Corrosion y oxidacion

Corrosion y oxidacion gy muaply A,2Ka5pR 03, 2010 12 pagcs Oxidación y Corrosión Corrosión Se refiere al deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión.

Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos. La corrosion uede ser mediante una reacción química (oxido reduc en tres factores: PACE 1 or12 * La pieza manufac a to View nut*ge ‘k El ambiente * El agua O por medio de una Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).

Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc. y todos los ambientes (medios acuosos,

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atmósfera, alta temperatura, etc. ). La corrosión es un campo de las ciencias de materiales que invoca a la vez nociones de química y de física (ffsico-química). Por ejemplo un metal muestra una tendencia inherente a reaccionar con el medio ambiente (atmósfera, agua, Swlpe to vlew nexr page suelo, etc. ) retornando a la forma combinada.

El proceso de corrosión es natural y espontáneo. Nótese que hay otras clases de daños, como los causados por medos físicos. Ellos no son considerados plenamente corrosón, sino erosión o desgaste. Existen, además, algunos casos en os que el ataque químico va acompañado de daños físicos y entonces se presenta una corrosión-erosiva , desgaste corrosivo o corrosión por fricción. Aún as[, la corrosión es un proceso natural, en el cual se produce una transformacion del elemento metálico a un compuesto más estable, que es un óxido.

Observemos que la definición que hemos indicado no incluye a los materiales no-metállcos. Otros materiales, como el plástico o la madera no sufren corrosión; pueden agrietarse, degradarse, romperse, pero no corroerse. Generalmente se usa el término » oxidación» o » aherrumbramiento» para indicar la corrosión del hierro y de leaciones en las que éste se presenta como el metal base, que es una de las más comunes.

Tipos de corrosión ‘k General o Uniforme Es aquella corrosión que se produce con el adelgazamiento uniforme producto de la pérdida regular del metal superficial. A su vez, esta clase de corrosión se subdivide en otras: Atmosférica De todas las formas de corrosión, la Atmosférica es la que produce mayor cantidad de daños en el material y en mayor proporción. Grandes cantidades de metal de automóviles, puentes o edificios están expuestas a la atmósfera y por lo mismo se ven atacados por oxígeno y agua.

La severidad de esta clase de corrosión se incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros contaminantes at an pre 2 OF incrementa cuando la sal, los compuestos de sulfuro y otros contaminantes atmosféricos están presentes. Para hablar de esta clase de corrosión es mejor dividirla según ambientes. Los ambientes atmosféricos son los siguientes: Industriales Son los que contienen compuestos sulfurosos, nitrosos y otros agentes ácidos que pueden promover la corrosión de los metales.

En adición, los ambientes industriales contienen una gran cantidad de partículas aerotransportadas, lo que produce un umento en la corrosión. Marinos Esta clase de ambientes se caracterizan por la presencia de cloridro, un ión partlcularmente perjudicial que favorece la corrosión de muchos sistemas metálicos. Rurales En estos ambientes se produce la menor clase de corrosión atmosférica, caracterizada por bajos niveles de compuestos ácidos y otras especies agresivas. Existen factores que influencian la corrosion atmosférica. Ellos son la Temperatura, la Presencia de Contaminantes en el Ambiente y la Humedad.

Galvánica La corrosión Galvánica es una de las más comunes que se pueden encontrar. Es una forma de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos (con distinto par redox) se unen eléctricamente en presencia de un electrolito (por ejemplo, una solución conductiva). El ataque galvánico puede ser uniforme o localizado en la unión entre aleaciones, dependiendo de las condiciones. La corrosión galvánica puede ser particularmente severa cuando las películas protectoras de corrosión no se forman o son ellmnadas por erosión.

Esta forma de corrosión es la que producen las Celdas Galvánicas. Sucede que cuando la reacción de oxidación del ánodo s V es la que producen las Celdas Galvánicas. Sucede que cuando la reacción de oxidación del ánodo se va produciendo se van desprendiendo electrones de la superficie del metal que actúa como el polo negativo de la pila (el ánodo) y así se va produciendo el desprendimiento paulatino de material desde la superficie del metal. Este caso ilustra la corrosión en una de sus formas más simples.

Quizá la problemática mayor sobre corrosión esté en que al ser este caso bastante común se presente en variadas formas y muy seguido. Por ejemplo, la corrosion de tuberías subterráneas se puede producir por la formación de una pila galvánica en la ual una torre de alta tensión interactúa con grafito solidificado y soterrado, con un terreno que actúe de alguna forma como solución conductiva. Metales Líquidos La corrosión con metales líquidos corresponde a una degradación de los metales en presencia de ciertos metales líquidos como el Zinc, Mercurio, Cadmio, etc.

Ejemplos del ataque por metal líquido incluyen a las Disoluciones Químicas, Aleaciones Metal-a-Metal (por ej. , el amalgamamiento) y otras formas. Altas Temperaturas Algunos metales expuestos a gases oxidantes en condiciones de muy altas temperaturas, pueden reaccionar directamente con llos sin la necesaria presencia de un electrolito. Este tipo de corrosión es conocida como Empañamiento, Escamamiento o Corrosión por Altas Temperaturas. Generalmente esta clase de corrosión depende directamente de la temperatura.

Actúa de la siguiente manera: al estar expuesto el metal al gas oxidante, se forma una pequeña capa sobre el metal, producto de la combinación entre el metal y el gas en esas condi 40F una pequeña capa sobre el metal, producto de la combinación entre el metal y el gas en esas condiciones de temperatura. Esta capa o «empañamiento» actúa como un electrolito «sólido», el ue permite que se produzca la corroslón de la pieza metálica mediante el movimiento iónico en la superficie.

Algunas maneras de evitar esta clase de corrosión son las siguientes: * Alta estabilidad termodinámica, para generar en lo posible otros productos para reacciones distintas. * Baja Presión de Vapor, de forma tal que los productos generados sean sólidos y no gases que se mezclen con el ambiente. La corrosión por Altas Temperaturas puede incluir otros tipos de corrosion, como la Oxidación, la Sulfatación, la Carburización, los Efectos del Hidrógeno, etc. * Localizada La segunda forma de corrosión, en donde la pérdida de metal ocurre en áreas discretas o localizadas.

A su vez al igual que las corrosiones uniformes, estas también de subdividen en: Corrosión por Fisuras o «Crevice» La corrosión por crevice o por fisuras es la que se produce en pequeñas cavidades o huecos formados por el contacto entre una pieza de metal igual o diferente a la primera, o más comúnmente con un elemento no- metálico. En las fisuras de ambos metales, que también pueden ser espacios en la forma del objeto, se deposita la solución que facilita la corrosión de la pieza.

Se dice, n estos casos, que es una corrosión con ánodo estancado, ya que esa solución, a menos que sea removida, nunca podrá salir de la fisura. Además, esta cavidad se puede generar de forma natural producto de la interacción iónica entre las partes que constituyen la pieza. Al s OF V forma natural producto de la interacción iónica entre las partes que constituyen la pieza. Algunas formas de prevenir esta clase de corrosión son las rediseño del equipo o pieza afectada para eliminar fisuras. cerrar las fisuras con materiales no-absorventes o incorporar una barrera para prevenir la humedad. prevenir o remover la formación de sólidos en la superficie del metal. Corrosión por Picadura o «Pittin<' Es altamente localizada, se produce en zonas de baja corrosión generalizada y el proceso (reacción) anódico produce unas pequeñas "picaduras" en el cuerpo que afectan. Puede observarse generalmente en superficies con poca o casi nula corrosión generalizada.

Ocurre como un proceso de disolución anódica local donde la pérdida de metal es acelerada por la presencia de un ánodo pequeño y un cátodo mucho mayor. Esta clase de corrosión posee algunas otras formas derivadas: Corrosión por Fricción o Fretting : es la que se produce por el movimiento relativamente pequeño (como una vibración) de 2 sustancias en contacto, de las que una o ambas son metales. Este movimiento genera una serie de picaduras en la superficie del metal, las que son ocultadas por los productos de la corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida. Corrosión por Cavitación: es la producida por la formación y colapso de burbujas en la superficie del metal (en contacto con un líquido). Es un fenómeno semejante al que le ocurre a las caras posteriores de las hélices de los barcos. Genera una serie de picaduras en forma de panal. * Corrosión Selectiva: es semejante a la llamada Corrosión por Descinc 6 OF V forma de panal. Descincado, en donde piezas de cinc se corroen y dejan una capa smllar a la aleación primitiva.

En este caso, es selectiva porque actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-Cobre o Cobre- Oro. Quizá la parte más nociva de esta clase de ataques está en que la corrosión del metal involucrado genera una capa que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído como si no lo estuviera, por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el etal al someterlo a una fuerza mecánica. Corrosión Microbiológica (MIC) Es aquella corrosión en la cual organismos biológicos son la causa única de la falla o actúan como aceleradores del proceso corrosivo localizado.

La MIC se produce generalmente en medios acuosos en donde los metales están sumergidos o flotantes. Por lo mismo, es una clase común de corrosión. Los organismos biológicos presentes en el agua actúan en la superficie del metal, acelerando el transporte del oxígeno a la superficie del metal, acelerando o produciendo, en su defecto, el proceso de la corrosión La Corrosión en la Industria y sus Procesos. Como se mencionó en un principio, la mayor problemática de la corrosión es la destrucción del metal al que afecta.

Ahora intentaremos ver un enfoque desde la industria, el sector más afectado por la corrosión, a cerca de los ataques que este proceso causa. Podemos hablar desde fracturas, hasta fugas en tanques, disminución de la resistencia mecánica de las piezas y muchas otras maneras de efectos por los ataques. Aún así, lo peor de todo es que si no son prevenidas estas clases de ataques por por los ataques. Aún así, lo peor de todo es que si no son revenidas estas clases de ataques por corrosión, la seguridad de las personas es algo que se ve permanentemente afectado.

Existen dos clases de pérdidas desde el punto de vista económico. DIRECTAS: las pérdidas directas son las que afectan de manera inmediata cuando se produce el ataque. Estas se pueden clasificar en varios tipos también, de las cuales las más importantes son el Coste de las Reparaciones, las Sustituciones de los Equipos Deteriorados y Costes por Medidas Preventivas. * INDIRECTAS: se consideran todas las derivadas de los fallos debidos a los ataques de corrosión.

Las principales on la Detención de la producción debida a las Fallas y las Responsabilidades por Posibles Accidentes. En general, los costes producidos por la corrosión oscilan cerca del 4% del P. I. B. de los países industrializados. Muchos de estos gastos podrían evitarse con un mayor y mejor uso de los conocimientos y técnicas que hoy en día están disponibles. Control de la corrosión Luego de haber analizado la corrosión y sus formas, es momento de ver qué conocimientos se tienen hoy en día para prevenlrla. 1.

Selección de materiales La selección de los materiales que vayamos a usar seré actor decisivo en el control de la corrosión a continuación se enunciaran algunas reglas generales para la selección de materiales: * Para condiciones no oxidantes o reductoras tales como ácidos y soluciones acuosas libres de aire, se utilizan frecuentemente aleaciones de Ni y Cr. para condiciones oxidantes se usan aleaciones que contengan Cr. Para condiciones altamente oxidantes condiciones oxidantes se usan aleaciones que contengan Cr. Para condiciones altamente oxidantes se aconseja la utilización de Ti. Los elementos cerámicos poseen buena resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas pero son quebradizos, su tilización se restringe a procesos que no incluyan riesgos. 2. Recubrimientos * Recubrimientos metálicos Los recubrimientos se aplican mediante capas finas que separen el ambiente corrosivo del metal, es decir que puedan servir como ánodos sacrificables que puedan ser corroídos en lugar del metal subyacente. Los galvanizados son un buen ejemplo de este caso. Un recubrimiento continuo de zinc y estaño aísla el acero respecto al electrolito.

A veces se presentan fallas con estos metales, cuando el riesgo de corrosión es muy elevado se recomienda hacer un recubrimiento con Alclad. El Alclad es un producto forjado, compuesto formado por un núcleo de una aleación de aluminio y que tiene en una o dos superficies un recubrimiento de aluminio o aleación de aluminio que es anódico al núcleo y por lo tanto protege electroquímicamente al núcleo contra la corrosión * Recubrimientos inorgánicos En algunos casos es necesario hacer recubrimientos con material inorgánico, los mas usados son el vidrio y los cerámicos, estos recubrimientos proporcionan acabados tersos y duraderos.

Aunque si se expone un pequeño lugar anódico se experimenta una corrosión rápida pero fácil de localizar. Recubrimientos orgánicos El uso de pinturas, lacas, barnices y muchos materiales orgánicos pollméricos han dado muy buen resultado como protección contra la corrosión. Estos materiales prove poliméricos han dado muy buen resultado como protección contra la corrosión. Estos materiales proveen barreras finas tenaces y duraderas para proteger el sustrato metálico de medios corrosivos. El uso de capas orgánicas protege mas el metal de la corrosión que muchos otros métodos.

Aunque debe escogerse muy bien, ya que hay procesos que incluyen tratamientos con alcoholes que en algún momento pueden disolver los materiales rganicos. 3. Diseno Este quizá el método más efectivo para el control de la corrosión, ya que si hacemos un buen diseño y una buena planeación podemos evitar dicho fenómeno, a continuación se enumeraran algunas reglas generales que se deben seguir: * Se debe tener en cuenta la acción penetrante de la corrosión junto con los requerimientos de la fuerza mecánica cuando se considere el espesor del metal utilizado.

Esto se utiliza para tuberías y tanques que contengan líquidos. * Son preferibles los recipientes soldados que los remachados para reducir la corrosión por grieta Se deben usar preferiblemente metales galvánicamente similares para prevenir para prevenir la corrosión galvánica. Si se atornillan metales no smilares galvánicamente se deben usar arandelas no metálicas para eliminar contactos eléctricos entre los materiales. Es preciso evitar tensión excesiva y concentraciones de tensión en entornos corrosivos, para prevenir la ruptura por corrosión por esfuerzos, especialmente en aceros inoxidables, latones y otros materiales susceptibles a este tipo de corrosión. * Se deben evitar recodos agudos en sistemas de tuberías por donde circulan fluidos. En estas áreas donde cambia I 2