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CAPÍTULO 3

Ensayo en ccámara de niebla salina

Departamento Ingeniería Mecánica y de los Materiales

Autora: Elena Moreno Pérez

Ingeniero Químico

Tutor: Profesor Dr. D. Laureano Soria Conde

63

CAPITULO 3. ENSAYO EXPERIMENTAL EN

CÁMARA DE NIEBLA SALINA.

3.1 Introducción

En este ensayo se exponen una serie de muestras de acero inoxidable

ferrítico, durante un periodo de tiempo determinado, a distintas condiciones

de temperatura, humedad y salinidad en una cámara climática.

La finalidad es evaluar comparativamente el comportamiento de las

superficies de acero inoxidable después del ensayo. La reproducibilidad en

el ensayo es altamente dependiente del tipo de material ensayado, del

criterio de evaluación seleccionado, así como del control de las variables de

la operación, por lo que se incluyen muestras repetidas para poder

establecer la variabilidad de los resultados.

3.2 Selección de probetas a ensayar

3.2.1 Selección de materiales e identificación

Para la realización del estudio, se han seleccionado cuatro tipos de aceros

inoxidables ferríticos, estos son los aceros EN 1.4003, EN 1.4509, EN

1.4521 EN 1.4016.

Los materiales se presentan en tres acabados diferentes, éstos son los

acabados 1D, 2B, BA.

Para cada tipo diferente de material y acabado se ensaya con 6 muestras, y

a 3 de estas muestras se le realizan perforaciones y a las otras tres no. Para

64

tener en cuenta la repetibilidad de los resultados, de cada uno de los tipos

diferentes existen 3 muestras exactamente iguales.

A las muestras perforadas se les colocan dos tipos diferentes de arandelas.

Una arandela es de acero y la otra arandela es de teflón. Unidas a 2

tornillos, como se indica en la figura 31.

Fig.31. Planta y alzado del tipo de probeta con las dos perforaciones, las arandelas y el tornilo

En la siguiente tabla se recogen las características de las distintas muestras

seleccionadas:

65

ACERO ACABADO ESPESOR CON TORNILLOS SIN TORNILLOS

AO1DF1 AO1DB1

AO1DF2 AO1DB2

AO1DF3 AO1DB3

AA1DF1 AA1DB1

AA1DF2 AA1DB2

AA1DF3 AA1DB3

BX2BF1 BX2BB1

BX2BF2 BX2BB2

BX2BF3 BX2BB3

BABAF1 BABAB1

BABAF2 BABAB2

BABAF3 BABAB3

CO2BF1 CO2BB1

CO2BF2 CO2BB2

CO2BF3 CO2BB3

CABAF1 CABAB1

CABAF2 CABAB2

CABAF3 CABAB3

EX2BF1 EX2BB1

EX2BF2 EX2BB2

EX2BF3 EX2BB3

EXBAF1 EXBAB1

EXBAF2 EXBAB2

EXBAF3 EXBAB3

0,8 mm

0,7 mm

1,2 mm

1,0 mm

1.4003

1.4509

4 mm

6 mm

0,6 mm

0,8 mm

1.4521

1.4016

1D

1D

2B

BA

2B

BA

2B

BA

Tabla.2. Características e identificación de las probetas de ensayo

3.2.2 Análisis de la composición química de los materiales

Es necesario conocer con exactitud la composición de cada una de las

muestras ensayadas, para evaluar cuál es su influencia en el estado de

corrosión de las muestras.

El chequeo de la composición química de los materiales seleccionados se

realiza mediante espectrometría de fluorescencia de rayos X (elementos

mayoritarios) y espectrometría de emisión por chispa y determinador

66

automático de nitrógeno, carbono y azufre (LECO)(elementos minoritarios),

obteniéndose los resultados que aparecen en la tabla 3.

IDENTIFICACIÓN ACABADO Si Mn Sn Ni Cu Cr P Mo Ti Nb Co C S N B Al Pb As V

1.4003 1D 0,29 1,40 0,011 0,55 0,13 11,02 0,033 0,03 0,004 0,017 0,02 0,011 0,003 0,0146 0,0016 0,009 0,0004 0,020 0,025

1.4003 1D 0,29 1,40 0,011 0,55 0,14 11,05 0,034 0,03 0.003 0,017 0,02 0,019 0,002 0,0124 0,0014 0,008 0,0004 0,023 0,024

1.4509 2B 0,46 0,26 0,009 0,39 0,05 17,65 0,029 0,04 0,135 0,464 0,02 0,015 0,001 0,0255 0,0016 0,077 0,0005 0,017 0,045

1.4509 BA 0,60 0,29 0,017 0,28 0,08 17,71 0,029 0,02 0,152 0,446 0,02 0,025 0,002 0,0176 0,0012 0,017 0,0005 0,024 0,116

1.4521 2B 0,55 0,54 0,007 0,41 0,17 18,02 0,032 1,98 0,138 0,395 0,02 0,027 0,003 0,0241 0,0034 0,022 0,0006 0,019 0,060

1.4521 BA 0,66 0,28 0,007 0,34 0,06 17,88 0,032 1,84 0,137 0,351 0,02 0,022 0,002 0,0142 0,0019 0,016 0,0008 0,021 0,088

1.4016 2B 0,37 0,64 0,011 0,35 0,08 16,35 0,026 0,01 0,003 0,008 0,02 0,066 0,003 0,0321 0,0012 0,009 0,0004 0,016 0,045

1.4016 BA 0,37 0,34 0,010 0,26 0,05 16,26 0,021 0,01 0,003 0,005 0,02 0,05 0,002 0,0352 0,0016 0,009 0,0004 0,019 0,092

Tabla.3. Composición de las probetas de ensayo

3.3 Ensayo corrosión acelerada en cámara de niebla salina

3.3.1 Condiciones de ensayo

Para la realización de este ensayo y la evaluación posterior del

comportamiento de las muestras, se recurre a la norma interna de Acerinox

(VDA-621-415) aplicación de la norma ASTM B117, que describe como debe

realizarse un ensayo en cámara de niebla salina.

EQUIPOS NECESARIOS PARA EL ENSAYO.

El dispositivo necesario para llevar a cabo este ensayo se puede ver en la

figura 32.

67

Depósito de agua destiladaDepósito de solución salina

Cámara de niebla salina

Entrada de aireSalida de aire

Fig.32. Situación y partes por las que está constituido el dispositivo de la cámara de niebla salina

A continuación se detallan cada uno de los aparatos que se observan en la

figura 32.

Cámara

La cámara donde se realizan los ensayos, está construida de una sola pieza

en fibra de vidrio y resina de poliéster conformada en molde, y totalmente

invulnerable a la atmósfera salina, la parte externa está construida a base

de chapa de acero inoxidable AISI304 (18/8).

68

Fig.33. Cámara de niebla salina DICOMETAL modelo SSC 400

En su parte delantera derecha, está situado el panel de mando desde donde

se controlan y regulan todas las variables de ensayo. A continuación se

muestra un esquema de las partes integrantes del panel de mandos.

Fig.34. Cuadro de mando de la cámara de niebla salina

69

Depósitos

Para poder poner en funcionamiento la cámara de niebla salina y variar la

naturaleza de la niebla salina a agua destilada, se añadieron dos depósitos

de PVC a cada uno de los lados de la cámara, soportados por unas

estanterías de madera.

Depósito entrada de solución salina:

El tamaño del depósito de solución salina es de 50cm de ancho, 87cm de

largo y 30cm de alto

Fig.35. Depósito de solución salina

Depósito entrada agua destilada:

El tamaño del depósito de solución salina es de 40cm de ancho, 70cm de

largo y 30cm de alto.

70

Fig.36. Depósito de agua destilada

Dispositivo entrada de aire

Para producir la niebla tanto salina como la niebla de agua destilada, la

cámara necesita la utilización de aire comprimido, de forma que por el

nebulizador entra una corriente de aire a contracorriente con la solución y a

través del nebulizador se produce la niebla salina.

La presión constante a la que entra el aire comprimido debe estar

comprendida entre una mínima de 3 Bar y una máxima de 6 Bar. En el

ensayo se mantuvo constante a una presión de 4,4 Bar.

71

Fig.37. Manómetro de aire comprimido

Dispositivo entrada de agua de red

Este dispositivo es necesario para el funcionamiento del calderín interior de

la cámara que es capaz de calentar la niebla.

Fig.38. Manómetro de agua de red

72

La presión de trabajo debe estar comprendida entre un mínimo de 2 Bar y

un máximo de 4 Bar, es por ello importante disponer de un regulador de

presión, y también disponer de un filtro para evitar que cualquier impureza

pueda entrar al circuito.

Válvulas de agua destilada y de solución salina

Para poder realizar cada una de las etapas del ciclo ensayado, se dispone de

2 válvulas de forma que cuando, se pase de una etapa de humidificación a

una etapa de niebla salina simplemente se debe cerrar la válvula que

accede al depósito de agua destilada y abrir la válvula de solución salina, tal

y como muestra la figura

Fig.39. Válvulas de entrada de solución salina y agua destilada

73

Desagüe salida agua:

Para evitar que se acumulen los restos de niebla, tanto salina como niebla

de agua destilada en el interior de la cámara, dentro de la cámara hay un

conducto de desagüe (figura 40)

Fig.40. Desagüe de la cámara de niebla salina

Para el correcto funcionamiento de este desagüe, debido a que está a un

nivel inferior al desagüe general del laboratorio de materiales de la Escuela

Técnica Superior de Ingenieros, se tuvo que introducir al dispositivo de la

cámara de niebla salina, una bomba de desagüe, conectada a un depósito

abierto de PVC al que vierte el desagüe de la cámara de niebla salina.

Fig.41. Bomba de desagüe

74

La bomba de la figura 41, es una bomba de evacuación, cuya misión es que

cuando la tubería que une el depósito rectangular a la bomba se llena, esta

se acciona y evacúa esa cantidad de agua salvando la altura hasta el

desagüe de los laboratorios donde está situada la cámara de niebla salina.

La altura que es capaz de vencer es de 6 m, posee un diámetro de

evacuación de 32 mm y el consumo del motor es de 350W.

Fig.42. Dispositivo de desagüe de la cámara de niebla salina

Dispositivo de evacuación de gases:

Los gases generados en la cámara deben evacuarse, ya que a la salida de la

cámara están en estado vapor y debido a la temperatura una vez que salen

de la cámara éstos se enfrían y por tanto se condensan. La obstrucción de

la tubería de extracción de agua puede provocar que se genere una pérdida

de carga tal que el vapor en lugar de salir por la tubería de salida salga por

donde hay menos pérdida de carga, es decir por la tapa de metacrilato de la

75

cámara de niebla salina. Este problema se solventó uniendo la tubería de

desagüe con una T por donde los vapores ascendieran hasta la salida al

exterior del laboratorio, y los condensados salieran por la tubería que

conecta con el depósito de agua. El esquema de la instalación final se puede

ver en la figura 43.

Fig.43. Dispositivo de desagüe de la cámara de niebla salina

CONDICIONES DE OPERACIÓN.

El ensayo se realiza aplicando la norma VDA 621-415, que establece

alternativamente ciclos de niebla salina, condiciones de alta humedad y baja

humedad controlada, a distintas temperaturas. La duración de cada ciclo es

de 7 días.

76

El número de ciclos se determinará en función de la evaluación periódica

que se le vaya realizando a las probetas de ensayo.

La primera fase de niebla salina dura veinticuatro horas, después se

realizan cuatro fases de veinticuatro horas de duración, de las cuales las

primeras 8 horas son de condiciones humidostáticas y las 16 horas

siguientes en condiciones climáticas. Finalmente el ciclo concluye con una

fase de 48 horas en fase climática.

Tipo de ensayo Tiempo de ensayo (horas) Temperatura de ensayo (ºC) Presión de niebla(psi) Humedad (%)

Paso 1 Niebla salina 24 35 21-24

Humidostático 8 40 21-24 100

Climático 16 23 21-24 96


Climático 16 23 21-24 96


Climático 16 23 21-24 96


Climático 16 23 21-24 96

Paso 6 Climático 48 23 21-24 50

Paso 2

Paso 3

Paso 4

Paso 5

Tabla.4. Etapas que dan formación a un ciclo de ensayo

Los ciclos de niebla durante el ensayo se mantienen a caudal constante

tanto de agua destilada como de niebla salina, a un caudal de 1,8 L/h

REACTIVOS NECESARIOS

Durante la realización de los pasos que componen cada ciclo se consumen

una serie de reactivos que previamente hay que preparar según indica la

norma.

77

Agua destilada

Fig.44. Garrafa de 5L de agua destilada

Solución de cloruro de sodio

Se deben disolver en agua una cantidad suficiente de cloruro de sodio que

tenga una conductividad igual o menor de 20 µS/cm, a (25 ± 2) º C, de

forma que se obtenga una concentración en cloruro de sodio de 50 ± 5 g/L.

El pH de ésta solución preparada debe estar dentro del intervalo 6,5 y 7,2 a

(25 ± 2) º C.

Para asegurar que el pH está siempre comprendido entre 6,5 y 7,2 se

procede de la siguiente manera.

VALORACIÓN DEL PH

-Se toma una cantidad de solución preparada en un vaso de precipitado, se

realiza la medida de pH.

-La obtención de un pH comprendido entre 6,5 y 7,2 estará dentro de los

márgenes establecidos.

78

-Si el resultado no se encuentra dentro del intervalo de pH citado, será

necesario añadir a la solución ácido clorhídrico diluido o hidróxido sódico,

según sea el caso, hasta obtener un pH adecuado.

VALORACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN

Para asegurar que la concentración que se obtiene de niebla salina es de 50

±5 g/L, la solución obtenida se valora según el método Morh. A

continuación se pueden ver los pasos a seguir para la realización de la

valoración.

En primer lugar para poder valorar se deben preparar los siguientes

reactivos.

NITRATO DE PLATA ( AGNO3) 0,1N.

Para preparar 500mL de reactivo, pesar con exactitud 8,50g de AgNO3 y

diluirlos con agua destilada hasta 500 mL en un matraz aforado. Agitar

vigorosamente.

Fig.45. Solución de nitrato de plata 0,1N

79

CROMATO POTÁSICO (K2CRO4) AL 1% EN PESO

Para preparar 100mL de solución, pesar 1 g de K2CrO4 y diluirlos en agua

destilada hasta 100 mL en un matraz aforado. Agitar vigorosamente.

Fig.46. Solución de cromato potásico

Para preparar 100mL, pesar con exactitud 1g de K2CrO4. Para ello se realiza

el siguiente procedimiento:

1) En un matraz aforado de 100 mL, añadir 5mL (tomados con pipeta )

de la solución preparada. Enrasar con agua destilada y agitar

vigorosamente.

2) Tomar con la pipeta 10mL de la solución contenida en el matraz

aforado, y adicionarlos sobre un vaso de precipitado de 100 mL, junto

con 40 mL de agua destilada (tomados con pipeta) y 1 mL de

disolución de cromato potásico (K2CrO4) al 1%.

80

3) Este preparado ha de valorarse con la solución de nitrato de plata

0,1N, hasta que se aprecie un cambio de color en la disolución (color

rosado).

4) La obtención de un volumen de nitrato de plata comprendido entre

3,4 y 5,1 mL, indicará que la solución preparada tiene una

concentración que se encuentra dentro de los márgenes establecidos.

5) En el caso de que el resultado obtenido no concuerde con lo citado

anteriormente, se modificará la solución añadiendo más cloruro

sódico o agua destilada según sea necesario.

Fig.47. Envase de 1Kg de cloruro de sodio

81

3.3.2 Preparación, identificación y disposición de las probetas

Para la preparación de las réplicas de los distintos materiales se procede a

cortar en cizalla seis probetas de cada material y acabado, de dimensiones

10cmx15cm y, a continuación, se pulen los bordes con disco abrasivo de

carburo de silicio de grano 180 y 320, respectivamente. Posteriormente se

somete a otro pulido con un disco abrasivo de grano 600 para conferir un

acabado más fino (siguiendo la dirección de lijado paralela a la superficie)

con el fin de minimizar la aparición de corrosión en esta zona (efecto

borde).

A cada tres de las seis muestras se les realizan dos perforaciones una para

colocar una arandela de teflón y otra de acero inoxidable, según la figura

31.

Posteriormente, con cada muestra se lleva a cabo el grabado de su

identificación en la esquina inferior derecha con lápiz neumático por la cara

que no va a ser expuesta directamente a la niebla salina. La identificación a

usar se recoge en la tabla 2.

A continuación, se procede a limpiar las muestras con acetona, jabón y

agua, y posteriormente, a su secado con papel de celulosa. Antes de

introducirlas en la cámara climática, se lleva a cabo el montaje del tornillo

que provoca el intersticio, tal como se indica en la figura 48.

82

Fig.48. Detalle de la colocación de tornillo y arandelas antes de comenzar el ensayo.

83

Masa de las probetas antes de introducirse en la cámara de niebla salina:

Tipo

de

acero

Identificación

Masa

antes del

ensayo(g)

Tipo

de

acero

Identificación

Masa antes

del

ensayo(g)

1.4003

AO1DF1 456.44

1.4521

CO2BF1 90.2231

AO1DF2 458.59 CO2BF2 89.9351

AO1DF3 459.77 CO2BF3 90.1453

AO1DB1 457.47 CO2BB1 89.3705

AO1DB2 449.82 CO2BB2 89.6294

AO1DB3 457.44 CO2BB3 89.5147

AA1DF1 701.49 CABAF1 70.4217

AA1DF2 678.16 CABAF2 70.3106

AA1DF3 679.87 CABAF3 69.8351

AA1DB1 674.56 CABAB1 69.7215

AA1DB2 674.56 CABAB2 69.7404

AA1DB3 677.17 CABAB3 69.9882

1.4509

BX2BF1 68.6023

1.4016

EX2BF1 137.3320

BX2BF2 68.7830 EX2BF2 139.5556

BX2BF3 68.8801 EX2BF3 135.7393

BX2BB1 67.3204 EX2BB1 136.0236

BX2BB2 68.0139 EX2BB2 134.8867

BX2BB3 68.4651 EX2BB3 138.6636

BABAF1 91.8566 EXBAF1 116.0070

BABAF2 91.7415 EXBAF2 115.9432

BABAF3 91.8665 EXBAF3 115.0641

BABAB1 90.6531 EXBAB1 114.8421

Tabla.5. Masa de las probetas antes de comenzar el ensayo

El aspecto de las probetas antes de ser ensayadas se recoge en las

siguientes tablas 6, 7, 8 y 9.

84

EN 1. 4003

Tabla.6. Estado de las probetas antes de comenzar el ensayo

AA1D

B1AA

1DB2

AA1D

B3AO

1DB1

AO1D

B2AO

1DB3

AA1D

F1AA

1DF2

AA1D

F3AO

1DF1

AO1D

F2AO

1DF3

85

EN 1.4016


EX2B

B1EX

2BB2

EX2B

B3EX

BAB1

EXBA

B2EX

BAB3

EX2B

F1EX

2BF2

EX2B

F3EX

BAF1

EXBA

F2EX

BAF3

86

EN 1. 4509


BX2B

B1BX

2BB2

BX2B

B3BA

BAB1

BABA

B2BA

BAB3

BX2B

F1BX

2BF2

BX2B

F3BA

BAF1

BABA

F2BA

BAF3

87

EN 1.4521.


CO2B

B1CO

2BB2

CO2B

B3CA

BAB1

CABA

B2CA

BAB3

CO2B

F1CO

2BF2

CO2B

F3CA

BAF1

CABA

F2CA

BAF3

88

DISPOSICIÓN DE LAS PROBETAS

Para la correcta distribución de las muestras en la cámara, se debe tener en

cuenta que no debe existir contacto entre ellas, para permitir la libre

circulación de la niebla y que no se produzca goteo de unas muestras a

otras.

Existen varios tipos de soportes para disponer las probetas en el interior de

la cámara, de forma que su superficie se encuentra paralela a la dirección

principal del flujo de niebla salina.

Es fundamental que en la elección del soporte de la cámara de niebla salina

se evite que se genere acumulación de líquido en la zona inferior de la

probeta. En el soporte que se ve a continuación, la zona inferior solamente

dispone de dos agujeros para que evacúe la cantidad de niebla que pasa por

la cara expuesta de la probeta que es insuficiente para que no se produzca

la acumulación.

Fig.49. Soporte de probetas antigüo

89

Para evitar el problema de la acumulación, se optó por fabricar otro tipo de

soporte, este soporte está compuesto por 2 láminas de metacrilato, unidas

por tornillos como se puede observar en la figura 50.

Fig.50. Soporte de probetas nuevo

De esta manera la niebla que pasa por la cara expuesta de la muestra

puede evacuar hasta el fondo de la cámara de niebla salina y se evita la

acumulación.

En la siguiente tabla se recoge la disposición de las muestras en la cámara

climática.

90

A

A

1

D

F

2

B

A

B

A

F

2

C

A

B

A

F

2

E

X

B

A

F

2

A

A

1

D

B

2

B

A

B

A

B

2

C

A

B

A

B

2

E

X

B

A

B

2

A

O

1

D

F

3

B

X

2

B

F

3

C

O

2

B

F

3

E

X

B

A

F

3

A

O

1

D

B

3

B

X

2

B

B

3

C

O

2

B

B

3

E

X

2

B

B

3

A

A

1

D

F

3

B

A

B

A

F

3

C

A

B

A

F

3

E

X

B

A

F

3

A

A

1

D

B

3

B

A

B

A

B

3

C

A

B

A

B

3

E

X

B

A

B

3

A

O

1

D

F

1

B

X

2

B

F

1

C

O

2

B

F

1

E

X

2

B

F

1

A

O

1

D

B

1

B

X

2

B

B

1

C

O

2

B

B

1

E

X

2

B

B

1

A

A

1

D

F

1

B

A

B

A

F

1

C

A

B

A

F

1

E

X

B

A

F

1

A

A

1

D

B

1

B

A

B

A

B

1

C

A

B

A

B

1

E

X

B

A

B

1

A

O

1

D

F

2

B

X

2

B

F

2

C

O

2

B

F

2

E

X

2

B

F

2

A

O

1

D

B

2

B

X

2

B

B

2

C

O

2

B

B

2

E

X

2

B

B

2

Tabla.10. Orden de las probetas durante el ensayo de cámara de niebla salina

Con esta disposición se pretende que las probetas que son iguales no estén

en la misma zona sino lo máximo separadas posible.

3.3.3 Evaluación de las probetas durante el ensayo

PRIMER CICLO DEL ENSAYO

Tras el primer ciclo de ensayo compuesto por 6 etapas como se explica en

la tabla 4, ya se obtuvieron las primeras diferencias entre las probetas

ensayadas.

91

En concreto tras la finalización de la primera etapa en las 12 probetas del

acero EN 1.4003 aparecieron signos de corrosión, en particular en las 6

probetas del acero EN.1.4003 de espesor 4 mm la corrosión fue total,

mientras que en las probetas del mismo tipo de acero de espesor 6 mm

aparecieron manchas de corrosión parcial en la superficie de la probeta.

Fig.51. Estado de las probetas tras la finalización del primer ciclo

En el resto de probetas los cambios no fueron tan significativos lo que

aparecieron generalmente fueron manchas de óxido por la zona de los

cantos de las probetas.

92

Fig.52. Detalle de la oxidación del canto en la probeta EXBAF1

Fig.53. Detalle de la oxidación en la probeta EX2BF2

En el resto de probetas del acero EN 1.4016 se observan por los cantos

manchas de óxido. También se observa que tanto en la probeta EX2BB2 y

en la EX2BB3 aparece el primer signo de corrosión alrededor de la arandela

de acero.

93

SEGUNDO CICLO DE ENSAYO

En el segundo ciclo los signos de corrosión no fueron tan rápidos, es decir,

en cuanto a las probetas del acero EN 1.4003 de espesor 6 mm se

apreciaron más signos de corrosión, pero poco con respecto a los

producidos en el primer ciclo.

Fig.54. Estado de las probetas tras la finalización del segundo ciclo

En las probetas del acero EN 1. 4016, aparecieron alrededor de 5 arandelas

de teflón signos de corrosión, en concreto en las probetas EX2BB2, EX2BB1,

EX2BB3, EXBAB3, EXBAB2. Las manchas de estas probetas, aunque

94

pequeñas, aumentaron con respecto a las del primer ciclo, apareciendo

también pequeñas manchas en la probeta CABAF3.

Fig.55. Detalle de las arandelas de acero y teflón de la probeta EXBAB3

TERCER CICLO DE ENSAYO

Los cambios experimentados en las probetas en este ensayo no fueron

muchos, ya que el estado de las probetas en este ciclo permaneció muy

parecido al obtenido tras el segundo ciclo.

95

Fig.56. Estado de las probetas tras la finalización del tercer ciclo

CUARTO CICLO DE ENSAYO

Durante este ciclo se empezaron a producir más signos de corrosión, sobre

todo en probetas que en los anteriores ciclos no habían sufrido ningún

cambio.

96

Fig.57. Estado de las probetas tras la finalización del cuarto ciclo

En este caso además de aumentar el grado de corrosión en las probetas de

los aceros EN. 1.4003, y en las probetas EN 1.4016, también se obtuvieron

cambios en las probetas EN.1.4509 y en las EN 1.4521, aunque en mucho

menor grado.

En la figura 57 se aprecia el diferente grado de corrosión producido en las

probetas. Los signos que se empiezan a producir en las probetas como la

CABAF3, son el inicio de pequeñas manchas de óxido. Alrededor de las

arandelas de teflón de las probetas BABAB3, BABAB2, BX2BB1, BX2BB2,

BABAF3, la CO2BB3 aparecen también las primeras manchas de corrosión.

En el caso de la arandela de acero aparecen manchas de óxido alrededor de

las probetas CABAB3, CO2BB3, CABAB, BX2BB1.

97

Fig.58. Detalle de las probetas tras la finalización del cuarto ciclo

QUINTO CICLO DE ENSAYO

En este ciclo, es cuando se decidió parar el ensayo ya que había signos de

corrosión en todas las probetas. El grado de corrosión, se describirá y

analizará en el siguiente apartado, cuando se realicen fotografías

individuales de todas las probetas y se puedan evaluar las diferencias.

98

Fig.59. Estado de las probetas tras la finalización del quinto ciclo

3.3.4 Descripción de resultados

3.3.4.1 Resultados cualitativos

DESCRIPCIÓN GENERAL POR TIPOS DE ACEROS

Una vez concluido el ensayo se procedió a la toma de fotografías de cada

una de las muestras con el fin de poder describir el comportamiento de las

probetas.

Las muestras se agruparon en primer lugar por tipo de acero para ver si

existen diferencias significativas.

En primer lugar el grupo de las 12 probetas de acero EN 1. 4003, fueron las

que más afectadas por la corrosión se vieron, mostrando a simple vista

grandes manchas de óxido.

99

Tabla.11. Estado de las probetas EN 1.4003 tras finalizar el ensayo

AA

1DB1

AA

1DB2

AA

1DB3

AO

1DB1

AO

1DB2

AO

1DB3

AA

1DF1

AA

1DF2

AA

1DF3

AO

1DF1

AO

1DF2

AO

1DF3

EN 1

.400

3

100

En segundo lugar el grupo de las 12 probetas del acero EN 1.4016, fueron

las segundas en apariencia de manchas de corrosión. Aunque las manchas

en este tipo de acero son más pequeñas que en el caso del acero EN

1.4003.


EXBA

B1EX

BAB2

EXBA

B3EX

2BB1

EX2B

B2EX

2BB3

EXBA

F1EX

BAF2

EXBA

F3EX

2BF1

EX2B

F2EX

2BF3

EN 1

.401

6

101

En tercer lugar las 12 probetas del acero EN 1. 4509, aparentemente

tuvieron un grado de corrosión inferior a los dos grupos anteriores, sólo

mostrando pequeñas manchas de óxido, y con mayor grado alrededor de

las arandelas.


BABA

B1BA

BAB2

BABA

B3BX

2BB1

BX2B

B2BX

2BB3

BABA

F1BA

BAF2

BABA

F3BX

2BF1

BX2B

F2BX

2BF3

EN 1

.450

9

102

Por último el cuarto grupo de aceros es en el que apareció menos signos de

corrosión es decir el acero EN 1.4521.


CABA

B1CA

BAB2

CABA

B3CO

2BB1

CO2B

B2CO

2BB3

CABA

F1CA

BAF2

CABA

F3CO

2BF1

CO2B

F2CO

2BF3

EN 1

.452

1

103

DESCRIPCIÓN OBTENIDA ENTRE LOS DISTINTOS TIPOS DE ACABADOS DE UN MISMO DE ACERO

A continuación se realizará una descripción del conjunto de las 6 probetas,

que pertenecen al mismo tipo de acero y al mismo tipo de acabado.


AA1D

B1AA

1DB2

AA1D

B3AO

1DB1

AO1D

B2AO

1DB3

AA1D

F1AA

1DF2

AA1D

F3AO

1DF1

AO1D

F2AO

1DF3

EN 1

.400

3

104

En este tipo de acero EN 1.4003 únicamente se ha ensayado con un mismo

tipo de acabado el acabado en caliente 1D, pero la diferencia entre el primer

grupo y el segundo es el espesor entre ambos grupos es decir, todas las

probetas que componen el primer grupo poseen un espesor de 4 mm

mientras que las probetas del segundo grupo poseen un espesor de 6 mm.

A la vista de los resultados obtenidos es claro que las probetas de menor

espesor han sufrido un mayor grado de corrosión, que las de mayor

espesor.

AO1DB1 AO1DB2 AO1DB3

AO1DF1 AO1DF2 AO1DF3

EN 1.4003

Tabla.15. Estado de las probetas EN 1.4003 de espesor 4mm, laminadas en caliente, tras finalizar el ensayo

El grado de corrosión es tal

que en este tipo de acero,

aparentemente parece que

se ha producido corrosión

generalizada, ya que no

hay superficie que quede

sin que esté manchada de

producto de corrosión.

105

AA1DB1 AA1DB2 AA1DB3

AA1DF1 AA1DF2 AA1DF3

EN-1.4003

Tabla.16. Estado de las probetas EN 1.4003, de espesor 6mm, laminadas en caliente tras

finalizar el ensayo

En este caso, el grado de

corrosión es menor, ya que

aún siendo el mismo tipo y

acabado, el espesor de las

probetas es diferente, este

tipo tiene mayor espesor y

tras la finalización del

ensayo presenta muchas

manchas de producto de

corrosión y grandes

picaduras por toda la

superficie de las probetas.

106


Entre estos dos tipos de grupos de probetas las diferencias son bastante

significativas, en este caso de un mismo tipo de acero como es el acero EN

1.4016, existen dos acabados diferentes, gracias a esto se podrá analizar la

influencia que ejerce el acabado sobre un tipo de acero. En los dos tipos de

EXBA

B1EX

BAB2

EXBA

B3EX

2BB1

EX2B

B2EX

2BB3

EXBA

F1EX

BAF2

EXBA

F3EX

2BF1

EX2B

F2EX

2BF3

EN 1.

4016

107

acabados aparecen productos de corrosión, pero de maneras diferentes a

continuación en las tablas 18 y 19 se describirán estas diferencias.

EXBAB1 EXBAB2 EXBAB3

EXBAF1 EXBAF2 EXBAF3

EN 1.4016 (Acabado BA)

Tabla.18. Estado de las probetas EN 1.4016, con acabado en frio BA tras finalizar el ensayo

En este conjunto de

probetas, la

corrosión aparece en

mayor medida en las

probetas no

perforadas en forma

de manchas

dispersas alrededor

de toda la superficie,

mientras que en las

perforadas los

productos de

corrosión se centran

alrededor de las

arandelas.

108

EX2BB1 EX2BB2 EX2BB3

EX2BF1 EX2BF2 EX2BF3

EN 1.4016 (Acabado 2B)

Tabla.19. Estado de las probetas EN 1.4016, con acabado en frio 2B tras finalizar el ensayo

En este conjunto de

probetas los productos

de corrosión en el caso

de las probetas no

perforadas se centra

fundamentalmente, en

el efecto de borde, es

decir la corrosión se

inicia en el borde y se

produce chorreo por

toda la superficie. En el

caso de las probetas

perforadas, el producto

de corrosión se centra

más en las

perforaciones, aunque

también aparecen

manchas por la

superficie de las

probetas perforadas.

109


BABA

B1BA

BAB2

BABA

B3BX

2BB1

BX2B

B2BX

2BB3

BABA

F1BA

BAF2

BABA

F3BX

2BF1

BX2B

F2BX

2BF3

EN 1

.450

9

110

En este caso también se dispone de dos acabados diferentes de un mismo

tipo de acero, de los acabados en frio BA y 2B, en las tablas 21 y 22 se

describirán los efectos producidos.

BABAB1 BABAB2 BABAB3

BABAF1 BABAF2 BABAF3

EN 1.4509


Los signos de

corrosión no son tan

evidentes en este

tipo de acabado, ya

que los productos de

corrosión en el caso

de las probetas

perforadas, se centra

en el efecto borde y

alrededor de las

arandelas, mientras

que en las probetas

no perforadas, sólo

se ven pequeñas

manchas en la

superficie, y no

apreciándose el

efecto borde.

111

BX2BB1 BX2BB2 BX2BB3

BX2BF1 BX2BF2 BX2BF3

EN 1.4509


Por último el grupo de probetas del acero EN 1.4521. En este grupo

también se ensayó con dos tipos diferentes de acabado en frio, es decir en

acabado 2B y BA. A continuación en las tablas 23, 24 y 25 se describen los

efectos producidos.

En el conjunto de

estas probetas los

productos de

corrosión se centran

alrededor de las

arandelas en el caso

de las probetas

perforadas, mientras

que en las probetas

no perforadas, se ven

pequeñas manchas

alrededor de toda la

superficie expuesta.

112


CABA

B1CA

BAB2

CABA

B3CO

2BB1

CO2B

B2CO

2BB3

CABA

F1CA

BAF2

CABA

F3CO

2BF1

CO2B

F2CO

2BF3

EN 1

.452

1

113

CABAB1 CABAB2 CABAB3

CABAF1 CABAF2 CABAF3

EN 1. 4521


En este tipo de

probetas, se

observan diferencias,

ya que en las

probetas perforadas,

el producto de

corrosión se centra

alrededor de las

arandelas, mientras

que en las probetas

no perforadas el

producto de corrosión

se observa por la

superficie de la

probeta en forma de

pequeñas manchas.

114

CO2BB1 CO2BB2 CO2BB3

CO2BF1 CO2BF2 CO2BF3

EN 1.4521


En este caso las

probetas perforadas,

muestran alrededor

de sus arandelas

manchas de óxido,

sin embargo las

probetas no

perforadas muestran

un estado bastante

limpio, sólo

apreciándose

pequeñas manchas

en la superficie

expuesta.

115

Estos dos tipos de grupos diferentes de probetas con diferentes acabados,

se comportan de manera más parecida, es decir no existen diferencias tan

claras entre los dos grupos. En el primer grupo se observa que de las tres

probetas perforadas aparecen manchas de óxido tanto por los cantos como

alrededor de las arandelas. Este comportamiento en el caso de las probetas

no perforadas no es tan significativo sino que aparecen indicios de comienzo

de manchas alrededor de toda la superficie de las probetas. En el segundo

grupo el comportamiento es parecido al del primer grupo. En el caso de las

tres probetas perforadas, la oxidación se concentra tanto en los cantos

como alrededor de las probetas, y en las tres probetas no perforadas las

manchas de óxido comienzan a aparecer por toda la superficie de las

probetas.

DESCRIPCIÓN OBTENIDA ENTRE LOS DISTINTOS TIPOS DE ARANDELA EN UN MISMO TIPO DE ACERO Y ACABADO

En este punto para poder describir con más detalle las perforaciones en

cada uno de los tipos de arandela, se procede a quitar los tornillos de las

probetas perforadas, para poder examinar el grado de corrosión bajo las

arandelas, y se realizan fotografías.

116


AA1D

B1AA

1DB2

AA1D

B3AO

1DB1

AO1D

B2AO

1DB3

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

EN 1.

4003

117

Debido al alto grado de corrosión aparecido en este tipo de acero no se

puede distinguir cual es la acción en las zonas puntuales de las

perforaciones.


EXBA

B1EX

BAB2

EXBA

B3EX

2BB1

EX2B

B2EX

2BB3

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

EN 1.

4016

118

Como puede apreciarse en las imágenes, existen diferencias significativas

entre la cantidad y tipo de arandela donde se concentran los productos de

corrosión. A continuación se analiza cada grupo de probetas iguales, es

decir mismo acero y mismo acabado.

EXBAB1 EXBAB2 EXBAB3

Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo Detalle agujero sin tornillo

EN 1.4016


Las manchas de

óxido se

concentran más

alrededor de la

arandela de

acero, siendo

menos

significativas

estas manchas

en la arandela de

teflón.

119

EX2BB1 EX2BB2 EX2BB3


EN 1.4016


Las manchas de

óxido se

concentran más

alrededor de la

arandela de

teflón, siendo

menos

significativas

estas manchas

en la arandela

de acero.

120


CABA

B1CA

BAB2

CABA

B3CO

2BB1

CO2B

B2CO

2BB3

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

EN 1.

4521

121

Las manchas de óxido en este tipo de acero son menores que en los

anteriores.

CABAB1 CABAB2 CABAB3


EN 1.4521


CO2BB1 CO2BB2 CO2BB3


EN 1.4521


Las manchas de

óxido son muy

pequeñas pero aún

así se produce

mayor

concentración de

éstas en la

arandela de acero.

En este caso no

existen diferencias

claras entre ambos

tipos de arandelas,

ya que aparecen

manchas tanto

alrededor de la

arandela de teflón

como alrededor de la

arandela de acero.

122


BABA

B1BA

BAB2

BABA

B3BX

2BB1

BX2B

B2BX

2BB3

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

Deta

lle ag

ujer

o sin

torn

illo

EN 1.

4509

123

BABAB1 BABAB2 BABAB3


EN 1.4509


BX2BB1 BX2BB2 BX2BB3


EN 1.4509


Las manchas se

concentran en

mayor grado

alrededor de la

arandela de teflón,

en cambio

alrededor de la

arandela de acero

las manchas son

menores.

En este caso no

existen diferencias

claras entre ambos

tipos de arandelas,

ya que aparecen

manchas tanto

alrededor de la

arandela de teflón

como alrededor de la

arandela de acero.

124

DESCRIPCIÓN DE LA CANTIDAD Y FORMA DE PICADURAS E INTERSTICIOS ALREDEDOR DE LA PERFORACIÓN

Tras la finalización del ensayo y la toma de fotografías se procede a la

limpieza de las probetas, para poder evaluar el resultado en función de la

pérdida de masa que sufren las probetas como diferencia entre lo que

pesaban al inicio del ensayo y lo que pesan tras finalizar la limpieza de las

probetas.

La limpieza se realiza sólo en 2 de los 3 tipos de probetas iguales que hay

de cada uno de los grupos de probetas.

Esta limpieza se realiza siguiendo la norma ASTM G1-03, donde se

describe la manera de realizar la preparación, limpieza y evaluación en

ensayos de corrosión.

En un primer lugar se comienza lavando las probetas con agua destilada y

acetona, pero no se consigue que desaparezcan todos los restos de óxido.

Según lo que establece la norma se prosigue intentando la limpieza con

métodos mecánicos, utilizándose un cepillo de forma que no produjera

arañazos en el acero inoxidable. Como la limpieza utilizando este tipo de

método tampoco resulta, finalmente se opta por utilizar métodos químicos.

La limpieza química se realiza sumergiendo las probetas en una solución de

un litro de volumen compuesta por 100 mL de ácido nítrico, y enrasándose

con agua destilada hasta completar el litro de solución, esta solución se

calienta a 60ºC y se mantiene sumergidas a las probetas durante 60

minutos .

Con este tipo de método se consigue eliminar los restos de óxidos de las

probetas a excepción, de las probetas con mayor cantidad de óxido como

son las del tipo de acero EN 1.4003. Para este caso se opta por utilizar un

método de limpieza química más agresivo como es el C.7.5 del anexo de la

norma ASTM G1- 03, en este caso la solución química se compone de 100

125

mL de ácido nítrico, 20 mL de ácido fluorhídrico, y con agua destilada hasta

completar 1000 mL de solución.

Una vez limpiadas las muestras, se realiza sobre ellas unas fotografían con

aumento para poder observar el grado de daño que se ha producido al

material.

Tras la limpieza se decide no fotografiar a las probetas pertenecientes al

acero EN 1.4003, ya que es tal su grado de corrosión generalizada que no

se aprecia cual es la diferencia existente entre la arandela de teflón y de

acero ya que independientemente de su influencia el material es tan poco

noble que por si sólo no es capaz de resistir una atmósfera con cloruros.

Tabla.36. Macrografía de las probetas EN 1.4016 acabado BA tras finalizar el ensayo

126

De la figura 36 se observa que el acero EN 1.4016 con acabado BA, ha

sufrido alrededor de la arandela de acero un gran ataque, con respecto al

ataque sufrido alrededor de la arandela de teflón, observándose grandes

instersticios y picaduras. Por un lado se observa que en la arandela de

teflón aunque hay corrosión es menor y que no se ataca al material, sin

embargo en la arandela de acero se observa por un lado que el material se

ve atacado y que la corrosión debida a la arandela de acero debida a los

intersticios producidos entre el material, la arandela, y entre los productos

de corrosión es mayor.

EX2BB2 (Sin limpiar) Arandela de teflón EX2BB2 Arandela de acero EX2BB2

EX2BB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón EX2BB3 Arandela de acero EX2BB3

EN 1.4016

Tabla.37. Macrografía de las probetas EN 1.4016 acabado 2B tras finalizar el ensayo

En cuanto al acabado BA, el cambio es bastante significativo con respecto a

las del mismo acero pero acabado 2B, aquí el producto de corrosión se

centra alrededor de la arandela de teflón, en ambas probetas, pero aún así

127

el grado de ataque del material ha sido mucho menor que en el caso del

acero EN 1.4016 acabado BA.

BABAB1 (Sin limpiar) Arandela de teflón BABAB1 Arandela de acero BABAB1

BABAB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón BABAB3 Arandela de acero BABAB3

EN 1.4509

Tabla.38. Macrografía de las probetas EN 1.4509 tras finalizar el ensayo

El caso de las probetas EN 1.4509 acabado BA, se aprecia que los productos

de corrosión en mayor medida se centran alrededor de la arandela de

teflón, mientras que en la arandela de acero no hay muchos restos de

corrosión, en las fotografías aumentadas, se aprecia que el ataque al

material ha sido escaso, apareciendo en mayor grado algunos intersticios

alrededor de la arandela de teflón y algunas pequeñas picaduras.

128

BX2BB2 (Sin limpiar) Arandela de teflón BX2BB2 Arandela de acero BX2BB2

BX2BB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón BX2BB3 Arandela de acero BX2BB3

EN 1.4509


En este caso el de los tipos de acero EN 1. 4509, en una de las probetas la

corrosión se muestra alrededor de la arandela de acero, viéndose atacado

por bastantes picaduras e intersticios el material, sin embargo en la probeta

BX2BB3 el producto de corrosión se centra alrededor de la arandela de

teflón, pero el ataque al material ha sido mucho menor.

129

CABAB1 (Sin limpiar) Arandela de teflón CABAB1 Arandela de acero CABAB1

CABAB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón CABAB3 Arandela de acero CABAB3

EN 1.4521


El conjunto de probetas perteneciente al acero EN 1. 4521 acabado BA, ha

resistido bastante bien a la corrosión, en las fotografías de las probetas sin

limpiar se aprecia que la corrosión se centra en la arandela de acero, pero

tras la limpieza y realizar fotografías no se aprecia que el material se haya

visto afectado.

130

CO2BB2 (Sin limpiar) Arandela de teflón CO2BB2 Arandela de acero CO2BB2

CO2BB3 ( Sin limpiar) Arandela de teflón CO2BB3 Arandela de acero CO2BB3

EN 1.4521


En el caso de las probetas de acero EN1.4521acabado 2B, aunque

aparentemente en la imagen extraída de la probeta sin limpiar pueda verse

que la zona más afectada sea la zona bajo la arandela de acero, al igual que

ocurría con las de acabado BA, el material no se ve afectado.

131

3.3.4.2 Resultados cuantitativos

Tras pesar cada una de las dos probetas limpias de cada tipo diferente de

acero, se obtienen los siguientes resultados, que se indican en la tabla 42.

Tipo de acero IdentificaciónMasa antes

del ensayo (g)

Masa tras

limpiezaDiferencia Tipo de acero Identificación

Masa antes

del ensayo (g)

Masa tras

limpiezaDiferencia

AO1DF1 456,44 CO2BF1 90,2231

AO1DF2 458,59 446,85 11,74 CO2BF2 89,9351 89,9357 -0,0006

AO1DF3 459,77 453,28 6,49 CO2BF3 90,1453 90,1433 0,0020

AO1DB1 457,47 CO2BB1 89,3705

AO1DB2 449,82 436,91 12,91 CO2BB2 89,6294 89,6308 -0,0014

AO1DB3 457,44 438,28 19,16 CO2BB3 89,5147 89,5142 0,0005

AA1DF1 701,49 690,06 11,43 CABAF1 70,4217 70,4201 0,0016

AA1DF2 678,16 CABAF2 70,3106

AA1DF3 679,87 665,67 14,2 CABAF3 69,8351 69,8360 -0,0009

AA1DB1 674,56 655,69 18,87 CABAB1 69,7215 69,7216 -0,0001

AA1DB2 674,56 CABAB2 69,7404

AA1DB3 677,17 674,66 2,51 CABAB3 69,9882 69,9881 0,0001

BX2BF1 68,6023 EX2BF1 137,3320

BX2BF2 68,7830 68,7845 -0,0015 EX2BF2 139,5556 139,5498 0,0058

BX2BF3 68,8801 68,8805 -0,0004 EX2BF3 135,7393 135,7294 0,0099

BX2BB1 67,3204 EX2BB1 136,0236

BX2BB2 68,0139 68,0120 0,0019 EX2BB2 134,8867 134,8806 0,0061

BX2BB3 68,4651 68,4666 -0,0015 EX2BB3 138,6636 138,6560 0,0076

BABAF1 91,8566 91,8569 -0,0003 EXBAF1 116,0070 116,0032 0,0038

BABAF2 91,7415 EXBAF2 115,9432

BABAF3 91,8665 91,8671 -0,0006 EXBAF3 115,0641 115,0562 0,0079

BABAB1 90,6531 90,6519 0,0012 EXBAB1 114,8421 114,8342 0,0079

BABAB2 91,3056 EXBAB2 115,1737

BABAB3 91,0317 91,0315 0,0002 EXBAB3 114,5080 114,5024 0,0056

1.4003 1.4521

1.4509 1.4016

Tabla.42. Pérdida de masa de las probetas tras la limpieza

Como se puede observar el grupo de probetas que pierde mayor masa es el

grupo de acero EN 1.4003, esto hace pensar que el tipo de corrosión que se

haya producido sea generalizada, ya que este tipo de corrosión se

caracteriza por su gran pérdida de masa.

Las siguientes en pérdida de masa fueron las probetas EN 1. 4016, y por

último el grupo de probetas EN1.4521 y EN 1.4509 no sólo no perdieron

masa sino que algunas ganaron masa.

132

3.4 Discusión de los resultados obtenidos

Una vez descritas todas las probetas de ensayo, se debe analizar los datos

obtenidos para ver cuál ha sido el comportamiento de las muestras en el

ensayo.

En un primer lugar se deben conocer las variables a estudiar en el ensayo.

Estas variables son 4, la primera es la composición de las probetas, la

segunda el acabado que poseen las probetas, la tercera la influencia del

agujero y los resquicios producidos en las probetas, y la última variable, la

influencia de la naturaleza de la arandela.

Es claro que de estas 4 variables la más influyente ha sido la composición

de las probetas, ya que como se describió en el apartado 3.3.4 de

descripción de resultados, las diferencias fundamentales se produjeron por

tipo de acero. Esto es debido a que la cantidad de los elementos cromo y

molibdeno en los aceros, son los que aportan más resistencia a la corrosión,

para expresar esta influencia existe un factor que mide la resistencia a la

corrosión por picaduras en los aceros.

En dicho factor (conocido como PRE pitting corrosion equivalent) se

contempla la influencia de estos dos elementos, dando mayor importancia al

contenido en molibdeno.

PRE=%Cr+3.3x%Mo

Para saber la resistencia a la corrosión de estos aceros ensayados, basta

con sustituir las cantidades de estos elementos en la fórmula del valor de

resistencia a las picaduras (PRE).

133

Acero EN 1. 4003

PRE=%Cr+3.3x%Mo

Acero EN 1. 4003 ( 4mm)

PRE=11,02 +3,3 x 0,03=11,119

Acero EN 1.4003 (6mm)

PRE=11,05 + 3,3 x 0,03=11,149

Acero EN 1. 4016

PRE=%Cr+3.3x%Mo

Acero EN 1.4016 acabado 2B

PRE=16,35 + 3,3 x 0,01= 16,383

Acero EN 1.4016 acabado BA

PRE=16,26 + 3,3 x 0,01= 16,293

Acero EN 1. 4509

PRE=%Cr+3.3x%Mo


PRE=17,65 + 3.3 x 0,04 = 17,782


PRE=17,71 + 3.3 x 0,02= 17,776

134

Acero EN 1.4521

PRE=%Cr+3.3x%Mo


PRE=18,02 + 3.3 x 1,98 = 24,554


PRE=17,88 + 3.3 x 1,84= 23,952

Tras calcular el valor de resistencia a la corrosión (PRE) de todos los acero

ensayados, se comprueba que el acero que tiene un valor menor a la

resistencia por picaduras es el acero EN 1.4003, el segundo es el acero EN

1.4016, el tercero el acero EN 1.4509 y el cuarto el acero EN 1.4521.

Se comprueba experimentalmente en este ensayo que el contenido de estos

dos elementos, cromo y molibdeno, es fundamental, ya que dentro del

apartado 3.3.4.1 de resultados cualitativos, en descripción general, se

describió que las probetas que mayor corrosión tuvieron corresponden con

las que tienen un menor valor PRE, y viceversa, es decir las que menor

corrosión tuvieron son las que mayor valor de PRE.

El acero que mejor ha resistido la corrosión en este ensayo ha sido el acero

EN 1.4521 o también conocido como acero superferrítico (ELI).

La segunda variable a analizar es el acabado que poseen las muestras.

Para poder realizar un mejor análisis, se dejará constante la variable tipo de

acero y se analizará el efecto de los diferentes acabados dentro de un

mismo tipo de material.

Son 3 los diferentes tipos de acabados con los que se ensayaron las

probetas, es decir, acabado en caliente 1D, y dos acabados en frio; el

acabado 2B y BA. El acabado en caliente es el que poseen las probetas EN

1.4003, y dentro de este acabado se ensayó con probetas de diferente

espesor, es decir, probetas de 4mm y de 6 mm. Las probetas de 4 mm

135

presentan mayor grado de corrosión que las de 6 mm, pero en ambos casos

este tipo de acabado es el que peor se comporta en las condiciones

ensayadas.

Los demás tipos de aceros inoxidables ensayados, es decir, el acero EN

1.4016, EN 1.4509, EN 1.4521, se ensayaron tanto con acabado 2B como

con BA. El acabado BA, al ser más brillante, debido a su tratamiento en

horno con atmósfera inerte y posterior pulido, deja una superficie mucho

más homogénea. Esta homogeneidad podría incitar a pensar que este tipo

de acero resiste mejor la corrosión en atmósfera salina, pero a la vista de

los resultados obtenidos, no se puede afirmar esto, ya que en ambos

acabados superficiales aparecen tanto picaduras como intersticios en los

alrededores de las perforaciones y en la superficie expuesta de las probetas

los resultados con ambos acabados son parecidos. No se puede discernir en

qué tipo de acabado en frio resiste mejor a las condiciones ensayadas.

La tercera variable a analizar es la influencia de intersticios, esta

variable es fundamental a la hora de realizar el análisis ya que el

comportamiento de las probetas se ve afectado por la presencia de los

intersticios, debido a que independientemente de la nobleza o no del

material, el hecho de tener una superficie con una diferencia de

concentración de oxígeno hace que se favorezca la aparición de corrosión,

cuyo grado será mayor o menor por la resistencia que tenga a ser corroído.

Un claro ejemplo de esto es la actuación de las probetas del acero EN

1.4016 con acabado BA con tornillo y sin tornillo, que como ya se describió,

la superficie de las perforadas (véase figura 17) no se ve afectada por

picaduras, mientras que las no perforadas, muestran muchas picaduras por

su superficie. Este motivo puede ser debido a que como se vio en la tabla

36 el mecanismo de corrosión sufrido en los intersticios hace que se cree

una gran diferencia de potencial mayor a la que existe en la superficie, y es

por ello que no se ataca la superficie, se produce lo que se denomina

protección catódica.

136

El acero que mejor se comporta frente a la existencia de intersticios es el

acero EN 1.4521.

La cuarta variable a analizar es la naturaleza de la arandela, en el

apartado de descripción de la cantidad y forma de picaduras e intersticios

alrededor de la perforación, se describió el efecto de estas arandelas. Para

poder descubrir que arandela funciona mejor, es necesario conocer los

mecanismos de corrosión que se producen en la superficie bajo la arandela.

En primer lugar en la arandela de teflón, debido a que el material es no

metálico no puede producir corrosión galvánica entre la arandela y el

material, el único mecanismo que puede tener lugar es el de corrosión

intersticial, es decir que la concentración de oxígeno entre la arandela y la

probeta es mucho menor que la concentración de oxígeno que existe en

toda la superficie de la probeta, por lo que esta diferencia de concentración

hace que se inicie la corrosión intersticial por esa zona, que se ve agravada

por el efecto del chorreo de producto de corrosión que también favorece

que se creen más superficie de diferente concentración de oxígeno. Este es

el caso por ejemplo de la probeta EX2BB2, en la tabla 43.


137

Sin embargo cuando se coloca una arandela de acero, como es el caso del

ensayo en concreto, el acero austenítico 304 de una nobleza diferente a las

probetas ensayadas. Este hecho puede que haya sido el causante de que la

corrosión bajo las arandelas de acero haya sido mayor que en las arandelas

de teflón y que se haya atacado en mayor medida al material.

Este efecto sumado, se aprecia en el acero EXBAB1, en el que la diferencia

con respecto a la corrosión intersticial, es que mientras en la arandela de

teflón el ataque al material sólo se producía por la zona más baja de la

arandela, es decir donde mayor acumulación hay, en el caso de la arandela

de acero el ataque al material se efectúa por toda la superficie de la

arandela, hecho que puede ser debido a que se haya podido producir un par

galvánico entre la arandela de acero y la probeta, un ejemplo de este efecto

es la probeta EXBAB1.


En general, sea cual sea el tipo de arandela que se coloque a un acero

siempre estará sometida la zona bajo la arandela a corrosión intersticial,

pero el efecto se ve intensificado si la arandela es de un material metálico

138

más noble que la probeta, ya que puede provocar par galvánico, aumentado

el grado de ataque sobre el material.

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