2. curso corrosión - clases 2 unt

7/21/2019 2. Curso Corrosión - Clases 2 UNT

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Facultad de Ing. Química

Universidad Nacional de Trujillo

PROCESOS E CORROSION

Ing. !uan ía" Camac#o



ORROSION

• DEFINICION

Corrosión es la destrucción de un cuerpo sólido causada por un atano provocado, de naturaleza química o electroquímica que se inicila superficie y por consiguiente produciendo el deterioro en sus

propiedades tanto físicas como químicas.



ORROSION• Las características fundamental de este fenómeno, es que sólo ocurre

en presencia de un electrólito, ocasionando regiones plenamenteidentificadas, llamadas estas anódicas y catódicas:

Región anódico: Me = Me+n + n.e-

Región catódico: Me+n + n.e- = Me

• En la región anódica oxidación (corrosión)• En la región catódica la inmunidad del metal.



ORROSION



ORROSION• La corrosión de los metales también puede ser considerada como

proceso inverso de la metalurgia extractiva.

• Los óxidos, sulfatos, carbonatos o silicatos, la energía son más baque en estado metálico más altas, formando compuestos mas esta



ORROSION - OXIDA IO• La oxidación es la combinación del metal con el oxígeno del aire

!"xidación seca# $ara metales con valencia %, la reacción que tienlugar es&

' ( ) " % '"• *sta reacción se descompone en una de oxidación y otra de reducc

"xidación del metal& ' ' (% ( %e+educción del oxígeno & ) "% ( %e "%

• *l óxido aparece en la superficie y pueden "'-+ -+/-01"+'-0



ORROSION - OXIDA IO

M M+n + ne



ORROSION - OXIDA IO• *l óxido aparece en la superficie y pueden darse varios casos&

2. 3ue la capa de óxido ocupe una superficie menor que el del m por lo que la capa de óxido es porosa y permite que la oxidación savanzado.



ORROSION - OXIDA IO

%. 3ue la capa de óxido ocupe toda la superficie del metal del queformó !* emplo. -l #, con lo que la capa de óxido es muy ad4ereimpermeable y tras formarse la película inicial del metal ya no sigoxidándose.



ORROSION - OXIDA IO5. 3ue la capa de óxido ocupe un volumen mayor que el metal del se formó, como el 1e, con lo que la capa es inicialmente protectora pero al incrementarse su grosor aparecen tensiones que 4acen quedesquebra e y se de desprenda, continuando la oxidación



ORROSION - EFE TOS• *l efecto de la corrosión es, en el peor de los casos, la destrucción

de un componente, pero también da lugar a otros problemas&• fugas en tanques o conducciones,• merma de resistencia mecánica en estructuras o en partes de máquina• desviaciones del funcionamiento normal de equipos,

• 6esde el punto de vista económico se distinguen dos tipos de pérddebidas a la corrosión, las directas y las indirectas



ORROSION - VELO IDA

• La corrosión es un fenómeno dinámico. 0u velocidad depende de&

• las características del medio agresivo !acidez,

potencial redox, conductividad, etc.#• *l tipo de productos resultantes de la corrosión

!solubles o insolubles, continuos e impermeable

discontinuos y permeables#



ORROSION - VELO IDA• La velocidad de circulación del medio

agresivo respecto al material agredido !amayor velocidad mayor renovación delmedio agresor, mayor eliminación de productos de la agresión y posibilidad deacciones mecánicas de erosión coneliminación de posibles películas protector



ORROSION - VELO IDA

• La formación de películas o depósitos protectores, de la presencia de fenómenoselectrolíticos !circulación, corriente eléctriformación de pilas locales o generales#

• La temperatura !a mayor temperatura, maycorrosión#



ORROSION - VELO IDA• *n muc4os casos, la corrosión se reduce a un fenómeno

electroquímico.• *l espesor x del óxido, en función del tiempo t, varía&

a# linealmente& x 7 89 t ( -9

b# parabólicamente& x% 7 8 t 8 7 - e!:*;+ #

c# logarítmicamente&x 7 -< log !=t ( C#



TIPOS DE ORROSION



ORROSION UNIFORME

C"++"0/>? @?/1"+'*& La corrosión uniforme puede ser descritacomo una reacción de corrosión que ocurre por igual en toda la

superficie del material, causando un pérdida general del metal.oda la superficie del metal ; aleación se corroe a igual velocida

!$or e .& An ; BCl *lectropulido#⇒



*n la corrosión uniforme se tiene&• elocidad uniforme para toda el área expuesta• ?o se distingue área anódica de catódica

• 'odo de ataque poco frecuente• $ara dise o&

ORROSION UNIFORME



• Corrosión en placas& /ncluye los casos intermedios entre corrosiuniforme y corrosión localizada. *l ataque se extiende más enalgunas zonas, pero se presenta aDn como un ataque general.

ORROSION LO ALIZAD



Corrosión en placas& ?o existe velocidad uniforme superficial'odo de ataque muy difundido

$or e .& 1e; B%"*l mayor tonela e de metal se destruye por corrosión de este tipo

ORROSION LO ALIZAD



• Corrosión por picado& 6urante el picado, el ataque se localiza en puntos aislados de superficies metálicas pasivas, propagándose 4ael interior del metal en forma de canales cilíndricos. *ste tipo deataque, así como el intergranular y el fisurante, son las formas más peligrosas ba o las cuales se puede presentar la corrosión.

•

ORROSION LO ALIZAD



• Corrosión Galvánica:

La corrosión galvánica puede ser particularmente severa cuando las películas protectoras de corrosión no se forman o son

eliminadas por erosión. "curre cuando metales diferentes seencuentran en contacto, ambos metales poseen potencialeseléctricos diferentes lo cual favorece la aparición de un metalcomo ánodo y otro como cátodo, a mayor diferencia de potencialel material con más activo será el ánodo.



Corrosión galvánicadel magnesiomoldeado alrededorde un nDcleo deacero.



• Corrosión intergranular& Como su nombre indica, la corrosiónintergranular ocurre preferentemente a lo largo de los límites de grde algunas aleaciones en ambientes específicos y, como consecuela muestra se desintegra a lo largo de los límites de grano. *ste tipocorrosión predomina en algunos aceros inoxidables

ORROSION LO ALIZAD



• Corrosión intergranular& Cuando el aceros inoxidables se calienttemperaturas comprendidas entre los EFF y los GFFHC durante pde tiempo suficientemente largos, se sensibilizan para el ataqueintergranular.

ORROSION LO ALIZAD

Se cree que este tratamientotérmico permite la formaciónde pequeñas partículas deprecipitados de carburo de

cromo (Cr23C2) por reacciónentre el cromo y el carbonoen el acero inoxidable



ORROSION LO ALIZAD

Corrosión Intergranular*n la soldadura delacero inoxidable, laCorrosión /ntergranular se convierte en un problema grave,

6enominadosensibilización por soldadura.



• Corrosión fisurante& 0e conoce como corrosión ba o tensiones. presenta cuando un metal está sometido simultáneamente a la accide un medio corrosivo y de tensiones mecánicas de tracción. 0e

forman fisuras que pueden ser intergranulares y que se propagan 4el interior del metal, se puede llegar 4asta la fractura del metal. Lvelocidad de propagación oscila en general entre 2 y 2F mm;4ora.

ORROSION LO ALIZAD



• Corrosión fisurante&

ORROSION LO ALIZAD



• Corrosión u!mica& =a o esta denominación se estudian aquelloscasos en que el metal reacciona con un medio no:iónico !por e emoxidación en aire a altas temperaturas#. 0upongamos que exponemuna superficie metálica limpia a la acción del oxígeno, el metalcomenzará a reaccionar con el oxígeno formando óxidos.

ORROSION QUIMI A



• Corrosión u!mica& $or e emplo una pieza de 1e !metal que presmás de una valencia# calentada al aire seco, por encima de EFFICoxida a apreciable velocidad formando una película con la siguien

estructura&

• 0e 4an producido reacciones redox sin la intervención de iones ensolución y no 4a 4abido corrientes eléctricas recorriendo el metal.

ORROSION QUIMI A



• Corrosión electro u!mica& - temperatura ambiente la forma decorrosión más frecuente y más seria es de índole electroquímica, etipo de corrosión implica un transporte de electricidad a través de electrolito. *n los procesos de corrosión electroquímica circulan,sobre el material expuesto a corrosión, corrientes eléctricas. 0e

demostró que durante la corrosión se cumplen las leyes de 1araday

ORROSION ELE TROQUI



• Corrosión electro u!mica&

Las causas más frecuentes de estas corrientes eléctricas son&• *l contacto de dos materiales diferentes, tal como ocurre con el 4ierrocontacto con el cobre, el aluminio en contacto con el cobre, el cobre econtacto con el zinc, etc. La unión de dos partes de un mismo metalmediante un material de soldadura !* & 1e con 0n:1e#.

• $resencia de fases diferentes de una misma aleación. * & acerosinoxidables.

ORROSION ELE TROQUI




: $resencia de óxidos conductores de electrones. $or e emplo óxilaminación en c4apas de 1e.: 6iferentes grados de aireación de una pieza metálica.: Corrientes inducidas por circuitos eléctricos mal aislados. al escaso de corrientes vagabundas en estructuras metálicas enterradas: /mpurezas, tensiones en el metal, etc.

ORROSION ELE TROQUIM



• Corrosión electro u!mica& Los factores antes mencionados 4acenque en el metal existan zonas de diferente potencial, es decir aparezonas anódicas y zonas catódicas !micro electrodos# que conviertcuerpo metálico unto con el medio agresivo en un gran con untomicro pilas electroquímicas. *l medio agresivo puede ser la delgacapa de 4umedad que casi inevitablemente recubre a todo cuerpo

expuesto al aire atmosférico

ORROSION ELE TROQUI




ORROSION ELE TROQUIM



FORMAS DE ORROSION

C"++"0/>? $"+ $/C-6@+- "J$itting<Las picaduras ocurren como un

proceso de disolución local anódicadonde la pérdida de metal esaumentada por la

presencia de un n!d! pe"ue#! $ un c %!d!&rande' Las picaduras sue(en ser de pe"ue#!di )e%r! *d+ci)as de )i(,)e%r!-'



FORMAS DE ORROSION

C"++"0>? $"+

$/C-6@+- "J$itting<



FORMAS DE ORROSION

C"++"0>?

$"+$/C-6@+- "J$itting<



FORMAS DE ORROSION• C"++"0/>? $"+ 1/0@+-0 " JCrevice<& K -lrededor del 4ueco

formado por contacto con otra pieza de metal igual o diferente a primera o con un elemento no metálico.

• *l proceso de pitting y el crevice tienen en comDn que el agresiquímico está semiestancado, situación de ánodo localizado.



FORMAS DE CORROSION



FORMAS DE ORROSION



FORMAS DE ORROSION• C"++"0/>? $"+ *+"0/>?& -l combinar la acción del

ataque químico y la abrasión mecánica o desgaste, comconsecuencia del movimiento de un fluido, se origina la

corrosión por erosión.



FA TORES QUE INFLU.EN

ORROSI/NM"#$% 4eterogeneidades químicas discontinuidades estructurales

tensiones internas

&I"'$ estado de la superficieradio de curvatura piezas en contactoesfuerzos a que está sometida !tracción favorece la corrosión #

M"(I) $M*I" #" naturaleza !ácido, básico, salino ..#concentración de aniones ! Cl, 0" , ?"5# y cationes

concentración de oxígeno. Efecto evans temperatura, presión, conductividad,

luminosidad, etc.



FA TORES DE LA ORROSLa corrosión ocurre en muc4as y muy variadas formas, pero suclasificación generalmente se basa en uno de los tres siguientesfactores&2.: ?aturaleza de la substancia corrosiva. La corrosión puede ser

clasificada como 4Dmeda o seca, para la primera se requiere unlíquido o 4umedad mientras que para la segunda, las reaccionesdesarrollan con gases a alta temperatura.



FA TORES DE LA ORROS

%.: 'ecanismo de corrosión. *ste comprende las reaccioneselectroquímicas o bien, las reacciones químicas.

5.: -pariencia del metal corroído. La corrosión puede ser uniformentonces el metal se corroe a la misma velocidad en toda susuperficie, o bien, puede ser localizada, en cuyo caso solamenteresultan afectadas áreas peque as.



Fac%!res de (a c!rr!si0n




• $illing y =edMort4 establecieron, en 2N%5, un criterio racional pdeterminar cuándo un óxido formado resulta protector y cuándo n*llos postularon que J0i el volumen del óxido formado es menor qaquél del metal que reemplaza se tendrá un óxido de estructura po0i lo opuesto es cierto se forma una capa 4omogénea continua deoxido<.



FA TORES DE LA ORROS• *sta aseveración se puede cuantificar introduciendo el Coeficiente

$illing y =edMort4 !$O=#, que viene dado por&

• ' y 6& peso molecular y densidad del óxido 'ea" b, respectivamentem y d& peso atómico y densidad del metal 'e, respectivamente n&de átomos del 'e por molécula de óxido

nmD

d

metal del !olumen==

oxidodeolumen=O$.de+elación




Visua(i1aci0n de( cri%eri! dePi((in& $ 2ed3!r%4'



FA TORES DE LA ORROSMecanismos de o,idación: !función de la razón +#

-luminio : -l %" 5 2,%N Litio : Li%" F,EP=ario : =a" F,QN 'agnesio : 'g" F,G2Cadmio : Cd" 2,%2 'anganeso : 'n" % %,%PCalcio : Ca" F,Q ?íquel : ?i" 2,PFCesio :Cs%" F, P $lomo : $b" 2,%GCirconio : Ar"% 2, N $otasio : R %" F, ECobalto : Co" 2,PE 0ilicio : 0i"% 2,GN

Cobre : Cu%" 2,QP 0odio : ?a%" F,EGCromo : Cr %" 5 %,F% itanio : i"% 2,PQ*sta o : 0n" 2,%G orio : 4"% 2.5E*stroncio : 0r" F,QE ungsteno : S"% 2.GGBierro : 1e

5" %,2F Ainc : An" 2,EN




• 0i& + T 2 ipo 2, el óxido producido es poroso, el "% difunde a través de los porosreaccionando en la interfase metal:óxido!metales alcalinos#



FA TORES DE LA ORROS• + ≥ 2 ipos %: , el óxido es más densoy el mecanismo de formación puede

ser&

+eacción de oxidaciónocurre en interfase aire:óxido+eacción de oxidaciónocurre en interfase metal:óxido'ecanismo combinado delos dos anteriores.



SERIE 5ALV6NI A

• 0i ponemos dos metales en contacto, el que tiene un *corr más negativotiene un exceso de actividad electrónica, que se cede al metal o

aleación más positiva.• ' metal más activo que ?• ' U ' n( ( ne la velocidad aumenta por pérdida de electrones&

Vnodo en la célula galvánica

• ? U ' m( ( me la velocidad decrece por ganancia de electrones&Cátodo en la célula galvánica



SERIE 5ALV6NI A



SERIE 5ALV6NI A• La serie galvánica es una lista de los potenciales de corrosión para

varias aleaciones Dtiles y metales puros !rango de potenciales#. L potenciales vienen medidos con respecto a un determinado electrode referencia. *n ocasiones sólo aparece listado el orden de potenciales. 0e proporcionan para ambientes de traba o simuladoreal. 0irve Dnicamente para dar tendencias.



SERIE 5ALV6NI A



SERIE 5ALV6NI A• Cuanto más negativo sea el potencial de una aleación más fácilme

es atacada por corrosión galvánica.• Cuanto menor sea la diferencia de potencial de los metales que se

acoplan, menor es la velocidad de corrosión.



SERIE 5ALV6NI A• *l empleo de distintos metales en una solución corrosiva no signif

que la corrosión galvánica sea inevitable. Los factores que influenla corrosión galvánica incluyen&

a Conductividad del circuito: iene que existir el contacto entremetales diferentes en una solución de alta conductividad para que produzca el ataque galvánico.



SERIE 5ALV6NI A• &otencial entre ánodo / cátodo: la posición que ocupa cada meta

en la serie galvánica determina el potencial y la dirección del flu

corriente cuando se compone una celda. *l metal que ocupa la posición más alta en la serie constituye elcátodo. *l otro metal es elánodo y, debido a ello, es el que resulta atacado por la acción de lacelda. *l potencial se incrementa cuanto más apartadas unas de otrson las posiciones ocupadas por cada metal en la serie.



SERIE 5ALV6NI Ac &olari0ación: *ste efectoes el que se produce sobre loselectrodos de una celdagalvánica por el depósitosobre los mismos de los gasesliberados por la corriente. Laevolución de los iones de4idrógeno puede cambiar de pasiva en activa la superficiedel acero inoxidable,acelerando así la corrosión

del ánodo.

1)%2CI3M"#$%G

"4" e 5G 6 7 ("&)1ICI3

"6" e 5G 4 7

(I1)%2CI3

"=" e 5G = 7 "82I%I*RI)

+

+

+

+



SERIE 5ALV6NI A• d 9reas relativas del cátodo / ánodo: el área relativa de las

superficies e erce un efecto pronunciado sobre el da o producidola acción galvánica. @n peque o ánodo con un cátodo grande pro

una corriente de elevada densidad y acelera la corrosión en el ánod6eberán evitarse las peque as áreas del metal menos noble. ?o seutilizarán piezas de su eción dealuminio para el acero inoxidable. *ncambio, el empleo de piezas de su eción de acero inoxidable paraaluminio da resultados satisfactorios.



SERIE 5ALV6NI A

• e Relación geom trica entre superficies de distintos metales: @n borde o una esquina del metal menos noble no deberá estar en concon el centro de un área de gran superficie del metal que 4a deconstituir el cátodo si llega a formarse una celda galvánica



!n%r!( de (a c!rr!si0n• (ise;o

evitar estancamiento líquido, uniones , paresgalvánicos, ángulos vivos, ángulos de tuberías

• Modificación del medio ba ar temperatura, in4ibidores !cromato sódico,nitrato sódico, tanino, sales de Ca y 'g#

• &rotección catódica /ncorporar ánodos que suministren mas e: que

zona anódica ánodos de sacrificio



!n%r!( de (a c!rr!si0n• Modificación del proceso.

elegir material para que su forma o ambiente no favorezcan la corrosi

• Recu rimientos

metálicos. Electrolíticamente, inmersión, difusión, etcfosfatado sobre c4apa de aceroanodizado del aluminiotratamiento superficial !pavonado con ba o de sosa a 2 5IC#

orgánicos, como pinturas, barnices, lacas, asfaltos, resinas, platicos, einorgánicos, como vidrio



!n%r!( de (a c!rr!si0n• &rotección anódica formación de películas pasivas protectoras alimentadas c

débiles corrientes

• Modificación del metalaumentar pureza !An#, alearlo !acero inox., bronce, latóntratamientos térmicos.

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