Corrosión Seca JULIO

Corrosión Seca JULIO gy JulioLedczma21 13, 2016 g pagos República Bolivariana De Venezuela Universidad Fermín Toro Facultad de Ingeniería Julio Ledezma C. 1 2088841 Corrosión Seca Corrosión seca es aq org to View nut*ge atacado por un gas a temperatura elevada. Este tipo de corrosión puede manifestarse con muchos tipos de gases, tales como; oxígeno, CO, halógenos o el vapor. Sin considerar a los metales nobles, todos los metales o aleaciones son susceptibles de ser atacados por los gases a alta temperatura.

La alta temperatura de oxidación de los metales es particularmente importante en el diseño de algunos omponentes como turbinas de gas, motores y equipamiento de petroquímicas. Además de la temperatura y de la presión del gas reactivo, los principales factores que inten’ienen en esta corrosión son la pureza, la estructura y el estado superficial del metal. La pureza de un determinado metal también puede tener influencia sobre la unidad. La película formada debe tener buena adherencia, el punto de fusión del oxido debe ser alto. La película formada debe tener un coeficiente de expansión caso igual al del metal al del metal.

La película formada debe tener plasticidad a alta temperatura para evitar que se rompa o cuartee. La película formada

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deberá tener baja conductividad y bajos coeficientes de difusión para iones metálicos y oxigeno. El primer paso es pues determinar el porcentaje en volumen de oxido respecto al metal tras la oxidación para evaluar si el oxido formado es protector o no. El cálculo de este porcentaje es lo que se le conoce como relación de Pilling-Bedworth,P-B, que se expresa como: Relación P-3= Volumen Oxido producido/Volumen de metal consumido.

Mecanismos de la corrosión seca 10 Adsorción: Cuando un metal está en contacto con un gas, una cierta cantidad de este último se fija en la superficie del metal. Es aquí donde se dice que hay adsorción. Esta adsorción puede producirse de dos maneras: Adsorción física por fijación de moléculas gaseosas, caracterizada por una débil energía de enlace y que se manifiesta principalmente a una baja temperatura. Adsorción química o quimisorción, en el cual las moléculas de oxigeno se disocian en átomos en contacto con la mayoría de los metales por adsorción química.

La quimisorción es la que interviene generalmente en la corrosión seca. La pelicula formada es bidimensional y el enlace es de carácter iónico. La cara externa de la película esta cargada egativamente y la interna positivamente. Los atamos de gas se ubican preferentemente en ciertos lugares, cuya posición positivamente. Los átomos de gas se ubican preferentemente en ciertos lugares, cuya posición depende de la orientación cristalografica de la cara virgen del metal. Si uno de los óxidos que podrían formarse es termodinámicamente estable, la adsorción es irreversible.

Es aquí donde se produce una reorganización de los dos tipos de átomos y la formación de una película de oxido. Si alguno de los óxidos es inestable, se puede observar en ciertas condiciones una adsorción reversible (en el caso de la oxidación sto sucede sí la presión parcial del oxigeno es menor a aquella bajo la cual pueda existir el oxido). La adsorción produce una modificación en las propiedades físicas de los metales. La emisión de electrones o de iones disminuye y el umbral de sensibilidad fotoeléctrica se eleva.

Con respecto al perfil de la superficie, la adsorción química determina la formación de estructuras microgemétricas (relacionadas con la orientación cristalográfica del metal). 20 Germinación de los productos de corrosión: Cuando las condiciones son tales que el producto de corrosión que puede formarse es termodinamicamente estable, se ve un paso aulatino del estado de quimisorción al de oxidación. Es posible apreciar tres pasos sucesivos: Incubación, se forma una película base, la cual termina con la aparición de los primeros gérmenes.

Crecimiento lateral de los gérmenes, la cual finaliza cuando la superficie del metal este cubierta de gérmenes. Crecimiento uniforme del producto de corrosión. Este proceso aparece en todas las reacciones gas – metal. 30 Las películas delgadas: Tal como acabamos de explicar, la formación reacciones gas – metal. formación de una película sucede en general al fenómeno de adsorción irreversible. Si se logran controlar las condiciones e ataque, se obtienen películas delgadas.

Cuando el espesor alcanza de 300 a algunos millares de angstroms, presentan algunas coloraciones debidas a la interferencia entre los rayos luminosos reflejados por las caras interna y externa de la película. El espesor depende del metal y de la orientación cristalográfica de los cristales. Oxidación catastrófica: Capa líquida de sales y escorias en presencia deox(geno (compuestos oxigenados de Mo y V). Sulfuro Propiedades físicas Las propiedades físicas de estos minerales pueden resumirse en los puntos siguientes: Aspecto y brillo metálico. Densidades elevadas (hasta 9). Opacos. Algunos transmiten la luz en los bordes.

Coloraciones características. Elevados índices de refracción. Gran conductividad calorífica y eléctrica. Algunos son semiconductores. La dureza depende de la estructura. Los sulfuros con estructuras en cadena y los estratificados son los más blandos (1 a 2), mientras que los covalentes son los más duros (6 a 7). Características químicas Los sulfuros de metales pesados suelen tener un producto de solubilidad muy bajo, por lo cual son muy insolubles. Sin embargo, los sulfuros de elementos alcalinos y alcalino-térreos presentan una gran solubilidad, hasta el punto de que suelen ser igroscópicos.

Como regla uede decir que, cuanto más noble sea un metal, m insolubles serán los más noble sea un metal, más estables e insolubles serán los sulfuros que forme. Los sulfuros muy insolubles se podrán formar a cualquier pH, pero para que se formen los sulfuros más solubles es necesario que el pH sea mayor. Por ejemplo, para precipitar SPb (Kps= 10-28), el pH puede ser bajo (ácido), mientras que para la formación de SMn (Kps=10-1 5), es necesario un pH mayor (amoniacal). Como consecuencia de lo anterior hay ciertos sulfuros que son solubles en CIH (SFe, SCd, SZn, SMn, SNi, SCO).

Otros sulfuros sólo se solubilizan si se hace desaparecer del medio al ion S-2, lo cual se consigue oxidándole a azufre con ácido nítrico, caso de los sulfuros de cobre y plata. Los sulfuros de metales muy nobles sólo se pueden disolver en agua regia, donde se combinan las acciones acidificantes con las oxidantes y con la capacidad formadora de complejos. Como los aniones son grandes, se pueden polarizar fácilmente y los enlaces que se establecen en estos compuestos tienen un carácter homopolar mayor que los correspondientes compuestos oxigenados.

Debido a ello, sus propiedades son más parecidas a as de los metales y elementos nativos. Si se considera la serie de combinaciones de un elemento dado con S, Se y Te, las propiedades metálicas del compuesto aumentan a medida que el anión aumenta de número atómico. Lo mismo ocurre si se comparan los compuestos de la serie As, Sb y Bi. Por ejemplo, la bismutinita tiene un brillo metálico más intenso que la antimonita, mientras que el oropimente es traslúcido y los cristales poseen brillo adamantino. Alteración de los sulfuros La mayor parte de los sulfuros, arseni cristales poseen brillo adamantino.

La mayor parte de los sulfuros, arseniuros y sulfosales son ensibles, en mayor o menor medida, a la acción de los agentes químicos de la alteracion. Los sulfuros que mejor resisten estos procesos son los más estables frente al agua, los ácidos y los medios oxidantes, es decir los de metales más nobles (cinabrio, esperrilita, laurita,etc. ). Pero la mayor parte de los minerales de esta clase son inestables frente a las condiciones de meteorización. La alteración de los sulfuros conduce a la formación de sulfatos, carbonatos, óxidos e hidróxidos.

Por ejemplo, la galena se oxida a anglesita en presencia de oxigeno en un proceso en el que interviene el anhídrido carbónico disuelto as en aguas naturales: SPb + 2C03H2 Pb+2 + SH2 + 2C03H- SH2 202 + Pb+2 + 2C03H- S04Pb + 2C03H2 El proceso global puede resumirse así: SPb + 202 -> S04Pb Como el sulfato de plomo es insoluble, la anglesita suele aparecer asociada a la galena cuando ha sido sometida a procesos de oxidación. También pueden acompañar a la galena otros productos de alteración, como la cerusita. La pirita, en contacto con la atmósfera se transforma en hidróxido de hierro (limonita).

Propiedades generales Pertenecen a esta clase los minerales formados por la combinación del oxígeno con uno o varios metales, pudiendo ser nhidros o hidratados. Se trata de compuestos relativamente abundantes, de tal manera que sobre el peso total de la Litosfera (excluida la Atmósfera y la Hidrosfera), representan un 17% en peso. De todos ellos el más abundante es el cuarzo (Si02), seguido a gra representan un 17% en peso. De todos ellos el más abundante es el cuarzo (S102), seguido a gran distancia por los óxidos e hidróxidos de hierro.

En menor proporción se encuentran los óxidos e hidróxldos de alumnio, manganeso, titanio y cromo. En general, los óxidos son minerales duros, densos y refractarios. Se suelen presentar en rocas ígneas y metamórficas. Los hidróxidos son menos duros y menos densos que los óxidos, apareciendo como consecuencia de procesos de alteración. Los óxidos son compuestos de naturaleza iónica, con un carácter más o menos polar, dependiendo del radio iónico y de la estructura electrónica del metal.

Como norma general, los óxidos iónicos presentan las características siguientes: Gran dureza, de 5 a 9, según la escala de Mohs. Elevada estabilidad química. Alta temperatura de fusión. Baja solubilidad en agua. Los hidróxidos suelen presentar estructuras estratificadas. A causa de la debilidad de los enlaces entre las capas, su structura es más lábil que la de los óxidos, siendo más blandos y exfoliables. Por lo que respecta al color, son blancos o incoloros los óxidos de metales con estructura de gas noble (Al+3, Mg+2,etc. , mientras que son oscuros y coloreados los correspondientes a metales de transición que, además suelen poseer brillo semimetálico a metálico. Algunos óxidos de metales de transición son magnéticos Ley de Pilling-geldworth Según pillingy beldworth, las características de la película formada se determina mediante la sieuiente relación: También Wm x dm También podemos decir que es el cálculo del porcentaje en olumen de óxido respecto al metal tras la oxidación es el primer paso para saber si un óxido de un metal puede ser protector o no, viene expresado de la siguiente manera: P.

B. = volumen de óxido producido por la oxidación Volumen de metal consumido por la oxidación Diagrama de Ellingham Un diagrama de Ellingham es un diagrama que muestra la dependencia de la estabilidad de los compuestos con la temperatura. Este anállSlS se utiliza generalmente para evaluar la facilidad de reducción de óxidos y su furos de metales. Estos diagramas fueron construidos por primera vez por Harold Ellingharn en 1944. 1

En metalurgia, los diagramas de Ellingham se utilizan para predecir la temperatura de equilibrio entre un metal, su óxido y el oxígeno, y, por extensión, las reacciones de un metal con azufre, nitrógeno, y otros elementos no metálicos. Los diagramas son útiles para predecir las condiciones en las que un mineral metálico será reducido al metal. Nucleación La nucleación es la primera etapa de un cambio de fase, donde se generan pequeñas superficies de fase distinta a la existente, llamadas núcleos.

Estos núcleos crecen hasta alcanzar un tamaño crítico. El cambio de fase que se produce durante el proceso uede ser la formación de gas o cristal a partir de un líquido. La nucleación puede hacer referencia a dlferentes dlsciplinas, y es un proceso clave para entender el procesamiento térmico de los polímeros, aleaciones y algunas cerámicas. En química y biofísica, la nucleación puede hacer referencia algunas cerámicas.

En qu(mica y biofísica, la nucleación puede hacer referencia a la formación de multímeros, que son intermediarios en los procesos de polimerización. Se cree que este tipo de proceso es el mejor modelo para procesos como la cristalización y la amiloidogénesis. En biología molecular, la nucleación se utiliza para finalizar la fase crítica en el montaje de una estructura polimérica, como un micro filamento. Un pequeño grupo de monómeros se agrega con la ordenación correcta para iniciar una rápida polimerización.

Por ejemplo, dos moléculas de actina se enlazan débilmente, pero la adición de una tercera estabiliza el complejo. Este trímero recibe luego moléculas adicionales y forma un punto de nucleación. El punto de nucleación sirve para que se lleve a cabo la fase lenta, o fase lag, del proceso de polimerización. Una muestra clara de nucleación es, por ejemplo, que el agua ura se congela a 00C, pero puede «superenfriarse» hasta los -42 OCI sin congelarse, si no existen nucleadores para la formación del hielo.

Por tanto, los nucleadores son importantes en meteorología, porque a menudo hay pocos nucleadores presentes en la atmósfera superior. Otro ejemplo es que las burbujas de dióxido de carbono nuclean poco después de que se libere la presón de un recipiente con líquido carbonatado. Normalmente la nucleación se produce con mayor facilidad en una interface preexistente (nucleación heterogénea), como sucede cuando se usan piedras de ebullición o en los hilos utilizados para hacer azúcar.