corrosion y anticorrosivos - taringa!
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08/04/2015 CorrosionyAnticorrosivosTaringa!
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CorrosionyAnticorrosivos
IntroduccinEnestetemapretendemosampliarlosconocimientostericos,medianteunalargainvestigacineneltemadelacorrosinyanticorrosivos.
Tambinsepretendeenfocardiferentespuntosdevistasobreuntemaqueesdevitalimportanciaenelmundodehoyenda,porsuefectoenequipos,herramientas,maquinariasyestructuras.
Seplantearanlassolucionesqueexistenparadetenerlacorrosincomolossonlosllamadosanticorrosivos
CorrosinyAnticorrosivos.Seentiendeporcorrosinlainteraccindeunmetalconelmedioquelorodea,produciendoelconsiguientedeterioroensuspropiedadestantofsicascomoqumicas.Lascaractersticasfundamentaldeestefenmeno,esquesloocurreenpresenciade
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unelectrlito,ocasionandoregionesplenamenteidentificadas,llamadasestasandicasycatdicas:unareaccindeoxidacinesunareaccinandica,enlacualloselectronessonliberadosdirigindoseaotrasregionescatdicas.Enlareginandicaseproducirladisolucindelmetal(corrosin)y,consecuentementeenlaregincatdicalainmunidaddelmetal.
Losenlacesmetlicostiendenaconvertirseenenlacesinicos,losfavorecequeelmaterialpuedeenciertomomentotransferiryrecibirelectrones,creandozonascatdicasyzonasandicasensuestructura.Lavelocidadaqueunmaterialsecorroeeslentaycontinuatododependiendodelambientedondeseencuentre,amedidaquepasaeltiemposevacreandounacapafinadematerialenlasuperficie,quevanformndoseinicialmentecomomanchashastaquelleganaaparecerimperfeccionesenlasuperficiedelmetal.
Estemecanismoqueesanalizadodesdeunpuntodevistatermodinmicoelectroqumico,indicaqueelmetaltiendearetornaralestadoprimitivoodemnima
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energa,siendolacorrosinporlotantolacausantedegrandesperjuicioseconmicoseninstalacionesenterradas.Porestarazn,esnecesariolaoportunautilizacindelatcnicadeproteccincatdica.
Sedesignaqumicamentecorrosinporsuelos,alosprocesosdedegradacinquesonobservadosenestructurasenterradas.Laintensidaddependerdevariosfactorestalescomoelcontenidodehumedad,composicinqumica,pHdelsuelo,etc.Enlaprcticasueleutilizarsecomnmenteelvalordelaresistividadelctricadelsuelocomondicedesuagresividadporejemplounterrenomuyagresivo,caracterizadoporpresenciadeionestalescomocloruros,tendrnresistividadesbajas,porlaaltafacilidaddetransportacininica.
Laproteccincatdicaesunmtodoelectroqumicocadavezmsutilizadohoyenda,elcualaprovechaelmismoprincipioelectroqumicodelacorrosin,transportandoungrancatdoaunaestructurametlica,yaseaqueseencuentreenterradaosumergida.Paraestefinsernecesariolautilizacindefuentesdeenergaexternamedianteelempleodenodosgalvnicos,quedifundenlacorrientesuministradaporuntransformadorrectificadordecorriente.
Elmecanismo,consecuentementeimplicarunamigracindeelectroneshaciaelmetalaproteger,losmismosqueviajarndesdenodosexternosqueestarnubicadosensitiosplenamenteidentificados,cumpliendoassufuncin.
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Aestproteccinsedebeagregarlaofrecidaporlosrevestimientos,comoporejemplolaspinturas,caslatotalidaddelosrevestimientosutilizadoseninstalacionesenterradas,areasosumergidas,sonpinturasindustrialesdeorigenorgnico,pueseldiseomediantenodogalvnicorequieredelclculodealgunosparmetros,quesonimportantesparaprotegerestosmateriales,comoson:lacorrienteelctricadeproteccinnecesaria,laresistividadelctricadelmedioelectrlito,ladensidaddecorriente,elnmerodenodosylaresistenciaelctricaquefinalmenteejerceninfluenciaenlosresultados.
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Aproximacinalacorrosindelosmetales
Esquemadeoxidacindelhierro,ejemplodecorrosindeltipopolarizada.
Lacorrosindelosmetalesesunfenmenonaturalqueocurredebidoalainestabilidadtermodinmicadelamayoradelosmetales.Enefecto,salvorarasexcepciones(eloro,elhierrodeorigenmeteortico)losmetalesestnpresentesenlaTierraenformadexido,enlosminerales(comolabauxitasiesaluminio,lahematitasieshierro...).Desdelaprehistoria,todalametalurgiahaconsistidoenreducirlosxidosenbajoshornos,luegoenaltoshornos,parafabricarelmetal.Lacorrosin,dehecho,eselregresodelmetalasuestadonatural,elxido.
Amenudosehabladelaceroinoxidableeltrminoesimpropiopordosrazones:
*estetipodeacerocontieneelementosdealeacin(cromo,nquel)queseoxidanaestacapadexidosedebelaproteccindelacero
*noestprotegidomsqueenciertostiposdeambiente,ysecorroerenambientesdistintos.
Buen
Existenmltiplesvariedadesdeacerosllamados"inoxidables",quellevannombrescomo"304","304L","316N",etc.correspondientesadistintascomposicionesytratamientos.Cadaacerocorrespondeaciertostiposdeambientesuusoenambientesdistintossercatastrfico.
Adems,elmaterialdelqueesthechalapiezanoeselnicoparmetro.Laformadelapiezaylostratamientosalosqueselasomete(conformacin,soldadura,atornillado)tienenunpapelprimordial.As,unmontajededosmetalesdiferentes(porejemplo,dosvariedadesdeacero,oelmismoacerocontratamientosdiferentes)puede
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darpieaunacorrosinaceleradaadems,amenudoseventrazasdeherrumbreenlastuercas.Asimismo,silapiezapresentaunintersticio(porejemplo,entredosplacas),ahpuedeformarseunmedioconfinadoqueevolucionardeunmododiferentedelrestodelapiezay,porlotanto,podrllegaraunacorrosinlocalacelerada.Dehecho,todaheterogeneidadpuededesembocarenunacorrosinlocalacelerada,como,porejemplo,enloscordonesdesoldaduraoenlamanoalsersalpicadaporuncido.
TIPOSDECORROSINExistenmuchosmecanismosporloscualesseverificalacorrosin,quetalcomosehaexplicadoanteriormenteesfundamentalmenteunprocesoelectroqumico.
Corrosinelectroqumicaopolarizada
Lacorrosinelectroqumicaseestablececuandoenunamismasuperficiemetlica
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ocurreunadiferenciadepotencialenzonasmuyprximasentresiendondeseestableceunamigracinelectrnicadesdeaquellaenqueseverificaelpotencialdeoxidacinmselevado,llamadoreaandicahaciaaquelladondeseverificaelpotencialdeoxidacin(estetrminohaquedadoobsoleto,actualmenteseestipulacomopotencialdereduccin)msbajo,llamadoreacatdica.
Elconjuntodelasdossemireaccionesconstituyeunacluladecorrosinelectroqumica.
CorrosinporoxgenoEstetipodecorrosinocurregeneralmenteensuperficiesexpuestasaloxgenodiatmicodisueltoenaguaoalaire,sevefavorecidoporaltastemperaturasypresinelevada(ejemplo:calderasdevapor).Lacorrosinenlasmquinastrmicas(calderasdevapor)representaunaconstanteprdidaderendimientoyvidatildelainstalacin.
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CorrosinmicrobiolgicaEsunodelostiposdecorrosinelectroqumica.Algunosmicroganismossoncapacesdecausarcorrosinenlassuperficiesmetlicassumergidas.Sehanidentificadoalgunasespecieshidrgenodependientesqueusanelhidrgenodisueltodelaguaensusprocesosmetablicosprovocandounadiferenciadepotencialdelmediocircundante.Suaccionarestasociadoalpitting(picado)deloxgenoolapresenciadecidosulfhdricoenelmedio.Enestecasoseclasificanlasferrobacterias.
CorrosinporpresionesparcialesdeoxgenoEloxgenopresenteenunatuberaporejemplo,estexpuestoadiferentespresiones
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parcialesdelmismo.Esdecirunasuperficieesmsaireadaqueotraprximaaellayseformaunapila.Elreasujetaamenoraireacin(menorpresinparcial)actacomonodoylaquetienemayorpresenciadeoxgeno(mayorpresin)actacomounctodoyseestablecelamigracindeelectrones,formndosexidoenunayreducindoseenlaotrapartedelapila.Estetipodecorrosinescomnensuperficiesmuyirregularesdondeseproducenobturacionesdeoxgeno.
Corrosinporactividadsalinadiferenciada
Estetipodecorrosinseverificaprincipalmenteencalderasdevapor,endondelasuperficiemetlicaexpuestaadiferentesconcentracionessalinasformanaratosunapilagalvnicaendondelasuperficieexpuestaalamenorconcentracinsalinasecomportacomounnodo.
Unmaterialanticorrosivoesunmaterialquesirveparaprotegerunasuperficiedeunprocesodedegradacinllamadocorrosin.Lacorrosinesunprocesoelectroqumicocomplejoydifcildecontrolar.
Lapinturaparametalestienecomoprincipalraznevitarsucorrosin.Enelmundosegastancantidadesimpresionantesenelcontroldelacorrosin,puessincontrolsecaeranlospuentes,lasmontaasrusas,lossemforos,losautos,etc.sedestruiran,yaquetodossedegradaranpaulatinamentesinunapinturaquelosrecubra.
Elprocesodeevitarlacorrosindemaneramsefectivacompetealastcnicasdemodificacindesuperficie.
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Proteccioncontralacorrosion
Lacorrosines,pues,unfenmenoquedependedelmaterialutilizado,delaconcepcindelapieza(forma,tratamiento,montaje)ydelambiente.Sepuedeinfluirentoncesenestostresparmetrossepuedeinfluirtambinenlareaccinqumicamisma.
Eleccindelmaterial
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Laprimeraideaesescogertodounmaterialquenosecorroaenelambienteconsiderado.Sepuedenutilizaracerosinoxidables,aluminios,cermicas,polmeros(plsticos),etc.Laeleccintambindebetomarencuentalasrestriccionesdelaaplicacin(masadelapieza,resistenciaaladeformacin,alcalor,capacidaddeconducirlaelectricidad,etc.).
Caberecordarquenoexistenmaterialesabsolutamenteinoxidableshastaelaluminiosepuedecorroer.
ConcepcindelapiezaEnlaconcepcin,hayqueevitarlaszonasdeconfinamiento,loscontactosentrematerialesdiferentesylasheterogeneidadesengeneral.
Hayqueprevertambinlaimportanciadelacorrosinyeltiempoenelquehabrquecambiarlapieza(mantenimientopreventivo).
Dominiodelambiente
Cuandosetrabajaenambientecerrado(porejemplo,uncircuitocerradodeagua),se
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puedendominarlosparmetrosqueinfluyenenlacorrosincomposicinqumica(particularmentelaacidez),temperatura,presin...Sepuede,v.g.,agregarproductosllamados"inhibidoresdecorrosin".Uninhibidordecorrosinesunasustanciaque,aadidaaundeterminadomedio,reducedemanerasignificativalavelocidaddecorrosin.Lassubstanciasutilizadasdependentantodelmetalaprotegercomodelmedio,yuninhibidorquefuncionabienenundeterminadosistemapuedeinclusoacelerarlacorrosinenotrosistema.
Sinembargo,estetipodesolucinesinaplicablecuandosetrabajaenmedioabierto(atmsfera,mar,cuencaencontactoconelmedionatural,circuitoabierto,etc.)
Inhibidoresdelacorrosin
Losinhibidoresdecorrosin,sonproductosqueactanyaseaformandopelculassobrelasuperficiemetlica,talescomolosmolibdatosofosfatos,obienentregandosuselectronesalmedio.Porlogenerallosinhibidoresdeestetiposonazolesmodificadosqueactansinrgicamenteconotrosinhibidorestalescomonitritos,fosfatosysilicatos.Laqumicadelosinhibidoresnoestdeltododesarrolladaaun.Suusoesenelcampodelossistemasdeenfriamientoodisipadoresdecalortalescomolosradiadores,torresdeenfriamiento,calderasy"chillers".
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AislamientodelmedioExistendistintosmediosparaimpedirqueocurralareaccinqumica.Comoprimeramedidadeproteccinsepuedeaislarlapiezadelambiente,dndoleunamanodepintura,cubriendolapiezadeplstico,haciendountratamientodesuperficie(porejemplo,nitruracin,cromatacinoproyeccinplasma).
muy
GalvanismoandicooproteccincatdicaTambinsepuedeintroducirotrapiezaparaperturbarlareaccineselprincipiodel"nododesacrificio"o"proteccingalvnica".Secolocaunapiezadealeacionesdezinc,aleacionesdemagnesioyaleacionesdealuminio,quesevanacorroerenlugardelapiezaquesequiereprotegerlareaccinqumicaentreelambienteylapiezasacrificadaimpidelareaccinentreelambienteylapiezatil.Enmedioacuoso,bastaconatornillarelnododesacrificioalapiezaquesedebeproteger.Alaire,hayquerecubrirtotalmentelapiezaeselprincipiodelagalvanizacin.EstemtodoseusaampliamenteenlaIngenieranaval.
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GalvanoplastiaLapiezasepuederecubrirconunapelculadeotrometalelectrodepositadocuyopotencialdereduccinesmsestablequeelalmadelapieza.Galvanoplastiaexistecomoelniquelado,elzincado(galvanizado),elcobrizadoyelcromatizado.
Elcromadousadocomnmenteenlaindustriaautomotrizyenladelosfittingsconfiereunaproteccinestablealalmadehierroconlacualseconfeccionaelartculo.Elcromado(noconfundirelcromado,undepsitodecromo,conlacromatacin,queeslaformacindeunacapademetalcombinadoconionesdecromoVI).Enefecto,elcromomismonosecorroe,protegiendoaslapieza,perolamnimarayaduraescatastrfica,pueslapiezahaceentonceslasvecesdenodosacrificialdelcromoysecorroeagranvelocidad.
Laspinturasanticorrosinconplomohansidoabandonadasacausadesuimpactodramticoenelambiente.
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AplicacindeinhibidoresasociadosaunapelculadefijacinEnestecaso,caenlaspinturasanticorrosivascuyasformulacionesapartedeaportarconunfilmdeaislamientodetipoepxicofenlicooepoxiureicollevanasociadosunpaqueteanticorrosivocompuestopormolculasorgnicasomineralesaceptorasdeeletronestalescomolosazoles.
Estambinconvenientemencionarqueuninhibidordecorrosindeberespecificarsesobrequetipodecorrosinvaainhibirdadolagrandiversidaddetiposyformasdecorrosindependiendoprincipalmentedelascondicionesdelmediodondeseestllevandoacaboesta.
ExposicinasolucionesreductorasLasuperficieesexpuestaalapermanenteexposicindeelementosqumicosdisueltosenunasolucinabajasconcentraciones,dichasespeciessonparesreductoresqueseoxidanellosmismosacambiodelapiezayademscontribuyenconlapasivacinoinactivacindelasuperficieformandomicropelculasqumicasestables.Estasespeciesseencuentrancomnmenteenanticongelantes,pinturasbaseacuosayotrasaplicaciones.
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Conclusin
Comoconclusintenemoslossiguientespuntos:
Elprocesodecorrosiondebeservistocomounhechoqueponeenevidenciaelprocesonaturaldequelosmetalesvuelvenasucondicionprimitivaylocualllevaaldeteriorodeeste.Noobstanteesteprocesoprovocalainvestigacinyplanteamientodeformulasymanerasdealargarlavidatildelosmaterialesquelesocurreesteproceso
Eneltrabajoseconfirmaquelaluchaycontroldelacorrosinesunartedentrodelmantenimientoyqueestareaesbastanteamplia,dadoelsinnmerodecondicionesaloscualesseencuentransometidoslosmetalesqueformanequiposyherramientas.
Losanticorrosivossondevitalimportanciaparaelfuncionamientodepuentes,estructurasmetlicasetc.,yaque,sinellosestossederrumbaranporlaaccindelacorrosion.