La Corrosión es la disolución o deterioro de un metal en un medio determinado. Los
átomos del metal se disuelven en forma de iones. Un modelo simple es la
corrosión acuosa.
¿POR QUÉ OCURRE LA CORROSIÓN?
•
La fuerza motriz que causa que un metal se corroa es consecuencia de su
existencia natural en forma combinada. Para alcanzar el estado metálico se
requiere una cantidad de energía.
•
Esta energía varía de un metal a otro. Es relativamente alta para el magnesio,
el aluminio y el hierro y relativamente baja para el cobre, la plata y el oro.
¿CÓMO OCURRE LA CORROSIÓN?
•
Ocurre por la diferencia de potencial entre dos metales diferentes en contacto…o
por la diferencia de potencial entre diferentes áreas de un mismo metal, que
forman una celda galvánica.
•
En presencia de un electrolito
•
Cada celda consiste de: un ánodo que produce electrones, de un cátodo y de un
electrolito.
•
El ánodo y el cátodo deben estar en contacto eléctrico para que ocurra la
corrosión.
CORROSIÓN ATMOSFÉRICA
1. CORROSIÓN ATMOSFÉRICA-MECANISMO
Representa
más del 50 % de las pérdidas totales por corrosión. Difícil de investigar por
la dificultad de simular en el laboratorio las condiciones atmosféricas reales.
MECANISMO
A
temperatura ambiente y en superficies secas procede a velocidad infinitesimal.
Rápida
en superficies húmedas: mecanismo electroquímico.
El
electrolito está constituido:
a)
por una película de humedad (unas pocas monocapas)
b)
película acuosa (centenares de µm): metal perceptiblemente mojado.
Los
daños se deben en buena parte a la condensación de humedad durante el enfriamiento
periódico del aire Corrosión y protección metálicas.
FORMACIÓN
DE ROCÍO=f(∆T, HR)
∆T=cambio
de temperatura
HR=
humedad relativa.
Cuanto
más seco es el ambiente, mayor debe ser el descenso de temperatura para que se
produzca la condensación. La fracción de tiempo con elevados valores de HR es
un indicador de la agresividad potencial de una determinada atmósfera.
La
condensación se produce en atmósferas no saturadas por:
•
Condensación capilar:
Ø Superficies
rugosas.
Ø Superficies
con depósitos de productos porosos.
Ø Superficies
en las que se ha depositado polvo.
•
Condensación química: propiedades higroscópicas de ciertos materiales
contaminantes presentes en la superficie metálica
El
proceso catódico en la mayoría de los casos es la reducción del oxígeno presente
en el aire.
ACCIÓN DE LOS PRINCIPALES
CONTAMINANTES
Para
que la corrosión sea importante además de una HR alta hace falta la presencia de
determinados contaminantes.
Principales contaminantes:
• Cloruro sódico:
se incorpora desde el agua del mar → cerca de la orilla del mar se incorpora a
la atmósfera por pulverización.
• Dióxido de azufre:
atmósferas industriales: se origina al quemar combustibles que contienen S.
• Otros: o
Óxidos de nitrógeno; grandes ciudades: provienen del tubo de escape de los
automóviles → No son importantes a efectos prácticos.o O3, ácido clorhídrico →
No se han estudiado suficientemente.o Ácidos orgánicos → HCOOH, CH3
COOH
han sido encontrados en la lluvia: aportan entre el 18 y el 35 % de la acidez
libre del agua de lluvia.
¿Existe
valor umbral (valor de contaminación a partir del cual se notan sus efectos sobre
la corrosividad)? Relevancia de la cuestión:
A)
Estimaciones de corrosión: se basan en una relación lineal corrosión/contaminación
(sin umbral).
B)
Se perdería sensibilidad en el calibrado de la corrosividad atmosférica en base
a la corrosión de un determinado metal (zinc).
C)
Determinación indirectas del nivel de contaminación.
GALVANIZADO EN CALIENTE.
PROTECCIÓN CATÓDICA:
•
Protección del acero mediante el establecimiento intencional de una celda
galvánica, donde el acero se convierte en cátodo.
•
Se basa en la aplicación de un metal anódico respecto al acero.
•
Se comporta como metal de sacrificio y se corroe preferencialmente.
•
En la serie galvánica el Zn el Al y el Mg, son anódicos respecto del hierro y
del acero.
GALVANIZADO DEL ACERO:
•
El zinc se funde a 419 °C, y para galvanizar el acero éste se sumerge en un baño
de zinc metálico fundido que se encuentra a 445-450 °C. A esta temperatura, el
acero y el zinc muestran gran afinidad y, por difusión, forman aleaciones
Fe-Zn. El producto final es un acero protegido por un revestimiento de zinc.
• LAVADO CÁUSTICO:
se utiliza una solución de soda cáustica caliente para remover contaminantes
orgánicos como sucio, grasas y aceites, de la superficie del acero.
• DECAPADO:
el óxido y la herrumbre se eliminan de la superficie utilizando una solución
diluida de ácido sulfúrico caliente o de ácido clorhídrico a temperatura ambiente.
FUNDENTE (FLUX):
Que consiste en una solución de sales de cloruros amoniacales de zinc. El
fundente elimina el óxido y previene la oxidación posterior de la superficie
para asegurar que el zinc fundido pueda mojar completamente al acero.
MEDIOS CORROSIVOS
El
deterioro de materiales por exposición a medios corrosivos puede ser debido a:
●
Corrosión por el medio ambiente atmosférico.
●
Corrosión por el terreno.
●
Corrosión por el agua.
CORROSIÓN POR MEDIO AMBIENTE
ATMOSFÉRICO:
Más
del 50% de las pérdidas totales por corrosión se deben a la corrosión por el
medio ambiente atmosférico.
Los
factores que influyen en la velocidad de corrosión son:
●
Humedad del aire.
●
Presencia de gases.
●
Presencia de polvo.
La
corrosividad de la atmósfera depende de la combinación de los factores de
contaminación y de las condiciones climáticas.
Los
ambientes atmosféricos pueden ser industriales, marinos, urbanos y rurales
dependiendo del grado de contaminación y naturaleza de los contaminantes.
CORROSIÓN POR EL TERRENO:
Un
trozo de metal situado en un terreno se comporta como una pila galvánica.
La
corrosión es debida a un proceso electroquímico donde el terreno se comporta
como electrólito y las distintas áreas del metal son los ánodos y cátodos de
las pilas electrolíticas.
Por
las diferentes características del terreno, se producen en el metal dos zonas
de diferente potencial eléctrico, generándose por ello una corriente eléctrica
continua.
Las
características del electrólito (el terreno) influyen sobre la corrosión en los
siguientes aspectos:
●
Densidad: con valor menor de 1’5 gr./cm3 la agresividad es mínima.
●
Aireación: con buena aireación la agresividad es mínima, pero si existe
aireación diferencial con el terreno circundante la agresividad es de
importancia considerable.
●
Composición química: los sulfatos y cloruros son perjudiciales, mientras que
los carbonatos son beneficiosos.
●
Microorganismos: algunas bacterias transforman los sulfatos en sulfuros
ferrosos, por lo que corroen el material.
●
Resistividad: la corriente que circula por el terreno depende de la resistencia
propia del mismo.
CORROSIÓN POR AGUA:
La
corrosividad del agua se debe a la presencia del oxígeno y cloro disuelto. Las
variables más importantes que afectan a la corrosión por el agua de mar son:
●
Velocidad del agua
●
Temperatura
●
Contenido en oxígeno
La
corrosión aumenta con el contenido de oxígeno y con la temperatura.
La
corrosión del acero y del hierro se caracteriza por los siguientes factores:
●
Temperatura: la velocidad de corrosión se duplica cada 30ºC de aumento de
temperatura.
●
Concentración de cloro y oxígeno: la velocidad de corrosión es proporcional al
contenido de oxígeno y cloro.
●
Contenido de carbonato cálcico (CaCO3): la presencia de esta sustancia reduce
la velocidad de corrosión ya que la alcalinidad cálcica en el agua produce una
protección sobre las paredes.
●
pH del medio: la velocidad de corrosión se reduce con un pH fuertemente
alcalino, mientras que con un pH fuertemente ácido avanza a gran velocidad.
FORMAS DE MANIFESTACIÓN DE LA
CORROSIÓN
● CORROSIÓN UNIFORME:
El
metal es atacado química o electroquímicamente sufriendo una pérdida de
superficie. El ataque se extiende casi por igual por toda la superficie. El
ataque uniforme se pierde, con frecuencia, siendo en determinadas zonas el
ataque más localizado con mayor pérdida de metal.
Aún
siendo uniforme, si el medio es muy agresivo en poco tiempo la disminución del
espesor en el objeto metálico en él es tal que se pierden sus características
mecánicas, por lo tanto, en muy pocas ocasiones es recomendable utilizar un
metal sin ninguna protección dejándolo a corrosión libre y, cuando se hace, no
hay que olvidar sobredimensionar de forma adecuada.
● CORROSIÓN POR PICADURAS:
Este
tipo de corrosión denota la existencia de una pequeña zona anódica frente a una
catódica grande.
La
corrosión se concentra en la zona anódica hasta llegar incluso a la perforación
del metal.
La
rotura local de los revestimientos pasivos que protegen superficies metálicas
sumergidas o enterradas, son igualmente origen de picaduras.
● CORROSIÓN INTERGRANULAR:
Se
presenta cuando en los bordes de grano (éstos se forman en el proceso de
cristalización de metales) hay un empobrecimiento de un componente de la
aleación. El ataque se presenta cuando el borde del grano es anódico respecto
al grano en sí (pequeña área anódica frente al área catódica grande). Se trata de
una corrosión localizada muy grave.
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