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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
FORMAS DE CORROSIN
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Prdida regular y genrica de la superficie del metalEs la forma ms comn de ataque corrosivo
Corrosin general o uniforme
CORROSIN GENERAL O UNIFORME
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
La velocidad de la corrosin uniforme estdeterminada por el potencial que adopta el metal
en el medio y por la cintica de la situacin
Formas ms usuales de expresar la velocidad de ataque
como prdida de peso del metal por unidad desuperficie y por unidad de tiempo: mg/dm2da (mdd)
como profundidad de penetracin por unidad detiempo: mm/ao (mpa); inches per year (ipy),milipulgadas por ao (mpy)
Corrosin general o uniforme
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin general o uniforme
A pesar de que causa el mayor tonelaje de prdida demetal por unidad de tiempo, es la menos insidiosa, ya que,
mediante sencillos ensayos de laboratorio, puedecalcularse su velocidad y predecirse la vida del metal
Para el acero
REACCIN ANDICA: Fe = Fe++ + 2e-REACCIN CATDICA: O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-
Si el medio es cido:REACCIN CATDICA: 2 H+ + 2 e- = H2
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Mtodos de control
Empleo de materiales ms resistentes
Recubrimientos:Pinturas, galvanizado, .
Corrosin general o uniforme
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CORROSIN Y PROTECCIN
Chapas de acero almacenadas a la interperie
Corrosin general o uniforme
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Acero Corten
Corrosin general o uniforme
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Recubrimiento de zinc
Corrosin general o uniforme
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CORROSIN Y PROTECCIN
Un metal o aleacin conectado elctricamente a otro yambos expuestos al mismo medio
La diferencia de potencial provoca el paso de corriente atravs del electrolito, aumentando la velocidad de ataque
del metal ms activo y disminuyendo la del ms noble
CORROSIN GALVNICA O BIMETLICA
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Depende de:
- diferencia de potencial entre los dos metales(mnimas del orden de 100-130 mV)
- naturaleza del medio (conductividad)
- relaciones geomtricas
- caractersticas de polarizacin
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Se puede dar una mayor velocidad de corrosin inclusopara diferencias de potencial menores.
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
- Conforme ms alejados estn dos metales o aleacionesen la serie galvnica mayor tendencia habr a lacorrosin galvnica
- La naturaleza y agresividad del medio, sobre todo su
conductividad, determinan en gran medida el grado decorrosin galvnica. El metal con menor resistencia en elmedio es el que acta como nodo del par bimetlico
- El rea de los dos metales en contacto y la distanciaentre ellos tambin afectan a la corrosin galvnica. Elcaso ms peligroso es cuando el rea del nodo es muypequea con respecto a la del ctodo
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
La pila galvnica se extiende tanto ms cuantomayor es la diferencia de potencial entre ambosmetales y cuanto mayor es la conductividad del
electrlito
Para metales de potenciales similares yresitividades de electrolito elevadas, la corrosingalvnica solo se extiende hasta distancias muy
cortas desde la zona de unin
El resto del metal (tanto el ctodo como el nodo)sufrir corrosin por las micropilas locales
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Para reacciones de corrosin bajo fuerte polarizacincatdica la intensidad de corrosin puede ser lamisma independientemente de cules sean losmateriales que constituyan la pila bimetlica
Influencia de la polarizacin
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Cuando se trata de fenmenos de corrosin cida elfactor determinante es la naturaleza del ctodo debido
al distinto potencial estndar de cada metal
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Influencia de la relacin de reas
La unin elctrica de un nodo de pequea superficie conun ctodo de gran rea conducira a velocidades dedisolucin andica elevadas como consecuencia de una
alta densidad de corriente andica
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Si la reaccin catdica es la reduccin de O2 el aumentode la superficie catdica prolonga la zona recta de la curvade polarizacin lo que origina aumentos en la velocidad de
corrosin del metal de comportamiento andico
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Influencia de la presencia de pelculas establessobre la superficie metlica
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
La capa pasiva (de Al2O3 o Cr2O3)introduce fenmenos de polarizacin por
difusin en la reaccin catdica adems de
fenmenos de polarizacin por resistencia alaumentar la resistividad
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Aspectos microestructurales
Cuando en una aleacin metlica aparece msde una fase pueden aparecer problemas de
corrosin galvnica con ataque selectivosobre la fase ms activa
El ataque tiene lugar preferentemente en laproximidad de la interfase
En la superficie del metal queda un residuoporoso que puede conservar la forma
primitiva de la aleacin
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Aluminio endurecido por precipitacin
Al2Cu ms nobleMg2Al3y MgZn2 ms activos
Descincficacin" en latones
En latones bifsicos o con presencia de fase Grafitizacin en fundiciones grises
El grafito acta catdicamente respecto a la ferrita
Cementizacin" en aceros al carbonoLa ferrita acta andicamente frente a la cementita
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Ataque selectivo sobre la martensita en aceros alcarbono
Ataque selectivo sobre la ferrita en microestructurasaustenoferrticas de aceros inoxidables
Ataque en lmite de grano en aceros inoxidablessensibilizados
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Descinficacin
Corrosin galvnica
La adicin de pequeas cantidades de arsnico o deantimonio la evitan
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CORROSIN Y PROTECCIN
Grafitizacin
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin galvnica
Moneda romanade aleacin Ag-Cu
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Mtodos de control
- Seleccin de los materiales en contacto
- Aislamiento elctrico si hay que emplear
obligatoriamente dos metales distintos
- Combinaciones metlicas en las cuales la superficiedel metal o aleacin ms activo sea mayor que la del
metal ms noble
Corrosin galvnica
CORROSIN Y PROTECCIN
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin galvnica del par Cobre-Acero
Corrosin galvnica
CORROSIN Y PROTECCIN
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin galvnica de un acero al carbonosoldado a un acero inoxidable
Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin de una tubera de acero galvanizado unida auna vlvula de latn
Corrosin galvnica
CORROSIN Y PROTECCIN
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin galvnica
CORROSIN Y PROTECCIN
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Corrosin galvnica
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin galvnica
CORROSIN Y PROTECCIN
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CORROSIN Y PROTECCIN
Ataque localizado del metal en ranuras, resquicios ohendiduras entre componentes metlicos o metal-nometal por la formacin de una pila de concentracin
Zonas de solapePiezas roscadasDebajo de depsitos slidos: suciedad, productosde corrosinGrietasHendiduras prximas a un cordn de soldaduraEtc
CORROSIN EN HENDIDURAS
Corrosin en hendiduras
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Es funcin de:
La susceptibilidad de la aleacin
La agresividad de la disolucinLa geometra del resquicio y sus dimensiones
Factores puramente electroqumicos(Diferencia de potencial)
Corrosin en hendiduras
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CORROSIN Y PROTECCIN
Aparece frecuentemente en metales pasivables
Aceros inoxidables: en medios muy agresivos
Aluminio y aleaciones: resiste bastante bien
Titanio y aleaciones: susceptible en medios cidos
clorados a ata temperatura
Corrosin en hendiduras
CORROSIN Y PROTECCIN
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CORROSIN Y PROTECCIN
Factores fundamentales
GeometraRelacin de reas entre el interior y el exterior
Si la rendija es muy estrecha se reduce el volumen deelectrlito que se ha de desoxigenar y acidificar, por lo
que el inicio del ataque se hace ms rpido
Tipo de resquicioMetal-metal Metal-no metal
Corrosin en hendiduras
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Electrolito
Contenido en oxgenoPH
Presencia de Cl-
TemperaturaAgitacin
Tendencia del catin metlico a la hidrlisis
Posibles factores microbiolgicos
Corrosin en hendiduras
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Reacciones electroqumicas
Metal que se disuelve andicamente
Tipo de reaccin catdica
Metalrgicos
Composicin de la aleacin, impurezas, fases, etc.
Caractersticas de la pelcula pasiva
Corrosin en hendiduras
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Formacin de pilas de aireacindiferencial y de concentracin
En el resquicio se consumeel oxgeno, mientras que en
las zonas aireadas de la
superficie hay acceso fcil
Se forma una celdaelectroltica en donde el
potencial en el interior dela grieta es ms activo
Corrosin en hendiduras
CORROSIN Y PROTECCIN
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Corrosin en hendiduras
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CORROSIN Y PROTECCIN
En la hendidura: Fe
Fe++
+ 2e-
En otras zonas: O2 + 2H2O + 4 e- 4OH-
Fe++ se acumula en la hendidura y atraen a Cl-formndose Cl2Fe
Fe++ + 2Cl- Cl2Fe
que se hidroliza, dando cido clorhdrico:
Cl2Fe + 2H2O
ClH + Fe(OH)2
ACELERA LA DISOLUCIN DEL METAL.
Corrosin en hendiduras
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CORROSIN Y PROTECCIN
Metales pasivables
Zona aireadaPotencial de corrosin superior al depasivacin capa pasiva estable
Dentro del resquicioCondiciones de actividad prdida de la
pasividad
Corrosin en hendiduras
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CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin en hendiduras
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin en resquicio en materiales
metlicos expuestos a la atmsfera
Las rendijas retienen agua con contaminantes
Las superficies externas se lavan y se secan
Las superficies internas de la rendija quedan
expuestas a un medio agresivo durante ms tiempoy sufren un grado de ataque mayor que las zonasexternas
Corrosin en hendiduras
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin de materiales pulvimetalrgicos
La resistencia a la corrosin de estosmateriales es, en general, inferior a la de los
correspondientes productos de colada
Corrosin en hendiduras
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Mtodos de control
Apropiada seleccin del material
Diseo adecuado para eliminar la existencia de hendiduras
(eliminar remaches y tornillos, mejor soldaduras)
Buen servicio de mantenimiento para conservar lassuperficies limpias
Reducir la presencia de cloruros, acidez y temperatura delmedio
Corrosin en hendiduras
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin filiforme o en hormiguero, ataque en forma defilamentos que aparece en las superficies metlicas
recubiertas por formacin de pilas de aireacin diferencial
Est caracterizada por una "cabeza" de avance y unacola donde se acumulan los productos de corrosin
Corrosin en hendiduras
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin en hendiduras de tubos de acero inoxidable deun intercambiador
Corrosin en hendiduras
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin en hendiduras
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin en hendiduras
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Corrosin en hendiduras
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Tema 5. Formas de corrosin
CO OS O CC
Corrosin en hendiduras
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN POR PICADURAS
Ataque muy localizado y concentrado en zonasmuy pequeas de la superficie metlica (1%),
el resto permanece inalterada
Frecuente en metales y aleaciones pasivables
Debido a diferencias metalrgicas decomposicin, estructurales, etc.
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
En general, aparece como
consecuencia de unaheterogeneidad, en la superficie oen el electrlito, que origina
diferencias de potencial en lasuperficie
La zona andica presenta unasuperficie mucho menor que la
catdica
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
Es una de las formas de corrosinms destructiva e insidiosa
Destruccin de equipos mediante perforacin conmuy pequeas prdidas de peso
Es difcil de detectar y de medir cuantitativamente
El crecimiento de las picaduras ocurre por unmecanismo similar al de la corrosin en hendiduras
Los mtodos que se emplean para combatir lacorrosin por picaduras son los mismos que para la
corrosin por hendidurasCorrosin por picaduras
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Tiene lugar por un proceso de nucleacin y crecimiento
El mecanismo de nucleacin es an desconocidoPara que se produzca la nucleacin en la capa pasiva de unmetal debe cumplirse:
1. Presencia de iones agresivos (Cl-, Br-) en unaconcentracin superior a un cierto valor crtico
2. Potencial electroqumico debe ser superior a un cierto
valor, que se denomina potencial de nucleacin de picaduras
3. Debe sobrepasarse un cierto perodo de induccin
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
Factores que propician el inicio de la picadura
Macroscpicos
Formacin de una pila de aireacin diferencial
Disolucin selectiva de una fase activa (o inclusin)minoritaria en el material metlico
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
Microscpicos
Rotura local de la pelcula pasiva por efecto delanin agresivo (aniones capaces de penetrar la
capa pasiva)
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
Mecanismo de progreso de la picadura
La acidificacin local por hidrlisis y la formacin deuna pila de aireacin en el interior de la cavidadprovocan el avance la picadura
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
Potencial de picadura
Para que siga penetrando se requiere, adems, que elmetal opere a un potencial de corrosin superior a uncierto valor crtico o potencial de picadura (Ep)
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
Zr en cido
Dependencia con el ion agresivo
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
SS en NaCl
Dependencia con la concentracin de ion agresivo
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
SS en NaCl
Dependencia con la composicin del metal
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
Mtodos de control
Empleo de materiales adecuados
Mantener una superficie uniforme y limpia
Reducir la concentracin de especies agresivas
Empleo de inhibidores
Impedir que el potencial sea mayor que el de picadura
Reducir la temperatura
Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin por picaduras
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Tema 5. Formas de corrosin
CORROSIN INTERGRANULAR
Ataque preferente de los lmites de grano del metal
Puede ocurrir por impurezas o enriquecimiento oempobrecimiento de uno de los elementos de aleacin en las
zonas adyacentes
Corrosin intergranular
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Tema 5. Formas de corrosin
La fuerza conductora es el gradiente de potencial queaparece entre los lmites de grano, o una delgada zonaadyacente a ellos, y el resto del metal
Puede aparecer en un gran nmero de materialesmetlicos, tales como las aleaciones de aluminio, cobre,aceros inoxidables, en aleaciones ricas en cromo y en
aleaciones base nquel
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Particularmente importante en losaceros inoxidables por precipitacin
de carburos de cromo (Cr23C6) cuandoel acero se expone durante un ciertotiempo a temperaturas entre 450 y800C, zona de sensibilizacin"
Se dice que est "sensibilizado"
Si se expone a un medioagresivo sufre corrosinintergranular
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Efecto del carbono
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Enfriamientos lentos:
recocidosalivio de tensiones
Provocan precipitacin de carburos en los lmites degrano, sensibilizando todo el material
Durante la soldadura el dao se concentra en una zona a
unos pocos mm del cordn
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Es funcin del material sensibilizado y la gresividad del
medio
En los inoxidables austenticos los cidos oxidantes(sulfrico, fosfrico con iones frricos o cpricos, el
cido ntrico, actico, frmico,)
En inoxdidables ferrticos la sensibilizacin se producepor tratamientos a altas temperaturas (>925C) y seelimina clentando poco tiempo entre 650 y 815C.
Corrosin intergranular
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Tema 5. Formas de corrosin
Adiciones de Ti o Nb reducen la sensibilizacin
La presencia de >5% de -Fe en inoxidables austenticosreducen la corrosin intergranular para el mismo contenidoen C porque la ferrita reduce la precipitacin en los lmites
de granoLos inoxidables bifsicos con alto contenido en Cr (220550%-50%) presentan una elevada resistencia debido a:
Menor % CEl mayor contenido en CrEl tratamiento trmico solo afecta a una fase,reducindose la magnitud de la sensibilizacin
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
En aleaciones de nquel con cromo tambin se produceLa solubilidad de C en Ni es menor que en los inoxidablesaustenticos y se sensibilizan en el rango 500-700C
Cuando hay Mo presente tambin se producen carburos deMo del tipo M6C adems de los de Cr
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Mtodos de control
Tratamiento de hipertempleCalentamiento a 1050-1100C, seguido de un enfriamientobrusco
Reduccin del contenido en carbono
Se reduce la tendencia a la formacin de carburos (acerostipo L (304L, 316L) en el que el contenido de carbono esmenor del 0.03% (frente al 0.08%)
Alear con estabilizadores (Ti, Nb)Tienen mayor afinidad por el carbono que el cromo. Acerosinoxidables "estabilizados" - AISI 321 (Ti), AISI 347(Nb). (Ti=5 %C Nb=10 %C)
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Se presentan tres problemas durante la soldadura con
ste ltimo tratamiento:Hay que provocar primero la precipitacin de loscarburos de Ti con un recocido
El Ti no se disuelve en el cordn fundido durantela soldadura
La aparicin de corrosin en filo de cuchillo que
aparece como una lnea delgada y recta a lo largode la unin
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Los carburos de Ti y de Nb se forman entre 900 y 1150C,y se disuelven a temperaturas superiores
Una franja muy estrecha, adyacente al cordn de
soldadura, alcanza temperaturas superiores a 1150C, sedisuelven los carburos y el carbono est en solucinprecipitando carburos de cromo por enfriamiento rpidoentre 1150 C y 900 C y lento entre 500 C y 750 C
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Exfoliacin o corrosin laminar
Comn en aleaciones de Al-CuEs el ataque de los lmites de grano alargados por efectode la deformacin, originando la separacin del metal encapas, como consecuencia de la presin ejercida por los
productos de corrosin
Corrosin intergranular
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Incremento en la velocidad de deterioro de un metaldebido al movimiento relativo entre ste y un fluidocorrosivo u otro slido
Metales expuestos a fluidos (o solidos) en movimiento,cuando las capas protectoras que protegen al metal(pelculas pasivas, productos de corrosin, etc.) soneliminadas por una accin mecnica exponindosecontinuamente la superficie metlica
CORROSIN EROSIN
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Con frecuencia el ataque
aparece en forma depicaduras anchas y pocoprofundas, con fondo lisoy superficie brillante,
mostrando una ciertadireccionalidad.
A veces presentan unaforma caracterstica de
herradura, similar a la deun caballo que fuesecorriente arriba.
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Impulsor de una bomba de aceroinoxidable AISI 304
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Tubera de cobre que conduca agua caliente agran velocidad
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
CAVITACIN
Se produce en aquellos puntos donde la presin del fluidocae por debajo de un cierto valor crtico
La cavitacin aparece como muchas picaduras juntas,recordando el aspecto de un panal de abejas
Ocurre en sistemas donde hay un fluido movindose a
alta velocidad
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Dao por cavitacin
Degradacin de un material causada por la cavitacinSe produce cuando la velocidad del fluido es alta y lapresin hidrosttica es menor que la presin de vapor del
lquidoAparece en forma de prdida de material, cambio en laapariencia, deformacin superficial y/o cambios en suspropiedades
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Erosin por cavitacin
Prdida continua de material por el impacto de lacavitacin bajo la accin de la erosin
Corrosin por cavitacin
Accin conjunta de cavitacin y corrosin
Por cavitacin entendemos la conjuncin de los tres
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Caractersticas
(a) Superficie del metal con apariencia de panal de abeja
(b) Ausencia de productos de corrosin en la superficie
(c) Ataque muy localizado con una frontera muy marcadaentre la zona afectada y la no afectada
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Factores que influyen
(1) Cantidad de aire atrapado
(2) Presencia de partculas en suspensin
(3) Temperatura. Hay una temperatura crtica por encima dela cual la intensidad decae
(4) Corrosividad del medio
(5) Condiciones de operacin (presin en bombas)
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Mecanismos de cavitacinBajo ciertas condiciones (bombas, propulsores) se creaun vaco parcialEl agua, a baja presin, se vaporiza a temperaturaambiente formando burbujas de vapor que explotancuando alcanzan zonas de alta presinLa presin provocada por el colapso de la burbuja puedeser tan elevada como 400 MPaLa repeticin continua del proceso destruye la capa
superficialLas capas pasivas densas, adherentes y resistentesofrecen mejor proteccin contra la cavitacin
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Mtodos de control
(1) Empleo de materiales ms resistentes(2) Cambios en el diseo (dimetro de tuberia, patrn deflujo, acabados finos)(3) Reduccin del aire en el interior(4) Evitar la presencia de impurezas y partculas ensuspensin(5) Optimizacin de las condiciones de operacin (P, T)
(6) Adicin de inhibidores (cromatos y nitratos)(7) Proteccin catdica (para producir burbujas de H2) onodos de sacrificio(8) Recubrimientos con gomas
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Algunas aplicaciones curiosas
La cavitacin se puede emplear para la limpieza desuperficies con recubrimientos difciles de eliminar
Para limpiarlas se emplean sistemas de cavitacinmediante boquillas que inyectan agua a presin que caehasta 100 Mpa
Tambin se emplean en higiene dental para eliminar el
sarro
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Impulsor de una bomba de acero inoxidable AISI 316
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Cavitacin en una tubera de acero al carbono
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Cavitacin en la camisa de un motor
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCINCORROSIN POR FRICCIN O POR FROTAMIENTO
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Tema 5. Formas de corrosin
La corrosin con friccin es un fenmeno que ocurre entredos superficies en contacto sujetas a movimiento relativocclico de amplitud de vibracin extremadamente baja
O OS N O F N O O F O M EN O(FRETTING)
Corrosin erosin
Aparece en formade picaduras ocrteres rodeadospor productoas de
corrosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Algunos ejemplos
(1) Ruedas que se sueltan de los ejes(2) Contactos elctricos(3) Juntas remachadas
(4) Implantes quirrgicos
Corrosin erosin
Puede aparecer en partes atornilladas ocomponentes de motores
CORROSIN Y PROTECCIN
F t i fl
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Tema 5. Formas de corrosin
Factores que influyen
1. Carga de contacto: aumento de la friccin2. Amplitud de la oscilacin: puede haber un umbral perobastan 3 o 4 nm
3. Nmero de ciclos: hay un periodo de incubacin tras el cualhay otro de estado estacionario en el que el dao es constantey otro final en el que aumenta
4. Temperatura: afecta sobre todo por favorecer (o impedir)la formacin de xidos superficiales (TiO2 a 650 C)
5. Humedad relativa: Reduce la friccin (al contrario que con la
corrosin hmeda) Corrosin erosin CORROSIN Y PROTECCIN
M i
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Tema 5. Formas de corrosin
Mecanismo
La corrosin por friccin procede en tres fases:(a) Contacto entre las dos superficies en las asperezas
superficiales
(b) Oxidacin y produccin de residuos
(c) Formacin de grietas a bajas tensiones por debajo dellmite de fatiga.
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
Mt d d nt l
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Tema 5. Formas de corrosin
Mtodos de control
Aumentar la fuerza de unin para reducir el deslizamientoMantener la amplitud lo ms baja possible, por debajo delumbral si existeReducir la carga entre las dos superficies (puede nofuncionar)Uso de materiales con cascarillas muy resistentesEliminar vibraciones por medio de juntasAumentar la resistencia superficial (chorreado de arena)Usar materiales ms resistentes
Emplear recubrimientos unidos con resinas o separarfsicamente las superficies con separadoresUsar lubricantes
Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin erosin
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
La corrosin bajo tensiones (SCC) se produce por laaccin conjunta de un agente corrosivo y de tensiones detraccin
Se produce por la formacin y desarrollo de una grietaque se propaga por efecto combinado de tensin ycorrosin
La mayora de las aleaciones son susceptibles a este
fenmeno pero el nmero de combinaciones aleacin-medio corrosivo que lo originan es limitado
CORROSIN BAJO TENSIONES
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
La propagacin de la grieta puede seguir caminos
intergranulares o transgranulares y, frecuentemente,tienen tendencia a ramificarse
Para que SCC ocurra
Un metal susceptible
Un medio corrosivo especfico
Una tensin de traccin aplicada o residual
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
SCC en cloruros: en inoxidables austenticos enpresencia de O2, Cl-y alta T (> 80 C)
SCC castica: en ambientes casticos con altaconcentracin de H
SCC por sulfuros: aceros en ambientes con H2S
Agrietamiento estacional: SCC de latones en amoniaco
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
Ej l
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Tema 5. Formas de corrosin
Ejemplos
(1) Aceros de alta resistencia en agua(2) Aluminios de alta resistencia en cloruros(3) Aleaciones de cobre en amoniaco
(4) Aceros suaves en hidrxidos y nitratos(5) Inoxidables austenticos en cloruros calientes ohidrxidos(6) Titanio en soluciones cloradas o cloruros slidos
calientes(7) Aleaciones con alto nquel en vapor de alta pureza
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Las tensiones necesarias para SCC son estticas y pueden
ser residuales (trmicas, deformacin), aplicadas ocombinaciones de ellas
Las residuales son las ms peligrosas por su magnitud
Si se produce solo por tensiones aplicadas deben serelevadas
Normalmente no hay un valor crtico sino que depende delmedio y la temperatura
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
SCC se inicia y propaga sin evidencias externas de corrosin
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Tema 5. Formas de corrosin
SCC se inicia y propaga sin evidencias externas de corrosin
El fallo puede tener lugar sin aviso
Frecuentemente la grieta se inica en defectos preexistenteso formados durante el servicio. Los ms corrientes son:
(a) Discontinuidades superficiales(b) Picaduras por corrosin
(c) Lmites de grano
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
l
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Tema 5. Formas de corrosin
SCC intergranular por precipitacinen los lmites de grano
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
Caractersticas de SCC
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Tema 5. Formas de corrosin
Caractersticas de SCC
Se requiere tensin y corrosin simultneamenteEn general la padecen todas las aleaciones pero solo unospocos metales purosPara cada aleacin solo algunos medios la provocan
Hay un periodo de induccin para iniciar la grietaUna aleacin puede corroerse en un medio pero nopadecer SCC en lEl modo de agrietamiento puede ser intergranular otransgranular dependiendo de tratamiento trmico,medio, tensin y temperatura
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
L l id d d id l d l
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Tema 5. Formas de corrosin
La velocidad de ataque es muy rpida en la punta de lagrieta y muy lenta en los lateralesHay una reaccin de corrosin particular para que ocurraSCCLas grietas de SCC son microscpicamente de aparienciafrgilEl modo de fractura de una aleacin bajo SCC siempre esdistinto del modo en condiciones de deformacin planaEn algunos sistemas parece haber una tensin umbralbajo la que no hay SCCPuede habre un potencial crtico bajo el que no hay SCC
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
Factores medioambientales y materiales
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Tema 5. Formas de corrosin
Factores medioambientales y materiales
Para las aleaciones pasivables se necesitan ionesagresivos mientras que las no pasivables necesitan
medios en los que es parcialmente pasivo
Se necesita mantener un balance entre pasividad yreactividad:
Si se es totalmente activo habr corrosin generalo localizada
Si es totalmente pasivo no habr corrosin
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
Se ha sugerido que hay un potencial crtico para el que se
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Tema 5. Formas de corrosin
Se ha sugerido que hay un potencial crtico para el que seproduce la SCC
Zonas 1 y 2: transicin de activo a pasivo (o viceversa) sedan las condiciones de formacin de capa pasiva en lasparedes y disoludin en la punta
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Fuentes de zonas andicas
Diferencias en composicin o microestructurales
Lmites o sublmites de grano
Desordenes por tensiones
Ruptura de la capa pasiva por tensiones
Tensiones heterogneas o trabajo en fro previo
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
(A) Modelo de ruptura da la capa pasiva (B) Modelo delescaln por deslizamiento
Mo
Corrosin bajo tensiones
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
Mtodos de control
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Tema 5. Formas de corrosin
Mtodos de control
(1) Eliminar los iones agresivos especialmente en cidos(2) Reducir o atrapar el oxgeno en los medios con cloruros(3) Eliminar las tensiones de traccin (chorro de arena)(4) Alivio de tensiones(5) Eliminar areas con tensiones (diseo)(6) Usar aleaciones ms resistentes (si otras no funcionan)(7) Empleo de recubrimientos
(8) Empleo de inhibidores(9) Proteccin catdica(10) Reducir la temperatura
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Acero inoxidable AISI 316
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Acero inoxidable AISI 304
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin
Corrosin bajo tensiones transgranularde un bronce al aluminio
Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin bajo tensiones
CORROSIN Y PROTECCIN
CORROSIN FATIGA
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Tema 5. Formas de corrosin
Es un proceso en el que un metal se fracturaprematuramente bajo condiciones de corrosin ycargas cclicas a tensiones ms bajas de lasnormales en un medio no corrosivo
El dao causado es mayor que la suma de losdaos que causan la corrosin y la fatiga siactan por separado
Corrosin fatiga
CORROSIN FATIGA
CORROSIN Y PROTECCIN
Ejemplos
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Tema 5. Formas de corrosin
Ejes de bombas, tubos de rotores en intercambiadoresde calor, turbinas de vapor, ruedas de aviones,
Navos
Plataformas offshore
Cabezas de perforadoras
AeronavesOleoductos submarinos
Corrosin fatiga
CORROSIN Y PROTECCINCaractersticas
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Tema 5. Formas de corrosin
Presencia de numerosas grietas cerca de la fractura (en
fatiga normal solo una)Las grietas son paralelas entre si y perpendiculares a ladireccin de la tensinEn los aceros al carbono las grietas parten de la base de
picadurasLas grietas son generlamente transgranularesLas estras o marcas de playa son menos pronunciadas queen fatiga normal
Las grietas se inician generalmente en la zona de lasuperficie donde las tensiones son mximasLa superficie de fractura no tiene brillo y suele contenerproductos de corrosin
Corrosin fatiga
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin fatiga
CORROSIN Y PROTECCIN
Una de las caractersticas de la corrosin-fatiga o fatiga
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Tema 5. Formas de corrosin
g gcon corrosin, en el caso de los aceros, es la ausencia de
un "lmite de fatiga"
Corrosin fatiga
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5. Formas de corrosin Corrosin fatiga
CORROSIN Y PROTECCINMtodos de control
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Tema 5 Formas de corrosin
Se centran en evitar la formacin de una grieta
(1) Introduccin de tensiones de compresin (chorro dearena, nitruracin , carburizacin)
(2) Proteccin catdica(3) Recubrimientos con nquel. Otros recubrimientos aceleralla corrosin cuando se rompen
(4) Proteccin andica para evitar la prdida de pasividad en
ambientes oxidantes(5) Cambios en la composicin qumica (aumentos de Ni en SS,Ti en aceros suaves)
(6) Uso de inhibdores
Corrosin fatiga
CORROSIN Y PROTECCIN
DAO POR HIDRGENO
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Tema 5 Formas de corrosin
Dao mecnico causado a un metal por la presencia dehidrgeno o por interaccin con el mismo
Ataque por hidrgeno a alta temperatura
Ampollamiento por hidrgeno
Fragilizacin por hidrgeno
Dao por hidrgeno
DAO POR HIDRGENO
CORROSIN Y PROTECCIN
Ataque por hidrgeno a alta temperatura
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Tema 5 Formas de corrosin
Ataque por hidrgeno a alta temperatura
A temperaturas superiores a 230 C y presionesparciales de H mayores de 7 kg/cm2 el H atmicoreacciona con el C para formar metano descarburizandoal acero
Fe3C + 4H -> 3Fe + CH4
Prdida de resistenciaAcumulacin de metano (no difunde) que provoca fisuraspor la pesin
Dao por hidrgeno
CORROSIN Y PROTECCIN
Ampollamiento por hidrgeno
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Tema 5 Formas de corrosin
(Agrietamiento inducido por hidrgeno HIC)
Difusin de H atmico en acero que queda atrapado eninclusiones o lmites de grano donde se forma Hmolecular
La presin se acumula hasta que se produce elagrietamiento o abombamiento
Las grietas se forman paralelas a la superficie a lo largode la direccin de laminacin a diferentesprofundidades hasta que conctan entre si
Dao por hidrgeno
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5 Formas de corrosin Dao por hidrgeno
CORROSIN Y PROTECCIN
Condiciones para que se produzca HIC
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Tema 5 Formas de corrosin
Presencia de humedad
Presencia de H atmico
Un retardante de la formacin de H2 en la superficie
Presencia de lmites de grano o inclusiones
Existencia de una superficie activa
Dao por hidrgeno
CORROSIN Y PROTECCIN
Fuentes de H
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Tema 5 Formas de corrosin
El hidrgeno atmico puede haberse formado sobre elmetal por un proceso de corrosin, o por corrosin de unmetal ms activo que l, con el cual estaba en contacto
Tambin puede haber entrado en el metal durante algunaetapa del proceso de fabricacin, como el decapado, laelectrodeposicin, soldadura, decaimiento nuclear,irradiacin,
Dao por hidrgeno
CORROSIN Y PROTECCIN
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Tema 5 Formas de corrosin Dao por hidrgeno
CORROSIN Y PROTECCIN
Fragilizacin por H
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Tema 5 Formas de corrosin
Se produce durante la deformacin plstica de aleacionesen contacto con H gaseoso
Se acepta de forma generalizada que, en metales BCC,
est provocada por la interaccin del H con los defectosde la estructura (vacantes, dislocaciones, lmites degrano ) que bloquea el movimiento de las dislocaciones(anclaje) o se combina con algunos elementos, formando
hidruros, dificultando el flujo plstico y dando lugar a unaprdida de ductilidad del metal
Dao por hidrgeno
CORROSIN Y PROTECCIN
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Mtodos de control
El mejor remedio es un recocido de deshidrogenacin, oestufado, a 150C
En aplicaciones a alta temperatura emplear aleacionesms resistentes
Emplear inhibidores en los baos de decapado
Emplear electrodos y gases de soldadura bajos en H