricloroetileno (seco) Trietañolamina Turpentina Agua (hasta 49°C)Cera

NOTA: El recubrimiento de los tanques antes de ser puestos en ser—vicio se lava con cepillo de ¿aíz y se enjuaga perfectamente para eliminar las partículas sueltas de zinc y evitar así con tammación del producto.

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GUIA GENERAL PARA PROTECCION DE ACERO NUEVO CON INORGANICO DE ZINC VS. GALVANIZADO".

Estructuras con espesor menor de 5/8".Estructuras con espesor supe­rior a 5/8“Exterior o interior de tube— rías (3)Exterior e interior de tube­rías (3)Tuberías hasta 10" 0 (4)Tuberías arriba de 10" 0 (4)Tuberías fabricadas hasta 6"0 (4)Tuberías fabricadas arriba de 6" 0 (4)Tuberías con terminales rosca das (4)Tanques soldados hasta 4' 0Tanques soldados arriba de 4'0-Placa para tanques herméticosPlaca para fabricar tanques - en campo (5)Placa enmarcadaCualquier pieza de longitud - mayor de 30" o con dos dimen­siones mayor de 4' (6).

Formas fabricadas de acero de - espesores diferentes o diferentes acabados de superficie o diferen­tes clases de acero.

(I) (2)GALVANIZAR RECUBRIR CONEN BAÑO INORGANICO DEELECTROLITICO ZINC B. SOLVENTE(económico) (económico)

x

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

6 4

N O T A S :

(1) Donde piezas galvanizadas van a ser soldadas en campo, el Inorgánico de Zinc base solvente resulta excelente para retocar piezas después de una limpieza con cepillo de — alambre.

(2) Cuando se piensa recubrir el Inorgánico de Zinc con un acabado orgánico (epóxico, vinllico, etc.), existe la ventaja de que no se requiere ninguna preparación de superfi­cie para la buena adherencia del acabado.

(3) No es práctico galvanizar solo el exterior o el interior de tuberías. Si se requiere proteger ambos lados -- con zinc, el galvanizado es más económico, excepto para díame tros grandes de tuberías.

(4) Esta elección se hace cuando el principal inte­rés es recubrir el interior de las tuberías, sin importar si el interior se recubrirá o no.

(5) Si el zinc es deseado solo en el exterior, es - mejor recubrir en campo una vez que la erección se ha comple­tado. Si el zinc se desea en ambos lados interior y exterior,es usualmente más económico galvanizar las placas, y poste- - nórmente retocar las soldaduras después de la erección.

65

C A P I T U L O I I I

DISEÑO DE UN REACTOR PARA LA HIDROLISIS DE SILICATO DE ETILO

Objetivo: El cálculo de un reactor a partir de con­sideraciones de cinética química, y enfocado a las necesida— des de consumo nacionales de silicato de etilo hidrolizado, - para la fabricación del vehículo de inorgánicos de zinc base solvente.

HIDROLISIS DEL SILICATO DE ETILO. Este proceso ocu rre rápidamente en presencia de catalizadores ácidos o bási— eos. Pero debido a la inmiscibilidad del agua con el silica­to de etilo, un solvente mutuo debe usarse para obtener una - reacción homogénea. Una gran atención se ha puesto desde las últimas tres décadas en el desarrolte de los métodos más con­venientes para obtener la conversión correcta de silicato de etilo a sílica. Por ejemplo, diagramas de solubilidades de - mezclas ternarias de agua, silicato de etilo y solventes mu­tuos han sido determinados por Cogan y Setterstrom en 1946, - procesos comerciales especiales han sido desarrollados por — Shaw y Hackford y publicados también en 1946, y el estudio ci nético de esta reacción que aquí s; transcribe, fue objeto de estudio de Aelion, Lobbel y Eirich en 1950.

La reacción de hidrólisis del Silicato de etilo y - la subsecuente deshidratación del producto formado puede for­mularse como:

nSi(OC2H5)4 + 4nH20 i nSl(OHJ + 4nC2H5OH (1)

nSi(OH). -------------------- > (Si02)n + 2nF20 (Ib)

Dependiendo de las condiciones, una o ambas reac- - Clones pueden completarse parcialmente, dejando grupos etoxi o hidroxílicos sin reaccionar. Expenmentalmente se determi­naron los siguientes parámetros con respecto al tiempo: (1) -La pérdida total de agua, L , igual a la diferencia entre el agua absorvida por la hidrólisis, y el agua regenerada por la deshidratación. (2) La producción de alcohol, L , equivalente a la cantidad de agua usada en la reacción de hidrólisis. - -

66

Expresando LT y L en moles por mol de silicato de etilo, la ecuación que'relaciona estas dos cantidades de - — cualquier momento de la reacción es:

(3) E l g r a d o d e c o n v e r s i ó n d e l m o n ó m e t r o .

LT = LH - aLH/2 (2)

Donde "a" es el grado en que la reacción de deshi— dratación se completa.

Por determinaciones de L y el orden de las reacciones se calculan como el número de grupos etoxi e hidroxílicos sin reaccionar. La composición promedio de los etoxi siloxanos formados se obtienen mediante la evaluación del gra do de conservación del monómero.

FASE EXPERIMENTAL. El contenido de agua se determi_ na instantáneamente con el reactivo Karl Fischer. Este méto­do requiere el uso de un solvente muto para obtener un medio reactivo homogéneo. Si M y M son los números de moles de agua por litro a los tiem o pos1" t y t, respectivamente, en­tonces LT está dado por:

Lt = (M - M )/S (3)o o

Donde Sj_ es la concentración inicial de silicato - en moles por li- o tro. Aunque la exactitud de este método es similar a la usual de titulaciones volumétricas (1%), ha­blando globalmente, la exactitud relativa es más precisa y — permite detectar pequeñas variaciones del contenido de agua - (2%) .

La cantidad de alconol formado no puede ser calcula do por métodos directos de titulación, ya que los productos - de la reacción contienen los mismos grupos funcionales. El - alcohol tiene por lo tanto que ser separado del medio reac- - clonante, por ejemplo, por destilación. Una separación comple ta se obtiene usando un solvente mutuo de mayor punto de ebu­llición que el del alcohol etílico. Una destilación parcial rápida al vacío de una alícuota tomada durante la reacción -- conduce a un destilado conteniendo todo el alcohol y el agua

6 7

sin reaccionar. La concentración de alcohol en la mezcla se determina por densidad, índice de refracción, etc., estandart zados previamente. Si Ct es la concentración de alcohol etí­lico formado, expresado en porciento peso, L se obtiene me— diante

w2 ~ (M, V x 18.02)/1000 1000lh L J --------------- C f c X ------------ ---

VB S x 46.07o

(4)Donde Vg es el volumen de la muestra antes de destji

lar, y W el peso del destilado. La exactitud del método de1 a 4%, dependiendo principalmente en la completa y rapidez - separación del alcohol y en la determinación de .

En la determinación de alcohol (L ), la destilaciónse efectúa en forma continua hasta que todo el monómero sin -reaccionar se ha removido completamente; el monómero destila­do puede ser transformado en sílica pura haciéndolo reaccio­nar con un exceso de ácido clorhídrico concentrado, y su de— terminación cuantitativa, secando y pesando el producto. Si m es el peso de sílica, el número de moles de silicato de eti lo sin reaccionar por mol de silicato de etilo inicial es - -equivalente a: 1000 m/60.06 V„S, .B tO

Todos los experimentos reportados como hidrólisis - catalizadas con ácidos fueron efectuados con ácidos clorhídn co, pero pruebas similares han demostrado que empleando otro? ácidos fuertes se obtienen resultados similares. Por otro la do, si se emplean ácidos débiles, se requerirán cantidades mu cho mayores para obtener velocidades de hidrólisis similaresT

La reacción entre el silicato de etilo y ácido clor hídrico concentrado (12N) se observó que era muy exotérmica.- Si el ácido era introducido gota a gota se disolvía rápidamen te. En el rango de acidez baja a moderada la reacción es más lenta, las muestras podían ser tomadas durante la reacción, yobtener valores instantáneos del aLcohol producido (L ).H

Para la hidrólisis en medio básico, se experimentó con hidróxido de sodio, hidróxido de amonio y p i n d m a a di — ferentes concentraciones. Como solventes afines se usaron — alcohol etílico, metílico y dioxano.

Aunque la hidrólisis y la deshidratación ocurren a -

6 8

la par, la cinética de la hidrólisis se estudia por separado por determinación de Ly y la variación del contenido total -- del agua, de tal manera que la contribución debida a la deshi_ dratación se deduce. El orden de la reacción se determina — comparando las relacionesTi! /T\ a los respectivos tiempos requeridos para completar diferentes experimentos al mismo -- grado ” ¿

Estos experimentos se efectuaron a concentraciones constantes de HCl y con diferentes concentraciones globales - de cantidades equivalentes de agua y silicato de etilo.

RESULTADOS EXPERIMENTALES. La presencia de ácidos y bases fuertes en la reacción de hidrólisis influye grande— mente en la velocidad de reacción. La temperatura y el tipo de solvente produce efectos secundarios. Para obtener resul­tados de fácil interpretación, tanto la concentración del ca­talizador o la concentración de agua y silicato de etilo se - mantuvieron prácticamente constantes. Los datos de la Tabla I se obtuvieron de corridas efectuadas a concentraciones de— crecientes de ácido clorhídrico, empleando dioxano como sol­vente .

TABLA 1? I-/ICIISIS DE SIIlO ATO E3 ETILO ccif serjcici<£s CONCE!,’ „DAá d é: h c :

3yot. áto l t l H> a. monómero T 1 empo,m/I silica­ agua m./ Ti./ -t

0 s m r'in.to de m / 1 . mol mol reaccio­etilo sili­ sili­ nar m./m / 1 , cato cato silicato

de e- de e- detilo tilo etilo

I 0.063 0.1924 1.432 0 0 1 01.044 2.017 40.975 2.37 120.9a3 2.34 4.OS e6 0.0 120

II 0.02ol .0204 3 1.592 0 0 1 01.556 0.176 21.203 1.904 71.184 2.00 251.156 2.13 3.89 91 0.0 301.156 2.13 120

III 0.0053 .2132 1.47 0 0 1 01.09 1.78 1701.05 2 .n 5 4.0 97 0 400

6 9

Las velocidades de reacción de los tres experimen— tos anteriores fueron demasiado rápidas para poder determinar valores de L , y en consecuencia solo se tabularon Jos valo— res finales. Reacciones a menor acidez fueron efectuadas con HCl diluido o agua destilada y se tabularon en la tabla XI y Fig. 1.

TABLA II

^I lSOIISI De SILI CATO m ETILO CO’'! SOLUCIOi TES DILUI DAS PCI

Exrt. hCl S-fco L>p % a Tiemoo

!•> h r s .

IV 0.0016 0.2095 1.207 0 0 0 0

1.19? 0.047 0:131.61 103 1:00

0.9^0 1.01 1:450.935 1.29 2.65 102 2:400.^52 1.69 3.50 102 5:200.851 1.69 3-53 170:00

V •0000?2 0.2132 1.249 0 01.225 0.18 2t-CO1.220 .20 0.4 1 7 0 :0C

/I H 20 dest. .220 1.355 0 O

1.34 0 .06 1":0C1.32 0.15" :0 J1. i' ' 3.31C 196 :00

7 0

C 100 200 300 400 Tiempo en Tin,

Fig. 1. Hidrólisis de Silicato de etilo en dioxano cataliza­da con ácido. L„ es la pérdida total de agua en mo— les por mol de silicato de etilo para diversas con— traciones de HCl.

7 1

Los resultados de ambas tablas indican que las reac ciones catalizadas con ácido son efectivas para determinar la velocidad de la hidrólisis, excepto a concentraciones muy al­tas de HCl.

Los experimentos (VII) y (VIII), de la Tabla III, - la concentración de HCl fue escogida en el rango donde la dejs hidratación completa ocurre (0.0037 moles de ácido por litro) La relación de las concentraciones iniciales de los reactan— tes en los dos experimentos fue 2.02:1. El valor promedio de Tí / T í se encontró de 2.04, indicando que la reacción es - de segundo orden.

Ta 3I.A III

-UROTISIS PE SILICATO Ol ETILO - ORDEN DE LA REACCION

Sxpt. HCl Sto 2Sto, «'tom/1 m/l eqaiv al en- agua

tes gr. m./l

VII 0.00368 1.248 2.496 2.34

VIII 0.0037 0.622 1.245 1.16IX 0.0034 0.624 1.248 2.32

Orden de reacción (veces relativas)

Y,

, /'T „ = 2.04 ^'7os = 0.258 To.s

= 0.126 ToS

7 2

El experimento IX, efectuado con un exceso de aguamuestra un incremento en la velocidad, propio de una reacción de segundo orden con respecto al agua y al silicato de etilo, y sigue la expresión usual

la unidad, el número de moles de agua por litro consumido en la hidrólisis, 2x vendrá dado por

Tomando esto en consideración en casos de deshidra­tación incompleta, la gráfica de logM - x/2S - x v s . tiem po para todos los experimentos realizaSos dará lineas rectas (Fig. 2). De las pendientes de las líneas podrán calcularse ahora las constantes de las velocidades de reacción. La ta­bla IV muestra el efecto de la concentración de ácido.

VARIACIONES DE LA VELOCIDAD DE REACCION CON LA CONCENTRACION DEACIDO CLC.3MDRIC0

dx/dt = K(I,'t0 - x)(2Sto - x) (5)

que ñor intep-raci<5n dá

Mto - xx

K( Mto - 2St o )t

27303

Si la conversión de deshidratación (a) es menor de

22 x = (Mto - M t) (7)

TA3LA IV

HCl conc -noles/lt

0.0630.0231

0.00530.00160.000022HgO d e s t .

5.72 x 10-3 2 . 8 6 x 10~3 1 .8 0 x 10~4

1.04 x 10~f 5.16 x 10~D 4.12 x 10~6

73

Velocidad de reacción de la hidrólisis de silicato - de etilo en dioxano para diversas concentraciones de ácido.

l o s K = I . ' I i o s [ HC1] + 1 0 3 0 . 0 5 1 (3 )

La velocidad de reacción es ahora directamente pro­porcional a la concentración de ácido y la constante k expre­sada en litros mol-1 seg.~l ^acidcj~l es 0.051 a 20° en dioxa no como solvente mutuo.

/ 4

Determinación de la constante absoluta (k) de veloci dad de reacción de la hidrólisis de silicato de eti­lo catalizada con HCl.

Fig. 4. Energía de activación de la Hidrólisis catalizada - con ácido; curva 1, T = 20° , curva 2, T = 45.3°.

75

C o n r e s p e c t o a l a e n e r g í a d e a c t i v a c i ó n , s e o b t u v o u n v a l o r d e 6 . 8 k c a l . / m o l p o r c o m p a r a c i ó n d e l a s v e l o c i d a d e s d e r e a c c i ó n e n d i o x a n o l l e v a d a s a 2 0 , 4 5 . 3 y 5 4 ° ( F i g . 4 ) . S e e n c o n t r ó q u e u n i n c r e m e n t o e n l a t e m p e r a t u r a d e 20 a 4 5 . 5 ° — i n c r e m e n t a b a l a v e l o c i d a d d e r e a c c i ó n d i e z v e c e s , m i e n t r a s — q u e l a c o n v e r s i ó n a u m e n t a b a d e 89 a 9 3% ; p o r l o t a n t o a t e m p e r a t u r a s m a y o r e s ( a r r i b a d e 5 0 ° ) l a r e a c c i ó n d e d e s h i d r a t a c i ó n n o s e c o m p l e t a .

N o s e e n c o n t r ó u n a m a r c a d a i n f l u e n c i a e n l a c a n t i — d a d d e s i l i c a t o e n l a r e a c c i ó n d e h i d r ó l i s i s e n v a r i o s e x p e ­r i m e n t o s a l u s a r a l c o h o l e s e t í l i c o y m e t í l i c o . E n a l c o h o l — e t í l i c o l a c o n v e r s i ó n d e l a h i d r ó l i s i s (a ) d i s m i n u y ó a c o n c e n t r a c i o n e s d e á c i d o m e n o r e s d e 0 . 0 0 3 m o l e s / l t . L a t a b l a V - - m u e s t r a q u e e n e l e x p e r i m e n t o X I ( c o n a l c o h o l e t í l i c o ) l a c o n v e r s i ó n b a j ó a u n 90% (= L / 2 ) .

Tj .BTiA V

h iO I iC I io IS D£ b l I IC A ÍC D£ I I C Z1' tH C O rO L E T IL IC O A T iV F . Á’víB I.

r . r 0 1 -j I l i e - J T O . é-.i& t T Tie-s-■11. / I . de e t i l o n . / l . h r s

V ../1 .

X 0 .0 0 2 9 0 .1 6 8 1 . 5C¿ 0 01 .2 3 1 .7 7 1 21 . 2 3 2 .0 5 44

1 .2 3 2 .0 5 160

: i 0 . 0 0 2 2 0 .7 5 -i 2 .4 5 0 0. l .O S 1 .3 1 &

11 .0 3 1 .6 1 500

R e a c c i o n e s e f e c t u a d a s e n a l c o h o l m e t í l i c o d i e r o n - u n v a l o r p r o m e d i o d e l a c o n s t a n t e d e v e l o c i d a d d e r e a c c i ó n - c a s i i d é n t i c o c o n l o s v a l o r e s d e l a s c o r r i d a s c o n d i o x a n o , - y c o n c u e r d a n t a m b i é n c o n l a s d e a l c o h o l e t í l i c o . E s t o i n d i ­c a q u e l a r e - e s t e n f i c a c i ó n n o m e g a u n p a p e l i m p o r t a n t e . P a r a l o s s i l i c a t o s d e a l c o h o l e s m a y o r e s l a a c c i ó n d e l - - -a l c o h o l u s a d o c o m o s o l v e n t e e s u n p o c o m á s m a r c a d a , p e r o a ú n d e m e n o r i m p o r t a n c i a . E l v a l o r d e l a c o n s t a n t e d e p e n d e p r i n c i p a l m e n t e d e l a n a t u r a l e z a d e l o s g r u p o s a l k o x i u n i d o s a l - á t o m o S i .

76

C om o e n u n m e d i o á c i d o , l a h i d r ó l i s i s d e s i l i c a t o - d e e t i l o e n m e d i o b á s i c o e s u n a f u n c i ó n d e l a c o n c e n t r a c i ó n — d e l c a t a l i z a d o r , e n e s t e c a s o d e l a b a s e . A l m i s m o t i e m p o u n a f u e r t e d e p e n d e n c i a e n l a n a t u r a l e z a d e l s o l v e n t e s e p u d o o b s e r v a r . D i f e r e n t e s c o r r i d a s e f e c t u a d a s y e x p e r i m e n t o s s i m i l a r e s a l o s m e d i o s á c i d o c o n d u j e r o n a l f i n a l a e s t a b l e c e r q u e l a r e a c c i ó n e s d e s e g u n d o o r d e n .

N o s i e n d o d e i m p o r t a n c i a p a r a e l d e s a r r o l l o d e l p r e s e n t e t r a b a j o l o s e x p e r i m e n t o s l l e v a d o s a c a b o e n m e d i o b á s i c o , p o r e m p l e a r s e e n l a i n d u s t r i a d e l a s p i n t u r a s á c i d o s p a r a l a - h i d r ó l i s i s , s e e f e c t u a r á n l a s c o n s i d e r a c i o n e s d e c á l c u l o d e l - r e a c t o r , c o n l a s e c u a c i o n e s c i n é t i c a s d e h i d r ó l i s i s c a t a l i z a — d a s c o n á c i d o .

E L E C C IO N D E L T I P O DE REAC TOR MAS AD EC UAD O . E s e v i ­d e n t e q u e e l p r i n c i p a l p u n t o a i n v e s t i g a r e s l a p r o d u c c i ó n d e ­s e a d a d e S i l i c a t o d e E t i l o h i d r o l i z a d o m e n s u a l c o n f o r m e a l a s n e c e s i d a d e s n a c i o n a l e s d e i n o r g á n i c o d e z i n c b a s e s o l v e n t e .D e a c u e r d o a u n a e n c u e s t a r e a l i z a d a e n t r e l o s f a b r i c a n t e s d e - p i n t u r a , s e e s t i m a q u e e l c o n s u m o m e n s u a l d e e s t e p r o d u c t o e s d e a l r e d e d o r d e 7 0 , 0 0 0 l t s . y q u e d i v i d i d o s e n t r e 7 c o m p e t i d o ­r e s f u e r t e s e n e l p a í s , s e p u e d e n f a b r i c a r 1 0 , 0 0 0 l t s . p r o m e - - d i o p o r c a d a u n o s i n t e m o r a n o v e n d e r l o .

E s t e c o n s u m o m e n s u a l e q u i v a l e a p r o d u c i r 5 00 l t s . - d i a r i o s d u r a n t e 20 d í a s a l m e s . E n l a i n d u s t r i a d e l a p i n t u r a n o r m a l m e n t e s e d e s t i n a n s o l o a l g u n o s d í a s p a r a l a e l a b o r a c i ó n d e v e h í c u l o p a r a i n o r g á n i c o d e z i n c , y a q u e e l e q u i p o d i s p o n i ­b l e s e e m p l e a p a r a p r o c e s a r d i v e r s o s i n t e r m e d i o s . T a n s o l o t e n e r u n p e q u e ñ o r e a c t o r d e 5 00 l t s . d e c a p a c i d a d p a r a u t i l i z a r ­l o u n o s c u a n t o s m i n u t o s a l d í a s e r í a u n a i n v e r s i ó n m f r u c t u o — s a . P o r c o n s i g u i e n t e e l t i p o d e r e a c t o r q u e o b e d e c e a e s t a s - c a r a c t e r í s t i c a s e s e l D i s c o n t i n u o , q u e t i e n e c a r a c t e r í s t i c a s - t a l e s c o m o : p e q u e ñ o c o s t e d e i n s t a l a c i ó n y l a f l e x i b i l i d a d d e l f u n c i o n a m i e n t o ( p u e d e p a r a r s e d e m o d o f á c i l y r á p i d o ) , p o r l o q u e e s a d e c u a d o p a r a p r o c e s a r d i v e r s o s p r o d u c t o s a ú n e n u n m i s m o d í a . T i e n e l a d e s v e n t a j a d e l e l e v a d o c o s t e d e f u n c i o n a m i e ñ t o y m a n o d e o b r a , e l t i e m p o i n v e r t i d o p a r a l a c a r g a , d e s c a r g a y l i m p i e z a e s c o n s i d e r a b l e m e n t e g r a n d e , m a s s i n e m b a r g o e s r e ­l a t i v o c o m p a r a d o a l a f l e x i b i l i d a d p a r a o t r o s p r o c e s o s d e m e z ­c l a d o , e n t i n t a d o , e t c .

77

C O N S ID E R A C IO N E S DE C A L C U LO . E l m o d e l o d e l a r e a c — c i ó n s i m i l a r a l a n u e s t r a e s

K1 K2 A ----------------- v , R > s ( 9)

D o n d e R e s e l p r o d u c t o d e s e a d o y S e l i n d e s e a d o , y a q u e n o q u e r e m o s q u e l a d e s h i d r a t a c i ó n d e l s i l i c a t o h i d r o l i z a - d o o c u r r a , p o r l o q u e s e d e b e b u s c a r l a c o n c e n t r a c i ó n m á x im a d e R y e l t i e m p o e n q u e e s t a s e a l c a n z a .

E s t o s v a l o r e s v i e n e n r e p r e s e n t a d o s p o r l a s e c s .

m a x k , , k 2 - k lm e d l o g

= ( k l / k 2 )k2/ ( K 2 “ k l > ( I D

CA o

P a r a e l c á l c u l o d e k 2 c o n s i d e r e m o s l o s v a l o r e s d e - l a t a b l a 1 , d o n d e s e d a n l o s v a l o r e s d e c o n s e r v a c i ó n a (% ) q u e s e a p l i c a r á n a S c o m o v a l o r e s d e XA e n l a e c . ( 1 2 ) , q u e a l — e m p l e a r u n e x c e s o d e a g u a l a r e a c c i ó n d e s e g u n d o o r d e n s e c o n v i e r t e e n u n a d e p s e u d o p r i m e r o r d e n .

- L n ( 1 - X A ) = K 2 t ( 1 2 )

E n l a t a b l a s i g u i e n t e s e c a l c u l a m e d i a .

78

K2 [HCl] [HCl] x k 2 K2 t tmed med. m./l A lt/(HCl)mol seg. It/mol seg. min seg

. 0 6 3 0 . 8 6 2 . 7 3 x 1 0 _4 4 . 3 3 x 1 0 _ 3 1 2 0 7 200

. 2 8 1 0 . 9 1 5 . 0 1 6 x 1 0 - 4 1 . 7 8 5 x 1 0 ~ 3 80 4 800

. 0 0 5 3 0 . 9 7 1 . 4 6 x 1 0 ~ 4 2 . 7 5 x 1 0 ~ 3 400 2 4 0 0 0

2 , 9 5 . 1 1 6 4

x 1 0 - 3

y e m p l e a n d o l a c o n c . m e d i a d e H C l p a r a K ^ , t e n d r é ­

i s = 0 . 0 5 1 / 0 . 1 1 6 4 = 0 . 4 3 8 I t / m o l s e g

c o n e s t o s v a l o r e s e n c o n t r a m o s q u e

t m a x = 1 1 ’ 5 s e ^

Y q u e

= 0 . 9 6 6

C A o

E s t o s i g n i f i c a q u e l a r e a c c i ó n e s m u y e f i c i e n t e y - q u e s e a l c a n z a d e m a s i a d o p r o n t o , c o s a q u e e r a d e e s p e r a r s e y a q u e e s m u c h o m a y o r q u e K 2 .

P a r a c o n o c e r l o s v o l ú m e n e s d e a l i m e n t a c i ó n p a r t i m o s d e l a b a s e d e q u e e l S i l i c a t o d e E t i l o d i s p o n i b l e e n e l m e r c a

79

d o c o n t i e n e 4 0% e n p e s o y e l r e s t o d e a l c o h o l e t í l i c o . E s t o e s , p o r c a d a 1 0 0 k g d e m a t e r i a p r i m a ( d e n s i d a d = 1 . 0 5 6 ) q u e e q u i v a l e a 9 4 . 7 l t s .

40 K g s o n S i ( O C 2 H ^ ) 4 = 1 9 2 . 2 m o l e s

60 K g s o n C ^H^OH = 1 3 0 4 . 3 m o l e s

y l a c o n c e n t r a c i ó n i n i c i a l e s d e

19? ?C f l o = = 2 . 0 3 m o l e s / l t

9 4 . 7

m i s m o s q u e p r o d u c e n

C R = 2 . 0 3 ( 0 . 9 6 6 ) = 1 . 9 6 m o l e s d e S i ( O H ) ,m a x 4

= 18 T . 4 3 g r "

y a q u e l a r e l a c i ó n e s t e q u i o m é t r i c a e s 1 : 1 .

Y p a r a p r o d u c i r 1 0 , 0 0 0 k g d e S i ( O H ) , ( a p r o x i m a n d o - l a d e n s i d a d d e l p r o d u c t o = 1 ) .

S e r e q u e r i r á u n v o l u m e n d e a l i m e n t a c i ó n d e

F A o = k ? ------------ = 5 3 0 7 0 l t s d e A0 . 1 8 8 4 3 K g / l t d e í

1 0 7 7 3 2 . 3 m o l e s

80

L a c a n t i d a d d e a g u a n e c e s a r i a p a r a l a h i d r ó l i s i s s e g ú n l a r e l a c i ó n e s t e q u i o m é t r i c a e s 4 v e c e s m a y o r , o s e a

I' 4 x 1 0 7 , 7 3 2 . 3 = 4 3 0 , 9 2 9 . 2 m o l e st ío

7 , 7 5 6 . 7 K g

7 , 7 5 6 . 7 L t .

Y e l v o l u m e n t o t a l a p r o c e s a r d e s p r e c i a n d o l a c a n t ^ d a d d e H C l e s

F t = F A o + F Bo = 6 0 , 8 2 6 . 7 l t s .

C o n l o s q u e s e p r o d u c i r á n 1 0 , 0 0 0 k g d e S i ( 0 H ) 4 m e n ­s u a l e s .

E l v o l u m e n d e l r e a c t o r d e s d e l u e g o e s t a r í a e n f u n — c i ó n d e l o s d í a s d e s t i n a d o s a l a p r o d u c c i ó n d e e s t e m a t e r i a l , y h a s t a e n u n t a n q u e c o n a g i t a c i ó n d e m e d i a n a c a p a c i d a d s e p o d r á n p r o c e s a r l o s r e q u e r i m i e n t o s d i a r i o s d e e s t e p r o d u c t o .

C a b e h a c e r n o t a r q u e d e b i d o a q u e l a r e a c c i ó n e s p o c o e x o t é r m i c a , y a q u e e s t a s e e f e c t ú a t a n r á p i d o y c o n t a l - a l t a e f i c i e n c i a , q u e n o s e r e q u i e r e q u e e l r e a c t o r e s t é p r o ­v i s t o d e c a m i s a d e e n f r i a m i e n t o y a q u e l a c o n c e n t r a c i ó n d e — H C l e s b a j a , y l a r e a c c i ó n s e p u e d e e f e c t u a r a t e m p e r a t u r a — a m b i e n t e . E l e f e c t o c a u s a d o d e l a p r e s i ó n s o b r e l a r e a c c i ó n e s s e c u n d a r l o , p o r l o q u e t a m p o c o s e r e q u i e r e q u e e l r e a c t o r e s t é p r e s u r i z a d o , e i n c l u s i v e l a r e a c c i ó n s e p u e d e l l e v a r a - c a b o e n u n t a n q u e a b i e r t o .

U n e s t u d i o p o s t e r i o r r e l a t i v o a l p r o c e s a m i e n t o d e - t o d o e l s i l i c a t o h i d r o l i z a d o p a r a c o n s u m o n a c i o n a l p o d r í a - - e f e c t u a r s e , a l l í s i p o d r í a c o n s i d e r a r s e u n a p r o d u c c i ó n c o n — t í n u a c o n u n m e j o r c o n t r o l d e c a l i d a d y u n a u n i d a d d e s e p a r a ­c i ó n d e l a l c o h o l f o r m a d o . E s t o d e s d e l u e g o , d e b e r í a e s t u d i a r s e a p a r t i r d e o f r e c e r u n p r e c i o c o m p e t e n t e y a t r a c t i v o a l o s f a b r i c a n t e s d e p i n t u r a s y r e c u b r i m i e n t o s .

81

TA ^LA (1)

SE^ IS , ptALV a " IC A O AUTOMOTRIZ DE ATGUNOS « E X A L E S Y ALEACIO N ES

CO E R O IA L E S .

C A P I T U L O IV.

A c t i v o

<5

¿in<5dico

o r *! e

ó

= t ^ d l r'"'1

m agn es io y A le a c io n e s de ,”'agn s _ o ,

, m c .

A lu - í n i o c c 'c T c ia lm c n + e ouro (1 1 0 0 )

Oadjnio

A lu m in io

?i e r r ^ * A c e re

^ i c r r o C o lad o

.Acere In o x id a b le C rc n o , 13'/ó C r ( A c t i v o )

R a q u e l R e s i s t e n t e (W iírh N i C = st I r o n )

- ic e ro In o x id a b le 1 5 -8 ( a c t i v o )

A ce ro In o x id a b le i o l ib d e n o 1 ^ -5 ( A c t i v o )

S o ld a d u r a de Sn - Pb

Plom o

r s t a ñ oN ic a e l ( A c t i v o )

In c o n e l ( . c t x v o ' i

H a s t e l l o y B (6G7»Ni, ¿0%Wo, 6/»Pe, i;¿7 n )

C lo n -n e t 2 (6 6 ,« N i, 32<'fo, l ^ ' e )

L a to n e s (C u - ?n )

C o bre

3 ro n ce3 (C u - o n )

C u ^ n r iq a e l (6 0 -9 O ^ C u , 1 0 -4 0 - in )

¡ í ' o n e l ( 7 0 '¿N i , 3 0 ! $ C u )-o V ls d u r p de P l p t a

I ' i o u e l ! P as i v e )

In c o n e l (^ f - s iv o ) ( :0 ' 1 , 13 >Cr, 7 '> e )

. c e r o I n o x i ' l ^ l e 0 ro no ( a - i v o ) Ll-.^Q -'í r

A c ° r o I n ^ x i l p b l e ' 3 ~ ° i? e - - ; iv o )

ic e r o In o x id a b le o l ib o e n o 1 ? - ' , (T '& o iv o )

1 r e t e l lo y C (o ? n " , 1 >Cr, ~"ó<> o )J I r i P t

? l c t a

l t : j r n o" r a í i t oC ro

’ l ^ t i n o

(' ■)

82

n .'LA (?) ( f X ^ T ' U A ------- >

" r i ñ o y 'I ' i o oR e o j & r x ri­t o s d e O x í g e ­n o .

Ü o ¡ n ~ o n e n t e _ r’ e l S u e l o ^ e d u c i d o u O x i d ' a o s

i . - ^ e d u c t o r d e S u l f a t o ( i ) e s x . l f o v i o n o - d e - s u l f a r i c a s ) A n a e r< 5 b ^ . c o

■ s u l f a t o s , "’ i o s u l - f a t o s , j u l f x t o s , A z u f r e , F i n o ^ u l - f a r o s .

1 1 . - O x x d a n t e d e A z u f r e ( mh x o b a c x l l u s T h i o - y i d a r s ) . A e r d b x c o

A z u f r e , O u l f u r o s T x o s u l f ' a t o s

I I I . - O x i d a n t e d e T i o s a l - f a t o ( T h i o o a c i l l u s T h i o p a r u ? ) . A e r á b x c o

T x o s u l f í t o s , A z u f r e

I V . - ^ a c t ^ r i a s d e l F i e ­r r o ( C r e n o t h r x x y T e t J t n x ) A o r d d i c o

C - . r b o r . o t o f e ­r r o s o , B i c a r ­b o n a t o " ' e r r o - s o , ? x c c u . r b o . i f ' t o fl<i ' r » n c í : 1 0 .

83

C l a s e d e P r o ­d u c t o s ? m a l e s .

L u g a r d e H a b i t a c i ó n

p H d e R e a c c i ó n O p t m o a p r o x i ­m a d o .

L í m i t e sd e

T e m p , ° C

A c i d o S u l f h í ­d r i c o .

A g u a , l o d o — a g u a d e d r e n a ­j e , s u e l o s , — f o n d o d e d e p ó ­s i t o s , c o n c r e ­t o , - p o z o s p e ­t r o l e r o s .

O n t i m o :6 . 0 - 7 . 5 L í m i t e s :5 . 0 - 9 . 0

O n t i m o : 2 . 5 - 30 m á x i m o : 55 - 6 5

A c i d o S u l f ú r i c o S u e l o s c o m p u e s ­t o s , r o c a , a z u - í r e y f ó s f o r o , s u e l o s c o m p u e s ­t o s d e a z u f r e n o c o m p l e t a m e n ­t e o x i d a d o s .

O o t i m o : 2 . 0 - 4 . 0 L í - n i t e : 0 . 5 - 6 . 0

0 o t í m o :2 « - 30

1 8 - 3 7 L i g e r o c r e ­c i m i e n t o

D e T i o s u l f a t o a S u l f a t o y A z u f r e . D e A z u f r e a S u l ­f a t o .

A m p l i a m e n t e d i s t r i b u i d o e n a g u a d e m a r y r í o s , s u e l o s - p a n t a n o s o s y c a ñ e r í a s .

O r t i m o : C e r ­c a n o a l N e u t r o .L í m i t e s :7 . 0 - 9 . 0

O p t i m o : 30

H i d r ó x i d oF é r r i c o

A g u a c o r r i e n t e y e s t a n c a d a - q u e c o n t i e n e S a i e s d e ^ i e ­r r o y - " a t e r í a o r g á n i c a .

O n t i m o : 24L í t i t e s : 5 - 1C

84

TABLA (3)

PROLIJIDADES DE LOS FULE? SINTETICOS

P R O P IE D A D H U L EN A T U R A L

B U T I L B U N A -S ( GR—1 ) ( GR -S )

N EOPR ENO

N I T R I T O F U L E PC ( B U N A - N ) I I A C R I L I G O

F U L ES I L 1 C Í

HAN GO DEDUR E ZA ( S F .O R E " A " ) 4 0 - 1 0 0 4 0 - 9 0 4 0 - 1 0 0 3 0 - g n 4 5 - 1 0 0 5 0 - 9 0 4 0 - 8 0

F U E R ' A DE T 3 N - S I C . ( o c i ) 4 , 5 0 0 3 , 0 0 0 3 , 5 0 0 3 , 5 0 0 4 , 0 0 0 1 , 5 0 0 9 0 0

E L G D A C I O N M A X . % 9 0 0 9 0 0 6 0 0 1 , 0 0 0 7 00 2 0 0 2 5 0

R E S I S T E N C I A A L A A R R A S IO N

EXC E­L E N T E BUENO

EXCE­L E N T E

MUYBUENO

E X C E ­L E N T E

REGU­LAR PO BR E

R E S I S T E N C I A A L A C O M PR E S IO N A 7 0 ° C . BUENO REGU­

LA REXC E ­L E N T E

3 U SN 0 EXC E ­L E N T E

BUENO EXC E­L E N T E

R E S I S T E N C I A A L A C OVPR ES IO " ; A 1 2 1 ° C . P O t íR E PORRE

E XC E­L E N T E

R E G U -I A R

E X C E ­L E N T E BUENO

E XC E ­L E N T E

R E S I S T E N C I A A I E N V E J E C IM I E N T O ( T E ' 1? 1' A T J R A NOR M A L ) ■3UEN0

E X C E ­L E N T E

3Y CE­L E N T E

EX C K - I . t ’N T E

E X C E ­L E N T E

E X U E - LE V " 3

E X C E ­L E N T E

T EM P ER A T U R A A ’ - B I ^ T E N C?\A T í . A X . P E R I S I 3 L So c . 7 1 1 3 5 1 3 5 1 0 7 143 204 304

K E o I S ’’ E N C IA A L A 1' S I E N T E Y A L OZONO

RECU­LA - í

MUYBUENO

REGU­LAR

E X C E -T E U T E

REGU­LAR

EX CE­LE?! ,

EX C E­LEN nE

R E C I ^ T ’T N C IA A L A F L E X IO N

ENCE­LE N TE

EXC E­L E N T E

BUENO F A C E -L E N T E

REGU­L A R

E X C E -L EN " ' -

P O B R E

. ( c o n t i n ú a ) --------

85

P R O P I L )AD H U LEN A TU R A L

3 U T I L ( G R - l )

BOT iA-S ( GR -S )

NEOPRENO

N I T R I L O H U L E P O - H U LE ( B U N A - N ) L I A C R I L I C O S I L I C O N

R E S I S T I A C I A A L A D I F U S IO N DE GASES

REGU­LAR

ENCE­LE N T E

REGU­LAR

MUYBUENO

REGU­LAR

- -

R E S I S T E N C IA AA c s i r s ' ; v e g e t a l e s BUENO BUENO - - - - -

j í í ó I S ’ v .c i a A c o yB U S T I B L E S Y ~>0L— V E '— £5 " 0 A R O f í A T I CC^ . 30 3 R E POBRE POBRE

REGU­LAR BUENO POBRE

R E S IS T E N C IA A L AGUA Y ANTECONG j>- L ' .NT J.S BUENO BUENO BUENO

REGU­LAR

EXC E ­L E N T E POBRE

REGU­LA R

R E S I S T E N C IA A A C I DOS D I I i T I D O S . BUENO BUENO BUENO BUENO 3UEN0 —

R E 5 I 3 E N C IA A . r - ’ . -N T . ' O X ID A N T E S POBRE

REGU­LAR POBRE P 0 P R 3 -O BRE _

R E S I S T E N C IA A A L - 0 A I I 5 .

REGU­LAR

REGU­LAR

REGU­LAR BUENO

REGU­LAR — —

F J E R Z A D I E L E C T R I ­C A .

EXCE­L E N T E BUENO

EXCE­L E N T E

REGU­LAR

REGU­LAR

R ^ S I S I E ^ C I A A L A ^ L A F A . POBRE POBRE SOBRE BUENO PO BRE

u a h a c t e l s t i c a sJ E ’A ^ I C A C I O " .

SXO i - L f N i ’E BULXO BUENO 3UEN0 B ,ENO

R ’-’GU-L-Mi PO BRE

R E S IS 'E ís C IA A B A - ■U TE'-pr.}A T U R A .

MUY5U E ” 0

REGU­LAR BUENO

REGU­LAR nHENO ?03" iE

E XCE­L E N T E

R E S I S T E N C I A A L ’ A R R E .

EXCE­L E N T E

EXCE­LE N TE ■■iUENC BU-, ' 0 BUE'JO

REGU­LAR PO BRE

86

TABLA (4)

LISi'A DB REFERENCIA DB INHIBIDORES DE LA CORROSION

M E TA L(S U S T R A TO )

A M B IE N T E(M E D IO DT E X P O S IC IO N )

I N H I B I D O R

A l u m i n i o

A l u m i n i oA l u m i n i oA l u m i n i o

A l u m i n i o

A l u m i n i o

A l u m i n i o

A l u m i n i oF i e r r o G a l v a n i z a d o

¡V a g n e s i o

A c e r o I n o x i d a b l eA c e r oA c e r oA c e r o

A c e r o

A ce r o

A c e r o

A c e r o

í t a n i o

A c i d o N í t r i c o , 2 - 5 «

B r o m o f o r n oA c i d o F o s f ó r i c o 2 01°A l c o h o l A n t i c o n g e l a n t e

E t a n o l C o m e r c i a l

A r o m á t i c o s C l o r m a d o s

P e r ó x i d o d e H i d r ó g e n o A l c a l i n o .H i d r ó x i d o d e S o d i o 4 $ A g u a D e s t i l a d a

A l c o h o l

A c i d o S u l f ú r i c o 2 . 5 ^ A c i d o S u l f ú r i c o d i l u i d o A c i d o S u l f ú r i c o , 6 0 - 7 0 ^ A l c o h o l E t í l i c o 7 0 ^

Purfural

H e r b i c i d a s como 2 , 4 D i ­r á t r o - 6 - A l q u i l í ' e n o l e c en a c e i t e s a r o m á t i c o s , I b o p r o o a n o l , 30 '■>

1 : 4 e t u i o l - A a u a

A c i d o C l o r h í d r i c o

0 .05/^ H e x a m e t i l e n t e t r a m m a .A m i n a s0 . 5 $ C r o m a t o d e S o d i o N i t r i t o d e S o d i o y r-'o l i b d a t o d e S o d i o .0 . 0 3 $ C a r b o n a t o s A l c a l i n o s , L a c t a t o s , B o r a t o s o A c e t a t o s .0 . 1 - 2 ? ? ^ i t r o c l c r o b e n - c e n o .S i l i c a t o d e S o d i o .l 8 ‘/í G l u c o s a .1 5 o pm d e u n a m e z c l a d e > ' e t a f o s f a t o d e Z n . S u l f u r o s " e t á l i c o s a l c a l i n o s . .5 - 2 0 t>t>m C a S 0 4 . 5 H 2 0 A m i n a s a r o m á t i c a s .A r s é m c o .0 . 1 5 $ C a r b o n a t o d e Am o m o + 1 $ H i d r ó x i d o d e A m o n i o .0 . 1/ 6 M e r c a p t o b e n z o t i a z o l .

1 .0 - 1 .5> ^ u r f v r a l . 0 . 0 3 " i t r i t o d f ' ' o d io + 0 .0 1 5 " '" \ e i d o O l e i c o . A 4 L t 0! Ce a g u a y 1 L t de o t . i n o ] a ^ r e í r a r 1 /?r. d e P i n d m s j 0 . 0 5 ■r de ° i r R .¿ f a l o l .A c i d o ^ r ó i i c o 6 S u l f a t o -i*' " ' - , ' b r e .

8 7

;v E T A L ( S U S T i A T O )

A M B IE N T E( / E D I O DE E X P O S IC IO N )

I N H I B I D O R

. i c e r o

A c e r o

A c e r o

A c e r oA c e r o

A c e r o

A c e r o

A c e r oA c e r o

A c e r o

E s t a r l o

^ t a - l o

L á m i n e d e E s t a r l o

L á m n a d e € s t a ñ o l á r . m a d e r s t a T , o

l á m i n a d e " ? t o á o Z m e

S o l u c i o n e s f e r t i l i z a ­d a s d e N i t r ó g e n o . A c i d o f o s f ó r i c o c o n ­c e n t r a d o .

f l u i d o s G l i c o l p o l i - o x i a l q u i l e n o ,

C l o r u r o d e S o d i o 0.05$ 50$ Solución d e Sodio Tricloro Acetato. Sulfuro conteniendo S a l m u e r a .a l c o h o l T e t r a h i a r o - f o r f u n l .A g u aA g u a o a r a o p e r a c i o n e s d e i n u n d a c i ó n .A g u a S a t u r a d a d e r í - d r o c a r b u r o s .A g u a D e s t i l a a a

i ' e t r e c l o r u r o d e c a r ­b o n o h d ' n e d o .. i r o - n á t i c o s J l o n n a d o s

A f e n t ^ s d e l m i e z ? a l c a l i . o s c o r . o e l ^ o s f á t o T n s ó d i c o , C a r b o n a t o d e S o d i o , e t c .T a c ó n A l c a l i n o ' " e t r a c l o r u r o d e c a r - t o n o .C l o r u r o d e ; o d i o . 0 5 ^ A g u a D e s t i l t a a

0 . 1 T i o c i a n a t o d e A m o n i o .0 . 0 1 $ - 5 $ D o d e c i l a m m a ó 2 - A m m o b i c i c l o h e x i l y 0 . 0 0 1 d e I o d u r o d e P o t a s i o , I o d a t o d e P o ­t a s i o o A c i d o I o d a c é t i c o .

2 $ A c i d o D i l m o l e i c o 1 . 2 5 $ N ( C H f t i e 2 ) 3 0 . 0 5 - 0 . 2 $ V e r c a p t o - b e n z o t i a z o l .0 . 2 $ N i t r i t o d e S o d i o . 0 . 5 $ D i c r o m a t o d e S o ­d i o .F o r m a l d e h i d o .

1 N i t r a t o d e S o d i o o 0 . 3 $ C r o m a t o d e S o d i o . A c i d o b e n z o i c o .R e s m a A m i n a .

N i t r i t o d e o o d i o .

A e r o s o l ( A e - e n t o n u i r . e e - t a n t e i ó n i c o ) .

0 . 0 C 1 - 0 . 1 $ A n i l i n a . 0 . 1 - 0 . 2 ^ N i t r o c l o r o — b e n c e n o .' n o r a t o J i e t i l e n o D i - a ^ . m o c o b á l t i c o .

0 . 1/ » n i t r a t o d e ^ o d i o .0 . 0 0 1 , ' u i f e n i l a - m a .

0 . 2 'i N i t r i t o g p ' S o d i o 1 5 i e T e z ^ l a d e ” e -

o<- t o d e ,s y .

88

R E Q U E R IM IE N T O S D E C O R R IE N T E P AR A P R O T ECC IO N A N O D IC A 3 » V A R IO SS IS T E M A S

TABLA (5)

F L U ID O Y CON - T E M P E R A - D E N S ID A D DE C O R R IE N T ECEN ^R AC IO N TU R A ° C M E T A L e n m a / P i e 2_______________________________________________________________o / P A a l V A R o/ yAN^BT .ER

H 2S 0 4 1 V O I AR 2 4 3 1 6 s s 2 , 1 0 0 1 115/6 2 4 3 0 4 " 3 9 0 6 73 0 ^ 2 4 3 0 4 " 50 0 224 5 > 6 6 3 0 4 " 1 6 5 , 0 0 0 8 3 06 7 ^ 2 4 3 0 4 " 4 , 7 0 0 3 . 667?ó 2 4 3 1 6 " 4 7 0 0 . 0 96 7 * 2 4 C A R F E N T E R 20 4 0 0 0 . 3 093?¿ 2 4 A C i x íO M ED IO 2 6 0 2 1O LE Ü ' t 2 4 A C E R O M E D IO 4 , 4 0 0 1 1H , P 0 ¿1 % 24 A C E R O M E D IO 3 8 , 0 0 0 1 9 , 0 0 01 1 5 * 8 2 3 0 4 S S 0 . 0 3 0 . 0 0 0N aOH2 0 # 2 4 304 á o 4 , 4 0 0 9 . 4505& 60 ACERO , E D IO 4 1 1 2 5

T A B L A ( 6 )

COMPARAC IO N E N TR E P R O T E C C IO N A N O D IC A Y C A T O D IC A

______________________________ P R O T EC C IO N A N O D IC A P R O T EC C IO N C A T O D IC A

A p l i c a b i l i d a d a ’ c t a l e s C o r r o s i v o s

C o s t o r e l a t i v o O o e r a c i á n C o s t o e l a t . v o I n s t a l a o s <5n C o n d i c i o n e s d e r n s r a c i d "

d e

d»

S o l o - e t e l e s A c t i v o ? a s í v o s

De D é b i l e s a A g r e s i v o s

r.’u y Qa j o

A l t o’ u e d e n s e r A c e r t a d a s y3.é 'i d a . a e n t e ' j e t e r m i r - R d a s ’i o r e d i c i o n e s ' ' l e c r r o - q a í , i . i o r . s

T o d o s l o s - e t a l e s

De D é b i l e s a r a d o & .

o d e -

D e *v’ e d i o a A l t o

D e o e n s e r ^ s u r l rn e n t e j e + e r m s d a s j n o í r i - c a r - . e n t

89

TABLA (7)

ANODOS PARA CORRIENTE IMPRESA

M A T E R I A L A P L I C A C I O N E S TIPICAS P E R D I D A lb/Amp ¡

TIPICAaño

Ch a t a r r a de Fie r r o Suelos, agua agua de mar.

fresca y 2 .0

A l u m i n i o Suelos, agua agua de mar.

fresca y 10 - 12

Grafito S ue l o s y agua. fresca 0.25 - 5.00

H i e r r o de A l t o - Silicio

Suelos, agua a g u a de m a r .

fresca y 0.25 - 1.00

Plomo A g u a de m a r . 0.10 - 0.25

T ita n i o Pla t i n i z a - d o .

A g u a de mar.

En la tabla se o b s e r v a que exis t e una v a r i e d a d c o n ­siderable de ánodos para v o l t a j e o c o r riente aplicada, desde chatarra de acero con grandes p é r didas por corrosión, h a s t a - el e l e c t r o d o inerte de t i t a n i o r e c u b i e r t o de platino, caro pe ro m u y efectivo. Los m a t e r i a l e s m á s u t i l i z a d o s en la p r á c t i ­ca como ánodo son: el acero, el g r a f i t o y el h i e r r o de alto - silicio o durirón, aunque el plomo y el t i t a n i o con r e c u b r i — m i e n t o de plat i n o se usan cada vez m á s en m e d i o s marinos.

9 0

TABLA (8)

CARTA DE RESISTENCIA QUIMICA

E s t a ta b l a es una g u l a p a r a s e l e c c i o n a r un r e c u b r i m i e n t o en base a c o n d i c i o n e s de e x p o s i c i ó n i n t e r m i t e n t e y d e r r a m e s e s p o r á d i c o s - a t e m p e r a t u r a s normales. No p a r a ser v i c i o s de in m e r s i ó n p r o l o n g a da ni continua.

Para todos los casos se c o n s i d e r a que como p r i m e r a c a p a se tiene un p r i m a r i o r i c o en zinc.

HuleHule c l o r a d o V i n í l i c o E p ó x i c oc l o r a d o A.S.

A C ID O SA c é t i c o , 1 0 1 R L R LA c é t i c o G l a c i a l NR NRB e n c e n S u l f á r t i ­c o , 1 0 1o R RB e n z o i c o R RB ó r i c o R RB u t í r i c o , 1 0 0 $ NR NRC l o r o a o é t i c o , 10 °¿ R L R LC r ó m i c o , 10f° R L R LC r ó m i c o , 5 0 $ NR NRC í t r i c o R RA c i d o s G r a s o s d eC=6 o m a s NR NR? l u o s i l í c i c o , 40# R RF ó r m i c o , 9 0 $ NR NRH i d r o b r ó m i c o , 4 8 ^ R L R LC l o r h í d r i c o , 1 0 ■» R R

C l o r h í d r i c o , 3 7 $ R R

C i a n h í d r i c o , 257o R R

F l u o r h í d r i c o , 4 0 $ R RF i d r o c l o r o s o , 1 0 ™ R R

L á c t i c o , 2 5 i» R R

i * a l e i c o , 2 5> R L R Ln í t r i c o , 5 « R RN í t r i c o , 205° R L R LN í t r i c o , 4 0 í R L R LO l e i c o , lOO/o HR NR

V i n í l i c o A . S ._____ E p ó xico A.S.

R L R L R RNR NR NR NR

R R R RR R R RR R R R

R L R L R L R LR L R L R RR L R L NR NRR L R L NR NR

R R R R

R R R RR R R RR R R RR R R RR R R RR R R RR R R R

R R R L R LR R NR NRR R R R

R L R L R R

R R R RR R R L R L

R L R L NR NRR R R R

H u l e H u l e V i n í l i c o V i n í l i c o L d ó x i c o E í ü ó x i c oc l o r a d o c l o r a d o

A . S .A . S . A . 0 .

O x á l i c o , 2 0 ;» R R R R R RDe r c l ó r i c o R L R L R R R I . R Lf o s f ó r i c o , 3 5 » R L R L R R R L R LP í c n c o , 10/5 i íH NR NR Í TR R RE s t e á r i c o , 1 0 0 ^ R R H R RS u l f ú r i c o , 1 0 * R R R R R Rl u l f ú n c o , 1 0 - 5 0 - ■-> R R R R R R, u l f l í r i c o , 70 > R R R R R L R Ls u l f ú r i c o , 93/í R R R L R L NR NR

A L C A L I S> i d r í x i d o u e no-1 1 0 , 28/6 R R R R R Rh i d r ó x i d o a e C a l ­c i o , S a t u r a d o R R R R R RH i d r ó x i d o d e P o ­t a s i o , 25 * R R R O R RL i d T - ó x i d o d e S o ­d i o , 25/S R R R R R R

S a L E o a C ID » Si t r * t o 3e . i l u n ’ i -

n i o 1 0 ' í R H R R R RC l o r a r o s , N i t r a ­t o s , S u l f a t o s d e

OHCt R R R a ic l o r u r o , h i t r a t o , 13 u l c s . t o d e C o b r e R R R u R R1 r u r o , i t r a f c o ,a l ■ ¿ t o í r r i c o R - R

^ l o r> r< _ , N i t r a t o~ £ *■ 0 d 3 í a u e l í í R R -i d r1C l o r u r o ¿ _ - t á n i ' 0 R R 3 A -iC l o r u r o , ' \ i t r a t o ,

a ’ - ' a t o c’ p ’ i ' . c r> R R j ->

A L C ^ L I N .s^ u l í a t o d e ’ a r i " R R r> R A R‘ í c a r b c n r t o ar-' o d i o R i 0 R

92

H u l eC l o r a d o

F u l eC l o r a d oA . S .

V i n í l i c o V i n í l i c o A . S .

E o ó x i c o ¿ n d x i c o A . 3 .

S u l f i t o d e S o d i o R R R R R R’ c s f á t o t r i s ó d i c o K R R R R

SA LE S N EUTRAS C l o r u r o , S u l f a t o c e C a l c i o R R R R R RC l o r u r o , S u l f a t o d e a g n e s i o R R R R R 3c l o r u r o , N i t r a t o , S u l f a t o d e P o t a s i o R R R R R RC l o r u r o , N i t r a t o , S u l f a t o d e S o d i o R ti R R R R

jA~ íSC l o n n a d o s , s e c o s y h ú m e d o s R L R L R R R L R LD i ó x i d o d e A z u f r e h ú m e d o o s e c o R R R R R RA c i d o S u l f h í d r i c o R R R R P R

í i 'A T 'F R IA L J lS O RGAN ICO S A c e t o n a NR NR I R NR R L R LA l c o h o l R R R R R RA n i l i n a NR NR A'R NR P.L R LB e n c e n o NR ■;r :jr NR R L R LT e t r a c l o r u r o d e C a r b o n o NR NR NP NR R RJ l o r o f o r r u o NR NR .{R "R R RA c e t a t o d e S t i l o NR NR NR NR Rn o r i . d l J e h í d o , 37°^ R R re R R L R IR a s o l m a v i NR R R R R■* 'e n o l , 5° NR '■ 1 R r¡C r u d o s c 'e R e f i n a ­c i ó n n p NR it R i *iT n c l o r o e t l l e n o NR NR NR NR R R

""U AS . A u I ? E s « . i i . a l - . i NR rf R

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93

C O N C L U S I O N E S

1 . - EX e s t u d i o d e l a c o r r o s i ó n d e l a c e r o y l o s m é t o d o s p a r a p r e v e n i r l a e s t a n i m p o r t a n t e c o m o e l f u n c i o n a m i e n t o y o p e r a c i ó n d e p l a n t a s p e t r o q u í m i c a s , e s p o r e s o q u e l o s i n g e n i e r o s d e d i s e ñ o , c o n s t r u c c i ó n , o p e r a c i ó n y m a n t e n i m i e n t o d e ­b e n d e e s t a r f a m i l i a r i z a d o s c o n l o s b e n e f i c i o s d e r i v a d o s d e - l a c o r r e c t a e l e c c i ó n d e s i s t e m a s d e p r o t e c c i ó n a d e c u a d o s .

2 . - E l e m p l e o d e r e c u b r i m i e n t o s r i c o s e n z i n c h a v e n i d o a r e v o l u c i o n a r l o s s i s t e m a s d e p r o t e c c i ó n a n t i c o r r o s i v a t r a d i c i o n a l e s , a u m e n t a n d o l a v i d a d e l o s m i s m o s , y a fá n m á s — c o n t r i b u y e n d o a l a h o r r o d e v a r i o s m i l e s d e m i l l o n e s d e p e s o s a n u a l e s q u e e n p é r d i d a s p o r c o r r o s i ó n s e t i e n e n e n e l m u n d o .

3 . - De e n t r e l o s r e c u b r i m i e n t o s r i c o s e n z i n c e l — m á s e m p l e a d o e s e l l l a m a d o " i n o r g á n i c o d e z i n c a u t o c u r a n t e b a s e s o l v e n t e " q u e e m p l e a u n s i l i c a t o o r g á n i c o c o m o v e h í c u l o , y q u e p o r s u s c u a l i d a d e s d e a p l i c a c i ó n y c u r a d o p u e d e a p l i c a r s e p r á c t i c a m e n t e e n c u a l q u i e r c l i m a .

4 . - E l e s t u d i o c i n é t i c o d e l a r e a c c i ó n d e h i d r ó l i — s i s d e s i l i c a t o d e e t i l o c a t a l i z a d a c o n á c i d o r e v e l a q u e : l a r e a c c i ó n p u e d e s e r e f e c t u a d a a t e m p e r a t u r a a m b i e n t e , a p r e - - s i ó n a t m o s f é r i c a , y d e b i d o a a u e l a c o n c e n t r a c i ó n d e á c i d o em p l e a d a e s b a j a ' y l a r e a c c i ó n p o c o e x o t é r m i c a , t a m p o c o s e r e — q u i e r e d e s i s t e m a d e e n f r i a m i e n t o . P o r l o a n t e r i o r , s e d e d u ­c e q u e c u a l q u i e r t a n q u e d e m e d i a n a c a p a c i d a d c o n a g i t a c i ó n — s e r v i r á p a r a l a h i d r ó l i s i s . P o r l o q u e d i c h o t a n q u e u n a v e z v a c i a d o s e a p r o v e c h a e n o t r a s f u n c i o n e s e n l a i n d u s t r i a d e l a p i n t u r a .

5 . - E n v i r t u d d e q u e l o s f a b r i c a n t e s d e i n o r g á n i c o s d e z i n c p r o c e s a n m e n s u a l m e n t e a n p r o d m e d i o d e 1 0 , 0 0 0 l t s . d e v e h í c u l o a b a s e d e s i l i c a t o d e e t i l o h i d r o l i z a d o , l a a d a p t a — c i ó n d e u n r e a c t o r d e s t i n a d o a e s t e p r o c e s o , s o l a m e n t e e q u i v a l e n t e a t e n e r m u c h a s h o r a s / m e s o c i o s a s q u e r e p e r c u t e n e n e l - p r e c i o d e l p r o d u c t o .

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B I B L I O G R A F I A

C O RRO S IO N AND C O R RO S IO N CONTROLb y H e r b e r t h U h l i gS e c o n d E d i t i o nE d . J o h n W i l l e y & S o n s I n c .1 9 7 1 .

T H E C H E M IS T R Y OF S I L I C Ab y R a l p h K . I l e rE d . J o h n W i l e y & S o n s I n c .1 9 7 9 .

M ANUA L DE A N T IC O R R O S IO N d e C a r b o l m e , S . A .

B O L E T IN E S T E C N IC O S d e M o b i l A t l a s , S . A .

J O U R N A L OF THE A M E R IC A N C H E M IC A L SOC .V o l 9 0 , 4 5 9 01 9 6 8 .V o l 7 2 , 5 7 0 5 1 9 5 0

I N G E N I E R I A DE L A S R E A C C IO N E S Q U IM IC A S p o r O c t a v e L e v e n s p i e l t r a d u c c i ó n al E s p a ñ o l .

Q U IM I C A O R G A N IC A p o r F i e s e r & F i e s e r C u a r t a E d i c i ó n a l E s p a ñ o l E d . G r i j a l v o , S . A .1 9 6 8 .