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TIPOS DE
CORROSIÓN
LAURA SOFIA RAMIREZ WILCHES
TIPOS DE CORROSIÓN
1. Corrosión Uniforme
2. Corrosión Galvánica
3. Corrosión por grietas
4. Corrosión por picaduras
5. Corrosión intergranular
6. Fragilización por hidrogeno
7. Corrosión a altas temperaturas
8. Corrosión por erosión y exfoliación
9. Corrosión microbiológica
10. Corrosión selectiva
11. Degradación de cerámicos y polímeros
CORROSIÓN UNIFORME
• Es el tipo de corrosión más común que vemos día a día y que
por otra parte es la que tenemos más a la vista de los diferentes
tipos de corrosión.
• Este tipo de ataque se presenta en casi todos los metales que
están expuestos a la acción de los elementos atmosféricos, tales
como el oxígeno del aire, productos de combustión y smog
presentes en la atmósfera, radiación solar y muy especialmente
el agua, proveniente de condensación o lluvia.
• Si la corrosión se presenta, electroquímica o química, salen de
forma pareja y uniforme sobre toda la superficie metálica lo que
se denomina corrosión uniforme, que puede ser húmeda o seca
• Por otro lado, el daño producido por una corrosión uniforme es
fácil de medir y cuantificar, por lo que las fallas inesperadas
pueden ser evitadas simplemente con una inspección regular de
los materiales.
Corrosión 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 atmosfera 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
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 aumento en la
corrosión.
• Marinos: Esta clase de ambientes se caracterizan por la presentía de
clorhidro, un ion particularmente 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 corrosión
atmosférica. Ellos son la temperatura, la Presencia de Contaminantes en
elambiente y la Humedad.
Protección contra la corrosión atmosférica
Para proteger contra la corrosión atmosférica deben tenerse en cuenta las
siguientes consideraciones:
• Ambiente de la planta industrial específico alrededor del equipo.
• Temperatura operación.
• Protección contra la entrada de agua de lluvia en grietas.
En muchas plantas industriales se producen liberaciones de gases corrosivos,
tales como sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre, o amoniaco, de plantas o
procesos próximos que incrementarán la corrosión de equipos.
La temperatura de operación de los recipientes a presión y los intercambiadores
de calor tienen un efecto significativo en la corrosión atmosférica. Las unidades
que operan bajo el punto de rocío experimentan más corrosión de la que se
opera a temperaturas más altas.
Para proteger la entrada de agua de lluvia en grietas, deben soldarse soportes en
los refuerzos que continuamente serán soldados al recipiente. Las soldaduras
parciales y costuras actuarán como una grieta. Esto permite la entrada de agua
entre el soporte y el recipiente y ello acelera la corrosión.
Control de la corrosión
uniforme
La corrosión uniforme puede predecirse y controlarse por:
• Selección del material adecuado.
• Pequeñas adicciones de aleación al metal base.
• Protección catódica usando ánodos de sacrificio.
• Uso de inhibidores.
• Revestimiento de superficie.
• Añadiendo material extra conocido como margen de
corrosión se contemplan las pérdidas de material que
sufrirán los equipos.
CORROSIÓN GALVÁNICA
• La corrosión galvánica se produce cuando un líquido conductor
eléctrico ( electrolito ) y dos materiales metálicos diferentes
están en contacto. El metal menos noble ( ánodo) se desgasta y
el más noble ( cátodo) se protege.
• En general, la corrosión metálica implica la pérdida de metal en
un punto de la superficie expuesta. La corrosión puede
presentarse en varias formas, desde ataques uniformes sobre
toda la superficie hasta ataques locales agudos.
• Los principios de la corrosión galvánica se utilizan en la
protección catódica. La protección catódica es un método para
reducir o evitar la corrosión de una superficie metálica
utilizando un metal menos noble como ánodos de sacrificio
(cinc o aluminio) o generando una corriente continua eléctrica
igual y en sentido contrario a la corriente producida por
corrosión (corrientes impresas).
• Cuando dos metales o aleaciones disimilares de diferentes posiciones de series
electromotrices están en contacto cada uno con un electrolito, se forma un par
galvánico que da como resultado la corrosión de uno de los metales, conocido como el
ánodo de la pareja. En otras palabras, la corrosión galvánica no afecta al cátodo, que
se conoce como metal noble. Esta forma de ataque corrosiva se conoce como
corrosión galvánica ya que todo el sistema se comporta como una célula galvánica. La
corrosión galvánica también tiene lugar dentro del mismo grupo de metales debido a
imperfecciones o heterogeneidades en las superficies del metal o debido a variaciones
químicas. Para que tenga lugar la corrosión galvánica se requieren cuatro
componentes esenciales: ánodo, cátodo, electrolito, y trayectoria metálica entre el
ánodo y cátodo, que completa el circuito.
La corrosión galvánica se produce en equipos como los intercambiadores de calor.
Componentes tales como las láminas de tubos, compartimentos de agua, tornillos y
bridas, y soportes hechos con materiales menos nobles se corroerán en las siguientes
localizaciones:
• Interfaces entre placas deflectoras y tubos.
• Entre las áreas de tubos y láminas – tubo.
• Uniones soldadas.
• Soporte de intercambiador de calor con tornillos en carcasa o fijadores que sean
menos nobles que los materiales de las bridas.
• En condensadores de agua de mar refrigerada, los materiales de tubo
tales como cobre – níquel, acero inoxidable o titanio son más nobles
que los materiales tubo – lámina tales como metal Muntz, latón brass,
o bronce aluminio; consecuentemente, las láminas del tubo pueden
sufrir ataque galvánico cuando se ajustan con materiales de tubo más
noble.
• Esto también es verdad con tubos hechos de aceros inoxidables
resistentes al agua del mar como superferríticos y superausteníticos
usados para reemplazar los tubos de aleaciones de cobre en láminas –
tubo de metal Muntz. Similarmente, un compartimiento de hierro
fundido puede sufrir ataque galvánico porque otros materiales en el
condensador son más nobles que el hierro fundido.
• En general, la corrosión de metal soldado puede eliminarse usando
electrodos convenientemente equilibrados.
El control de la corrosión
galvánica
El diseño es la forma principal de prevenir o minimizar la corrosión galvánica. Medidas
típicas para controlar la corrosión galvánica son:
1. Elegir combinaciones de metales todo lo cerca que sea posible en la serie galvánica,
a menos que el metal más noble se polarice fácilmente.
2. Eludir efectos de área no favorables, esto es, áreas pequeñas de ánodo y una gran
área de cátodo.
3. Aislar o romper el circuito entre dos metales aplicando revestimientos,
introduciendo juntas, arandelas no metálicas, etc., y estar seguros que el contacto
metal-a-metal no se restaura en servicio.
4. Añadir inhibidores de corrosión para hacer decrecer la agresividad del ambiente o
controlar la tasa de reacción catódica y/o anódica.
5. Mantener revestimiento. El revestimiento es el método más común para combatir la
corrosión.
6. La protección catódica es uno de los métodos recomendados para proteger el ánodo.
Se usa un ánodo de sacrificio tal como Zn, Al, o Mg que es anódico para los metales
estructurales.
CORROSIÓN POR GRIETAS
Es un tipo de ataque localizado intenso
que frecuentemente ocurre dentro de
pequeñas grietas y zonas ocultas del
metal expuesto a ambientes corrosivos.
Este tipo de corrosión está fuertemente
asociado a la presencia de pequeños
volúmenes de soluciones estancadas en
orificios.
FUNDAMENTOS
La corrosión por grietas tiene una
reconocida importancia en ingeniería,su
presencia es frecuente en pernos y tornillos,
entre válvulas, bajo depósitos porosos y en
muchos lugares similares.
La corrosión por grietas se produce en
muchos sistemas de aleaciones como el
acero inoxidable y aleaciones de titanio,
aluminio y cobre.
CORROSIÓN POR GRIETAS
FUNDAMENTOS
Para que ocurra este tipo de corrosión, la
grieta ha de ser lo suficientemente ancha
para permitir que se introduzca liquido, pero
a la vez lo bastante estrecha para mantener
estancado el liquido.
Por consiguiente, este tipo de corrosión se
producirá mas frecuentemente en aberturas
de unos pocos micrómetros o menos de
anchura.
CORROSIÓN POR GRIETAS
FUNDAMENTOS
las reacciones anódica y catódica en
las superficies de las grietas son:
Reacción anódica: M  M+ + e-
Reacción catódica: O2 + 2H2O +4e 4OH-
CORROSIÓN POR GRIETAS
FUNDAMENTOS
Puesto que la disolución en la grieta se encuentra
estancada, el oxigeno que se necesita para la
reacción catódica se gasta pero no se reemplaza.
De cualquier modo, la reacción que ocurre en el
ánodo M  M+ + e-continúa produciéndose,
creándose una alta concentración de iones positivos.
Para contrarrestar la carga positiva, un conjunto de
iones negativos, principalmente iones cloruro, migra
a la grieta, formando M+Cl-
El cloruro es hidrolizado por el agua, forma hidróxido
metálico y libera ácido de la manera siguiente:
M+Cl- + H2O MOH + H+Cl-
CORROSIÓN POR GRIETAS
o La corrosión por picaduras es uno de los tipos de
corrosión localizada más comunes y peligrosas, de
entre aquellos que se dan en medios acuosos.
o En la industria química la corrosión localizada es la
causa principal de fallos en servicio, y se estima que
es origen de al menos un 90% de los daños
motivados por la corrosión.
o La corrosión por picaduras constituye un tipo de
daño especialmente grave, a causa de la rapidez con
Ia que puede llegar a provocar la perforación de la
sección metálica afectada.
CORROSIÓN POR PICADURA
FUNDAMENTOS
o La corrosión por picaduras se caracteriza por un
ataque corrosivo extremadamente localizado. un
ataque que afecta a zonas relativamente
pequeñas en comparación con la superficie
expuesta.
o Si se produce corrosión sobre un área de metal
relativamente pequeña que actúa como ánodo, el
ataque progresa en profundidad, y la picadura
resultante se describe como profunda. Si por el
contrario, el área de ataque es más amplia, y no
tan profunda, la picadura se denomina
superficial.
CORROSIÓN POR PICADURA
FUNDAMENTOS
o La magnitud de las picaduras se expresa
generalmente por medio del término
picaduras y el espesor promedio perdido por
corrosión generalizada, determinado este
último por la pérdida de peso
experimentada por la muestra.
CORROSIÓN POR PICADURA
FUNDAMENTOS
El proceso electroquímico que tiene lugar
en la corrosión por picaduras de un metal
en una disolución salina tal como el agua
de mar, puede esquematizarse en la
siguiente representación.
la propagación de las picaduras implica la
disolución del metal, y el mantenimiento
de un elevado grado de acidez en el
interior de la misma, por hidrólisis de los
iones metálicos disueltos.
CORROSIÓN POR PICADURA
FUNDAMENTOS
La reacción de la disolución anódica en el fondo de
la picadura:
Está equilibrada por la reacción catódica en la
superficie adyacente:
El aumento de la concentración de iones 𝑀 𝑛+ en el
interior de la picadura determina la migración de
iones cloruro (𝐶𝑙−) hacia dicha zona. con el fin de
mantener la neutralidad electroquímica. El cloruro
metálico formado (𝑀+ 𝐶𝑙−), hidrolizado por el agua,
forma hidróxido y ácido libre:
CORROSIÓN POR PICADURA
FUNDAMENTOS
Posibles soluciones
Para prevenir o minimizar la corrosión por grieta y picadura en diseños de
ingeniería, se pueden emplear los métodos y procedimientos siguientes:
1.Usar en las estructuras de ingeniería ensambles de extremos completamente
soldados en lugar de otros atornillados o remachados.
2.La corrosión por grietas se tiene que tratar lo antes posible, ya que cuando la
grieta se vuelve muy grande se tendrá que remover la pieza completa de la
estructura analizada.
3.Rediseñar el equipo o pieza afectada para eliminar fisuras.
4.Cerrar las fisuras con materiales no absorbentes o incorporar una barrera para
prevenir la humedad.
5.Prevenir o remover la formación de solidos en la superficie del metal.
Corrosión Intergranular
La corrosión intergranular es un ataque localizado en el
límite de grano de un acero inoxidable. Aparece cerca
de las soldaduras, en especial en las zonas afectadas
térmicamente y es generalmente el resultado de la
sensibilización.
2.Aspecto de la corrosión
intergranular tras la sensibilización del
mismo.
1.Microestructura del acero
inoxidable AISI 304 sin sensibilizar.
CAUSAS
Esta corrosión generalmente ocurre, porque el
agente corrosivo ataca preferencialmente el limite
de grano o una zona adyacente a el, que ha
perdido un elemento necesario para tener una
resistencia a la corrosión adecuada.
• Tratamiento térmico.
• Soldadura.
MECANISMO
Este tipo de ataque resulta de las diferencias locales
en la composición. La precipitación de límite de
grano, en particular los carburos (Fe, Cr)23C6de
cromo en los aceros inoxidables, es un mecanismo
de corrosión intergranular bien reconocido y
aceptado.
Efecto de sensibilización
• Sensibilización se refiere a la precipitación de
carburos en los límites de grano en un acero
inoxidable o de aleación, haciendo que el acero
o aleación a ser susceptibles a la corrosión
intergranular o agrietamiento por corrosión bajo
tensión intergranular.
• Uno de los más importantes ejemplos de
corrosión intergranular es la que tiene
lugar en algunos aceros inoxidables
austeníticos (18% Cr 8% Ni) cuando son
calentados o enfriados lentamente a
través del rango de temperaturas de 500 a
800ºC. En este rango de temperaturas,
sensibilizado, los carburos de cromo
(Cr23C6) pueden precipitar en las interfaces
del limite de grano, como se muestra en la
figura
PREVENCION
• Por recocido: una vez terminadas las
operaciones de elaboración y de soldadura, el
acero deberá ser calentado hasta una
temperatura lo suficientemente alta para
disolver los carburos, lo que es generalmente
entre 1036 ºC y 1150 ºC, para enfriarlo luego con
la rapidez suficiente para evitar que se vuelva a
precipitar el carburo y utilizando para ello un
chorro de aire o agua.
PREVENCION
• Utilizando un acero estabilizado: el titanio o
el tantalio se combinan con el carbono y evitan
las precipitaciones perjudiciales. Los aceros
estabilizados son necesarios para todo servicio
que implique prolongadas exposiciones a las
temperaturas entre 426º C y 871 ºC.
PREVENCION
• Añadiendo un elemento que pueda combinarse
con el carbono del acero para que no pueda
formarse el carburo de cromo. Así, se adiciona
niobio y titanio en los tipos de aleación 347 y
321 respectivamente, se dice entonces que están
en una condición estabilizada.
PREVENCION
• Bajando el contenido en carbono alrededor del
0,03 por 100 en peso o menos para que no
puedan precipitar cantidades significativas de
carburo de cromo. El acero inoxidable tipo 304L,
por ejemplo, tiene su carbono a ese nivel tan
bajo.
La fragilización por hidrógeno ha sido definida como la pérdida de
resistencia y ductilidad inducida por el hidrógeno que puede derivar en
la iniciación o propagación de fracturas mecánicas.
La interacción del hidrógeno con diferentes materiales es causa de fallo
prematuro en distintas situaciones tal y como sucede en los trenes de
aterrizaje de los aviones, los depósitos de combustible de refinerías y
plantas químicas, las turbinas para la generación de energía eléctrica o
las tuberías y válvulas para el transporte de líquidos y gases.
El problema de la fragilización por hidrógeno afecta a los tres sistemas
básicos de cualquier industria que emplee el hidrógeno:
• Producción
• Transporte/Almacenamiento
• Utilización
FRAGILIZACIONPOR HIDROGENO
El hidrógeno degrada
metales y aleaciones
puede provocar el
colapso de una
estructura para
niveles de carga que
son muy bajos cuando
se los compara con los
que pueden ser
soportados por
materiales libres de
hidrógeno.
El resultado generalmente
es una fractura catastrófica
de naturaleza frágil y que
ocurre inesperadamente en
algunos casos luego de
mucho tiempo en servicio.
Esa es una de las mayores
causas de fallas en la
industria del petróleo y del
gas.
Un cobre que contiene oxigeno y se vea sometido a
elevadas temperaturas en presencia de hidrógeno, es
susceptible de verse afectado por el fenómeno de la
fragilización. Esto es debido al reducido radio atómico del
hidrógeno, que favorece, junto al aumento de
temperatura, a la difusión de éste en el cobre.
Cu2O + H2 <=> 2Cu + H2O
EJEMPLO
El hidrógeno reduce el óxido de cobre, y se forma vapor de agua
dentro de la estructura cristalina. Éste no es soluble y el tamaño
de la molécula impide su difusión fuera de la estructura cristalina
del cobre. Debido a la elevada temperatura y el volumen de las
moléculas contenidas el cobre se ve sometido a elevadísimas
presiones internas. Éste cobre resulta inservible para un trabajo
posterior.
La fragilización es más probable:
• Cuando más alto sea el contenido en oxígeno del cobre
• Cuando más alto sea el contenido de hidrógeno en la
atmósfera
• Cuando más alta sea la temperatura de recocido
• Cuando más largo sea el tiempo de recocido
Un recocido a 500ºC durante
1,5 h con atmósfera
controlada del 2% de
hidrógeno todavía es un
período factible para que un
cobre con oxigeno no resulte
afectado por la fragilización.
Sin embargo otros factores pueden influir
de forma indirecta la presencia de
hidrógeno en la atmósfera, como por
ejemplo, la disociación del vapor de agua
o hidrocarburos (restos grasos) en
moléculas de hidrógeno debido a las
elevadas temperaturas.El riesgo de sufrir fragilización por
hidrógeno aumenta sobretodo al
hacer soldadura blanda o por gas
con cobres que contienen
oxigeno. Para evitar problemas
debe ajustarse el gas o atmósfera
de los quemadores para que sea
neutral o ligeramente oxidante.
La mejor solución es emplear cobre libre
de oxígeno (OFC) o cobre desoxidado
mediante fósforo (DHP) . Estos son casi
inmunes a la fragilización por hidrógeno.
Microestructura de un cobre (K32, izquierda)
fragilizado por la presencia de hidrógeno, en
contraste con un cobre resistente a este fenómeno
(K09, derecha) después de ambos ser sometidos a
un recocido a 850ºC durante 30 min.
•Fragilización por hidrógeno ambiental: se
da en ambientes hidrogenados que producen
pérdida de ductilidad o rotura por tensiones.
Fragilización por reacción con el hidrógeno :
formación de ampollas , descarburación,
ataque por hidrógeno).
•Fragilización interna reversible
DAÑOS PRODUCIDOS POR EL
HIDRÓGENO
PREVENCIÓN DE LA FRAGILIZACION POR
H2
1. Reducir o evitar el material de
producción de hidrógeno durante el
procesamiento del metal. Ciertas
actividades como el decapado con
ácido, limpieza electroquímica,
galvanoplastia, la humedad en los
moldes de fundición y la humedad en
los hornos durante el tratamiento
térmico, pueden llevar a la fragilización
por hidrógeno. Estos pueden incluir el
uso de ácido, electroquímica y
materiales que están diseñados para
liberar bajos niveles de hidrógeno
durante el proceso de galvanoplastia.
2. Controlar y eliminar las
tensiones del metal antes
de procesarlo. Las
tensiones residuales,
tales como la resistencia
a la tracción adicional y
fuerzas de compresión
pueden conducir a
reacciones de hidrógeno
adicionales dentro del
metal.
3. Hornear el metal para
eliminar el hidrógeno adicional.
La Sociedad Estadounidense
para Pruebas y Materiales, que
establece las normas
internacionales de las materias,
requiere que los metales que
se cocinen a temperaturas
entre 190 y 220 grados
centígrados durante diferentes
cantidades de tiempo sobre la
base de la resistencia a la
tracción del metal. Cada metal
debe ser cocido por entre ocho
y 22 horas.
Aspecto de la fractura
intergranular en un tubo de
caldera, de acero al carbono
que falló debido a fragilización
por hidrógeno.
CORROSIÓN A ALTAS TEMPERATURAS
La corrosión a altas temperaturas es un deterioro
químico de un material bajo condiciones de muy
altas temperaturas. Puede ocurrir cuando un
material está expuesto a una temperatura elevada
en una atmosfera que contenga oxigeno, sulfuros u
otros compuestos que ayuden a la oxidación de los
materiales expuestos.
Cuando un metal se somete a temperaturas
elevadas, por lo general es difícil la presencia de una
película liquida conductora sobre su superficie por lo
que no tiene un lugar un mecanismo de corrosión
electroquímica, sino que se produce una reacción
química entre el metal y el gas agresivo,
normalmente el oxigeno.
Las características distintivas de este mecanismo
respecto del electroquímico son los siguientes:
1
• No hay electrolito en el medio de reacción.
2
• Solamente es relevante a temperaturas elevadas,
normalmente por encima de los 100 grados centígrados.
3
• Se suele producir un ataque del metal generalizado.
4
• El producto de corrosión primario es un oxido metálico.
5
• El oxido se genera directamente en la superficie metálica, teniendo
lugar la circulación de electrones e iones a través de la capa de oxido.
La corrosión a altas temperaturas es un
problema extendido en varias industrias tales
como:
• Generación de energía (nuclear y
combustibles fósiles).
• Tratamiento térmico.
• Refino y petroquímica.
• Incineración de residuos.
TERMODINAMICADELAOXIDACIÓNAALTA
TEMPERATURA
Normalmente las reacciones de formación de óxidos están
termodinámicamente favorecidos, ya que los correspondientes valores
son negativos a cualquier temperatura tal y como se observa en el
siguiente diagrama:
Valores de cambio de
Energía libre estándar
por mol de oxigeno con
la temperatura para la
formación de varios
óxidos de metales de
interés industrial
Las rectas mostradas en la figura son el resultado de representar
frente a T para la ecuación termodinámica:
Cambios de entalpía y entropía
La reacción de corrosión a altas temperaturas tiene siempre
tendencia termodinámica natural a producirse y desde el punto de
vista cinético tendrá lugar mas rápidamente cuanto mayor sea la
temperatura de operación.
Si consideramos el equilibrio que tiene
lugar en la formación de un óxido
Donde, Po2 sería la presión de oxigeno en
equilibrio que desarrollaría una mezcla de
metal puro y su óxido y se denomina presión
parcial de disociación del óxido
Si la presión parcial de disociación
del óxido es superior a la presión
parcial de oxigeno en el ambiente
El oxido deja de
ser estable
Si la presión de oxígeno externa es
superior a la de disociación del
óxido
El oxido será
estable en ese
ambiente
Por ejemplo, para el caso del Ag2O, y teniendo en cuenta que la
presión parcial de oxígeno en la atmósfera es de
aproximadamente 0,2 atm:
A 300K
A 400K
Óxido estable
Óxido no estable
Lo anterior, es la consecuencia de interpretar la ecuación
termodinámica que une a con Kp.
Al aumentar Po2 la tendencia termodinámica a la formación del
óxido es cada vez menor.
MECANISMO
Una vez formada la primera capa de óxido sobre la superficie
del metal o aleación, se establece una barrera entre la
superficie del material metálico y el gas. La formación de
nuevas moléculas de óxido exige que se desarrollen una serie
de etapas
1. En la interfase metal-óxido:
𝐶𝑢 𝑠 ↔ 𝐶𝑢+ 𝑝𝑒𝑙𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎 + 𝑒− (𝐶𝑢)
2. Tránsito de electrones a través de la película de óxido desde la interfase
metal-óxido a la interfase óxido-atmósfera.
3. En la interfase óxido-atmósfera:
1
2
𝑂2(𝑔) + 2𝑒− 𝑝𝑒𝑙𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎 ↔ 𝑂2−(𝑝𝑒𝑙í𝑐𝑢𝑙𝑎)
4. Tránsito por difusión, como consecuencia del gradiente de concetración,
del catión Cu+ desde la interfase metal-óxido hacia la interfase óxido-
átmosfera o bien, el tránsito del aníon O2- desde la interfase óxido-
atmósfera a la interfase metal-óxido, o tránsito de ambos para que entren en
contacto y pueda tener lugar la formación de una nueva molécula de óxido.
2𝐶𝑢+ + 𝑂2− ↔ 𝐶𝑢2 𝑂
CONDICIONESPARA QUE UN ÓXIDO SEA UN
BUEN PROTECTORA ALTAS TEMPERATURAS
Debe tener los siguientes: Buena adherencia, punto de fusión alto, baja
presión de vapor, coeficiente de expansión térmico casi igual al del metal,
plasticidad a alta temperatura para evitar su ruptura, baja conductividad
eléctrica, bajo coeficiente de difusión para iones metálicos y oxígeno.
La relación de Pilling-Bedworth, mide el volumen del óxido formado por el del
metal consumido:
𝑃. 𝐵. =
𝑣𝑜𝑙. 𝑑𝑒𝑙 ó𝑥𝑖𝑑𝑜 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑑𝑜
𝑣𝑜𝑙. 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜
Si P.B. <1 ; se
forman óxidos no
protectores
Si P.B. > 2 ; se
forman óxidos no
protectores
Si 1< P.B. < 2 ; se
forman óxidos
protectores
Otrostipos de corrosión A causa a altas
temperaturas
SULFATACIÓN
DIFICULTAD AL
LIBRE PASO DE
LOS
ELECTRONES.
CARBURIZACIÓN
TEMP:800-
1100 °C
SE DA EN
AMBIENTES
REDUCTORES
ATAQUEPORHIDROGENO
EL
HIDROGENO
REACCIONA
CON EL C PARA
FORMAR CH3
DESCARBURIZACIÓN
FORMACIÓN
DE COSTRA
QUE
DESCARBURIZ
A EN VARIOS
GRADOS
ASPECTOS CINÉTICOS
El estudio cinético de los procesos de corrosión a alta temperatura se
basa fundamentalmente en el conocimiento de la ley matemática que
relaciona la cantidad de metal que se pierde o el crecimiento en espesor
de la película de óxido (y) con el tiempo (t).
La mayoría de los fenómenos de corrosión se ajustan a
alguna de las leyes cinéticas siguientes:
Ley lineal
Ley parabólica
Ley logarítmica
Ley asintótica
PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN POR
ALTAS TEMPERASTURAS
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 erosión es el efecto producido cuando el movimiento
de un agente corrosivo, sobre una superficie de metal, acelera sus
efectos destructivos a causa del desgaste mecánico
El papel de la erosión se atribuye al efecto mecánico de remoción de
películas superficiales protectoras provocado por el flujo turbulento
CORROSIÓN POR EROSIÓN
67
La corrosión por erosión
generalmente tiene la
apariencia de orificios
poco profundos (puntos).
El ataque puede
mostrar un patrón
direccional en la
dirección tomada por
el corroente al
moverse sobre la
superficie del metal.
Se acelera en condiciones de alta velocidad, turbulencias, choques,
golpeteos, etc. Esto se ve muy frecuentemente en bombas centrifugas,
agitadores y tuberías (particularmente en curvas y codos).
 Más duro.
 Alta resistencia a la
corrosión superior incluso en
condiciones estancadas o
sin movimiento de fluidos.
Los líquidos en movimiento que contienen partículas
sólidas duras son también factibles a causar
problemas. Esto puede ser evitado haciendo
cambios en el diseño o en la selección de un
material más resistente
 El aumento de la turbulencia causada por picaduras en las
superficies internas de un tubo puede aumentar rápidamente las
tasas de erosión y, finalmente, puede generar una fuga.
 La corrosión por erosión también puede ser agravada por defectos
de fabricación. Una combinación de la erosión y la corrosión
 Puede conducir a tasas extremadamente altas de picaduras.
Lugares comunes en tuberías donde un fluido desarrolla un flujo turbulento que produce
erosión-corrosión
 Aumento de diámetros de tubería.
 Las superficies rugosas son generalmente indeseables.
 Diseños que generen turbulencia, restricciones de flujo y
obstrucciones son indeseables.
 Se deben evitar los cambios abruptos en la dirección del flujo.
 Tuberías de entrada del tanque deben estar ubicadas lejos de las
paredes del depósito.
 El espesor de las zonas vulnerables debe aumentarse.
 Implementar modificaciones ambientales para minimizar el riesgo de
corrosión por erosión.
 Las partículas abrasivas en los fluidos pueden eliminarse por
filtración o sedimentación.
 Inhibidores de desaireación y corrosión son medidas adicionales que
se pueden tomar.
 La protección catódica y la aplicación de recubrimientos protectores
también pueden reducir la tasa de ataque.
MEDIDAS PARA DISMINUIR LA VELOCIDAD
DE FLUJO Y LA CORROSIÓN
71
 Ocurre preferentemente en presencia de oxígeno,
cuando hay superficies muy próximas entre sí, que se
deslizan una sobre la otra.
 El deslizamiento, generalmente resulta, ya sea por
vibración o vaivén en puntos en los que, en fin, no debe
presentarse deslizamiento alguno.
Puede minimizarse utilizando materiales duros
diseñados para minimizar la presión, empleando
lubricación o bien incrementando la fricción hasta un
punto tal en que el deslizamiento es imposible
CORROSIÓN POR DESGASTE
Es causada por la formación y colapso de burbujas de vapor en un
líquido cerca de una superficie de metal.
La cavitación elimina escalas de superficie de protección por la
implosión de burbujas de gas en un fluido.
El ataque por corrosión es el resultado de los efectos
hidromecánicos de líquidos en las regiones de baja presión,
interrupciones o alteraciones en la dirección de flujo.
Los daños por cavitación aparecen a menudo como una colección
hoyos o cráteres de bordes afilados en la superficie, estrechamente
espaciados.
CAVITACIÓN
Corrosión por cavitación en el esquema del mecanismo de turbulento remolino de aguas
Proceso dinámico de formación de burbujas dentro del líquido, su
crecimiento y subsecuente colapsamiento a medida que el líquido fluye a
través de la bomba.
BURBUJAS DE VAPOR
• Se forman debido a la vaporización del líquido bombeado. La cavitación
inducida por la formación y colapso de estas burbujas se conoce como
Cavitación Vaporosa
BURBUJAS DE GAS
• Se forman por la presencia de gases disueltos en el líquido bombeado. La
cavitación inducida por la formación y colapso de estas burbujas se conoce
como Cavitación Gaseosa.
CAVITACIÓN EN BOMBAS
CENTRÍFUGAS
Ocurre debido a un insuficiente NPSH disponible o a
fenómenos de recirculación interna
Se manifiesta como una reducción del desempeño de la
bomba, ruido excesivo, alta vibración y desgaste en algunos
componentes de la bomba.
La extensión del daño puede ir desde unas picaduras
relativamente menores después de años de servicio, hasta
fallas catastróficas en un corto periodo de tiempo.
CAVITACIÓN VAPOROSA
Se produce por efecto de gases disueltos (más
comúnmente aire) en el líquido.
Esta cavitación raramente produce daño en el impulsor o
carcaza. Su efecto principal es una pérdida de capacidad
CAVITACIÓN GASEOSA
La corrosión por exfoliación es una corrosión
subsuperficial que comienza sobre una superficie
limpia, pero se esparce debajo de ella y el ataque tiene
una apariencia laminar.
Al final del ataque, una muestra tiene la apariencia de
un mazo de barajas en el cual algunas de las cartas han
sido extraídas.
Capas completas de material son corroídas y el ataque
es generalmente reconocido por el aspecto escamoso
y en ocasiones ampollado de la superficie.
CORROSIÓN POR EXFOLIACIÓN
La corrosión por exfoliación se encuentra frecuentemente junto
a elementos de sujeción donde un sellador de aislamiento
eléctrico o un recubrimiento de cadmio de sacrificio se ha roto,
permitiendo una acción galvánica entre los diferentes metales
Este tipo de ataque suele
ser debida a la presencia
de segundas fases,
impurezas u otro tipo de
heterogeneidad química
existente entre el borde y
el interior del grano
83
Corrosión Microbiológica
Es el deterioro del metal causado directa o indirectamente
por bacterias, moho y hongos en forma individual y
combinada. Puede ocurrir en diversos sistemas de
conducción de aguas
Sitio Daño
Sistemas de enfriamiento Corrosión en tubos intercambiadores
de calor con picaduras severas
Sistema de Distribución Paquetes de agua de mala calidad,
biocorrosion y biofouling
Tanques o en las mismas
formaciones de yacimientos por
aguas provenientes de operaciones
de producción de petróleo
Graves problemas de corrosión y
taponamientos de líneas
Corrosión Biológica
• Es la interacción de organismos con materiales para
producir reacciones químicas corrosivas, acelera
directamente o establece nuevas reacciones
electroquímicas corrosivas también se pueden formar
sustancias corrosivas como ácidos y amoniaco.
• Participan principalmente microorganismos aerobios y
anaerobios.
• Entre los factores que afectan la agresividad de las
bacterias corrosivas están: temperatura, concentraciones
de carbono orgánico total y de nitrógeno, el flujo, las
concentraciones de oxigeno o de amoniaco, ph y otras.
• Existen 4 clases principales de bacterias implicadas en la
corrosión en los sistemas de agua de enfriamiento:
Sulfurreductora, productoras de acido, depositadora de
metales, formadores de babaza.
Corrosión Activa
Comúnmente el ataque activo la causan los microorganismos.
Tienen que estar presentes cuatro factores para un diagnostico
de corrosión con influencia microbiológica:
1. La presencia de microorganismos o de sus subproductos
2. Morfologías de corrosión microbiológicamente únicas.
3. Productos y depósitos de corrosión específicos.
4. Condiciones ambientales compatibles.
Cada uno de estos factores mencionados es único para bacterias
especificas.
Sulfatorreductoras
Son el grupo de bacterias sulfatoreductora consiste principalmente de formas
unicelulares que crecen anaeróbicamente y reducen sulfatos SO4
2-, a sulfuro de
hidrogeno H2S . Un miembro de este grupo es la Desulfonema, es multicelular.
Las bacterias sulfatoreductora son las mas importantes en aguas y aguas de desechos,
incluyen Desulfovibrio. Las bacterias sulfatoreductoras contribuyen a la tuberculacion
y corrosión galvánica en acueductos principales y problemas de sabor y olor en el
agua.
Las oxidadoras de sulfuro aeróbicas, los sulfitos son oxidados de sulfuro a sulfatos,
oxidan compuestos de sulfuro reducidos aeróbicamente para obtener energía. Las
sulfuro-oxidadoras aeróbicas del genero Thibacillus por su producción de acido
sulfúrico contribuye a la destrucción de alcantarillas y corrosión acida de metales
Mecanismos de Corrosión
Bacterias de Hierro
Se caracterizan por su capacidad para transformar o depositar cantidades
significativas de hierro o azufre, en general e forma de cienos. Las bacterias
ferruginosas son capaces de metabolizar el hierro reducido presente en
hábitat acuoso y depositarlo en forma de oxido férrico hidratado o en sus
secreciones mucilaginosas, similar a las bacterias que utilizan manganeso.
Tun lodo café produce un color rojizo y un desagradable olor al agua
ocasionando un suministro inadecuado para fines domésticos e industriales.
Productoras de acido
Los ácidos producidos disminuyen el pH, aceleran el ataque, las
especies Thiobacillus thioxidans y Clostridium son las mas
relacionas con la corrosión en acero.
Thioxidans, aerobio, oxida varios compuestos que contienen
azufre para formar acido sulfúrico. Se encuentra en la parte
superior de los tubérculos, se asocia simbióticamente con las
sulforreductoras, oxida sulfuros a sulfatos mientras que las
sulforreductoras convierten sulfatos a sulfuros.
Las Clostridia, anaeróbicas, producen ácidos orgánicos de
cadena corta pueden ser bastante agresivos hacia el acero, se
encuentran cerca de las superficies de corrosión.
Formadoras de babaza
Son en su mayoría aerobias excepto Pseudomonas. Son
mezclas de secreciones denominados polímeros
extracelulares donde el 99% es agua. Las capas de
babaza contribuyen a la corrosión tanto activa como
pasiva, consumen oxigeno y estimulan la formación de
celdas de oxigeno.
Por ser aerobias están presentes encima de los
productos de corrosión y los depósitos próximos a las
aguas oxigenadas, muchas veces debajo de la babaza se
encuentran anaerobias y frecuentemente
sulfarreductoras y productoras de acido.
Corrosion Biologica Pasiva
Causada por sustancias químicamente inertes es la misma ya sea
que la sustancia este viva o este muerta. La corrosión por celdas
de concentración, la cinética incrementada de las reacciones de
corrosión es influenciada por masas biológicas cuyos procesos
metabólicos no influyen materialmente en los procesos
corrosivos.
En circunstancias especiales ciertas bacterias anaerobias que
son capaces de producir hidrogeno pueden contribuir a la
fragilizacion de aleaciones debía al hidrogeno. La
descomposición puede generar amoniaco en concentraciones
altas como para producir un agrietamiento debido a la corrosión
y esfuerzo de los tubos de latón de los condensadores
Lugares donde se presenta
Ocurre donde hay material biológico depositado sobre las superficies. El
ataque microbiológico suele ocurrir donde la temperatura del agua este por
debajo de los 82ªC, las masas de babazas ensucian cajas de agua, tubos en
los intercambiadores de calor y placas de tubos.
El crecimiento de algas cubre a las torres de enfriamiento y obstruye
coladores y entradas de agua. El crecimiento de hongos causa la
podredumbre de la madera en torres de enfriamiento.
Los sistemas sucios con aceites y grasas generalmente contienen números
grandes de bacterias. los organismos grandes son un indicador seguro de la
presencia bacterial y directamente pueden causar un ataque.
CORROSIÓN SELECTIVA
Es el proceso donde un elemento específico es
eliminado de una aleación disolviéndolo en la
estructura de la aleación debido a una
interacción electroquímica con el medio
Actúa sólo sobre metales nobles como al Plata-
Cobre o Cobre-Oro
Se 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 metal al someterlo a una
fuerza mecánica (La estructura de la aleación se
debilita).
EJEMPLOSDE CORROSIÓN SELECTIVA
• El más común es el deszincado de los latones,
consistente le la eliminación del zinc aleado con
el Cu, y que convierte al latón en una estructura
porosa, debilitada y rojiza de Cu.
Suele ocurrir cuando el metal es expuesto a
aguas blandas y puede ser acelerada por
concentraciones altas de dióxido de carbono y
la presencia de iones cloruro.
El mecanismo de dezincificación del cobre involucra
las tres etapas siguientes:
Disolución del latón.
Permanencia de los iones cinc en la disolución.
Electrodeposición del cobre en solución sobre el
latón.
Puesto que el cobre que permanece no tiene la
textura del latón, la firmeza de la aleación y su
resistencia es considerablemente menor
Estos latones son empleados en valvulería y racorería
metálica “amarilla”.
Grafitización de fundiciones
Corrosión grafítica es
la lixiviación selectiva
de hierro gris del
hierro fundido, donde
el hierro se consigue
quitado el grafito y los
granos permanecen
intactos.
Dejando un esqueleto
de grafito quebradizo
por la disolución del
hierro.
• Desaluminificación
es un proceso que le
corresponde a las
aleaciones de
aluminio.
• Los efectos
similares para
diversos metales son
descarburación
(retiro de carbón de
la superficie de la
aleación),.
CONTROL DE LA CORROSIÓN SELECTIVA
• La PROTECCIÓN CATÓDICA ocurre cuando un metal es forzado a ser el
cátodo de la celda corrosiva adhiriéndole (acoplándolo o recubriéndolo) de
un metal que se corroa más fácilmente que él. Para el caso del latón; la
protección Catódica es la GALVANIZACIÓN, que consiste en cubrir un metal
con Zinc para que éste se corroa primero. Lo que se hace es convertir al Zinc
en un ÁNODO DE SACRIFICIO.
• Fabricación latones con menor contenido de cinc, es decir latones con 85%
de Cu y 15% de Zn.
• Cambiar a aleaciones cuproníquel, de 70-90% de Cu y de 10-30% de Ni.
• Modificar el ambiente corrosivo
• En algunos casos es necesario hacer recubrimientos con material inorgánico,
los más 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
• El uso de pinturas, lacas, barnices y muchos materiales orgánicos
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.
CORROSIÓN BAJO TENSIÓN
• La rotura por corrosión por esfuerzo o bajo
tensión (stress corrosion craking SCC) de metales
se refiere a la rotura originada por la
combinación de efectos de tensiones intensas y
corrosión especifica que actúa en el entorno del
metal.
• Durante la SCC el ataque que recibe la superficie
del metal es generalmente muy pequeño
mientras que las grietas aparecen claramente
localizada y se propagan a lo largo de la sección
del metal
• Los esfuerzos residuales que dan lugar a la SCC pueden ser
resultado, por ejemplo, de esfuerzos térmicos introducidos
por tasas desiguales de enfriamiento, de un diseño mecánico
defectuoso para esfuerzos, de transformaciones de fase
durante el tratamiento térmico durante el trabajo en frío, o
durante la soldadura.
• Sólo ciertas combinaciones de aleaciones y ambientes son
susceptibles de la SCC.
• No parece haber un modelo general para los ambientes en
los que se produce la SCC en las aleaciones. Por ejemplo, los
aceros inoxidables quiebran en atmósferas de cloro, pero no
en las que contienen amoniaco. Por el contrario, los latones
(aleación Cu Zn) quiebran en atmósferas que tienen cloro.
Corrosión bajo tensión
Por fatiga
Corrosión en Cerámicos
E. Metálicos + E. no metálicos =Cerámicos
• Se puede considerar que ya
han sido corroídos.
• Los cerámicos son
excesivamente resistentes a la
corrosión a temperaturas
ambientes.
Característicasde los materiales
cerámicos:
• Resistencia a las altas temperaturas, por lo que
son buenos aislantes del fuego.
• Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de
la erosión que causan los agentes atmosféricos.
• Alta resistencia a casi todos los agentes
químicos. Gran poder de aislamiento, térmico y
también eléctrico.
• REFRACTARIOS
DEGRADACIÓN DE POLIMEROS
• Los materiales poliméricos también experimentan
deterioro mediante interacciones con el ambiente.
• La degradación polimérica es fisicoquímica.
• en la degradación de los polímeros tienen lugar gran
variedad de reacciones y consecuencias adversas.
• Los polímeros se deterioran por hinchamiento y por
disolución.
• La ruptura de enlaces covalentes ( por energía
térmica, por reacciones químicas y también por
radiación), generalmente va acompañada de una
disminución de la integridad mecánica.
• los mecanismos de su degradación no se conocen
suficientemente.
HINCHAMIENTOY DISOLUCIÓN
• En el hinchamiento, el liquido o soluto se difunde en el
polímero y se absorbe dentro de él; las pequeñas moléculas de
soluto ocupan posiciones entre las macromoléculas del
polímero, que logran separar, dilatando o hinchando la
muestra.
• reducción de las fuerzas de enlace intermoleculares
secundarias
• el material se hace mas blando y mas dúctil.
• El soluto liquido disminuye la temperatura de transición vítrea
y, si disminuye por debajo de la temperatura ambiente , hace
que un material que antes era fuerte se convierta en gomoso y
débil.
• El hinchamiento se puede considerar como un proceso de
disolución parcial en el que hay solo solubilidad limitada del
polímero en el disolvente. La disolución, que tiene lugar
cuando el polímero es completamente soluble. Puede
considerarse como la continuación del hinchamiento.
• La probabilidad de que ocurra hinchamiento y/o disolución suele ser
tanto mayor cuando mayor es el parecido entra la estructura
química del soluto y la del polímero.
• Por ejemplo, muchos cauchos de hidrocarburos absorben
rápidamente hidrocarburos líquidos como la gasolina.
• Las características del hinchamiento y de la disolución están influidas
por la temperatura y por la estructura molecular. En general, el
aumento del peso molecular, el aumento de los grados de
entrecruzamiento y de cristalinidad y la disminución de la
temperatura reducen este proceso deteriorativo.
• En general, los polímeros son mas resistentes que los metales a los
ataques de disoluciones ácidas y alcalinas. Los fluorocarbonos y el
cloruro de polivinilo tienen extraordinaria resistencia al ataque
químico de ambos tipos de disoluciones.
Rotura de enlace
• escisión: la separación o rotura de los enlaces de
las cadenas moleculares.
• Esto origina una separación de los segmentos de
las cadenas en el punto de la escisión y una
disminución del peso molecular.
• Algunas de las propiedades físicas y químicas de
los polímeros se afectan adversamente mediante
este tipo de degradación.
• resistencia mecánica y la resistencia al ataque
químico, dependen del peso molecular.
• La rotura del enlace se origina por exposición a la
radiación o al calor y por la reacción química.
Efectos de la radiación
• Algunos tipos de radiación (haz de electrones, rayos X, rayos
beta, rayos gamma y radiación ultravioleta)
• Una reacción a esta radiación es la ionización, en la que una
radiación elimina un electrón de un orbital de un átomo
especifico y convierte el átomo en ion.
• La rotura de un enlace conduce a la escisión o al
entrecruzamiento en el lugar de la ionización.
• Por ejemplo, industrialmente se utiliza la radiación gamma
para entrecruzar el polietileno, lo que aumenta su resistencia
al ablandamiento y la fluencia a elevada temperatura. Este
proceso también se realiza en productos ya fabricados.
Efectos de las reacciones
químicas
• El oxigeno, el ozono y otras substancias pueden, por reacción
química, originar o acelerar la escisión. Este efecto predomina en
el caucho vulcanizado, que tiene cadenas moleculares con
átomos de carbono unidos mediante dobles enlaces, expuesto al
ozono O3 atmosférico. La reacción de escisión se puede
representar por
• La cadena se ha separado por el doble enlace.
• Si el caucho está en estado no tensionado, generalmente se
forma una película superficial que protege el material de una
posterior reacción. Se forman grietas y hendiduras que crecen
en la dirección perpendicular al esfuerzo, y el material puede
romperse.
• Aparentemente estas grietas son el resultado de gran numero
de escisiones inducidas por el ozono.
Efectos térmicos
• La degradación térmica consiste en la escisión de cadenas moleculares
a elevadas temperaturas.
• experimentan reacciones químicas que producen especies gaseosas.
• la estabilidad térmica de los polímeros es una medida de su resistencia
a esta descomposición.
• La estabilidad térmica se relaciona principalmente con la magnitud de
las energías de enlace entre los diferentes componentes de un
polímero: las energías mas elevadas corresponden a los materiales mas
estables térmicamente.
• enlace C-F es mayor que el del enlace C-H, que, a su vez, es mayor que
el del enlace C-Cl. Los fluorocarburos, que tienen enlaces C-F figuran
entre los materiales poliméricos de mayor resistencia térmica y
pueden utilizarse a temperaturas relativamente elevadas.
Degradación por exposición la
intemperie
• La mayoría de los materiales poliméricos en
servicio están expuestos al exterior.
• En estas condiciones el deterioro es
principalmente consecuencia de la oxidación
iniciada por la radiación ultravioleta del sol.
• Algunos polímeros, como la celulosa y el nilón,
también absorben agua y disminuyen su dureza y
su tenacidad.
• La resistencia a la degradación por exposición a
la intemperie de los polímeros es muy dispar.
• Los fluorcarbonos son inertes a la degradación
por agentes atmosféricos, mientras que el
cloruro de polivinilo y el polietileno son
susceptibles a este deterioro.
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Tipos de corrosión

  • 2.
  • 3. TIPOS DE CORROSIÓN 1. Corrosión Uniforme 2. Corrosión Galvánica 3. Corrosión por grietas 4. Corrosión por picaduras 5. Corrosión intergranular 6. Fragilización por hidrogeno 7. Corrosión a altas temperaturas 8. Corrosión por erosión y exfoliación 9. Corrosión microbiológica 10. Corrosión selectiva 11. Degradación de cerámicos y polímeros
  • 4. CORROSIÓN UNIFORME • Es el tipo de corrosión más común que vemos día a día y que por otra parte es la que tenemos más a la vista de los diferentes tipos de corrosión. • Este tipo de ataque se presenta en casi todos los metales que están expuestos a la acción de los elementos atmosféricos, tales como el oxígeno del aire, productos de combustión y smog presentes en la atmósfera, radiación solar y muy especialmente el agua, proveniente de condensación o lluvia. • Si la corrosión se presenta, electroquímica o química, salen de forma pareja y uniforme sobre toda la superficie metálica lo que se denomina corrosión uniforme, que puede ser húmeda o seca • Por otro lado, el daño producido por una corrosión uniforme es fácil de medir y cuantificar, por lo que las fallas inesperadas pueden ser evitadas simplemente con una inspección regular de los materiales.
  • 5. Corrosión 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 atmosfera 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 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 aumento en la corrosión. • Marinos: Esta clase de ambientes se caracterizan por la presentía de clorhidro, un ion particularmente 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 corrosión atmosférica. Ellos son la temperatura, la Presencia de Contaminantes en elambiente y la Humedad.
  • 6. Protección contra la corrosión atmosférica Para proteger contra la corrosión atmosférica deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones: • Ambiente de la planta industrial específico alrededor del equipo. • Temperatura operación. • Protección contra la entrada de agua de lluvia en grietas. En muchas plantas industriales se producen liberaciones de gases corrosivos, tales como sulfuro de hidrógeno, dióxido de azufre, o amoniaco, de plantas o procesos próximos que incrementarán la corrosión de equipos. La temperatura de operación de los recipientes a presión y los intercambiadores de calor tienen un efecto significativo en la corrosión atmosférica. Las unidades que operan bajo el punto de rocío experimentan más corrosión de la que se opera a temperaturas más altas. Para proteger la entrada de agua de lluvia en grietas, deben soldarse soportes en los refuerzos que continuamente serán soldados al recipiente. Las soldaduras parciales y costuras actuarán como una grieta. Esto permite la entrada de agua entre el soporte y el recipiente y ello acelera la corrosión.
  • 7. Control de la corrosión uniforme La corrosión uniforme puede predecirse y controlarse por: • Selección del material adecuado. • Pequeñas adicciones de aleación al metal base. • Protección catódica usando ánodos de sacrificio. • Uso de inhibidores. • Revestimiento de superficie. • Añadiendo material extra conocido como margen de corrosión se contemplan las pérdidas de material que sufrirán los equipos.
  • 8.
  • 9.
  • 10. CORROSIÓN GALVÁNICA • La corrosión galvánica se produce cuando un líquido conductor eléctrico ( electrolito ) y dos materiales metálicos diferentes están en contacto. El metal menos noble ( ánodo) se desgasta y el más noble ( cátodo) se protege. • En general, la corrosión metálica implica la pérdida de metal en un punto de la superficie expuesta. La corrosión puede presentarse en varias formas, desde ataques uniformes sobre toda la superficie hasta ataques locales agudos. • Los principios de la corrosión galvánica se utilizan en la protección catódica. La protección catódica es un método para reducir o evitar la corrosión de una superficie metálica utilizando un metal menos noble como ánodos de sacrificio (cinc o aluminio) o generando una corriente continua eléctrica igual y en sentido contrario a la corriente producida por corrosión (corrientes impresas).
  • 11. • Cuando dos metales o aleaciones disimilares de diferentes posiciones de series electromotrices están en contacto cada uno con un electrolito, se forma un par galvánico que da como resultado la corrosión de uno de los metales, conocido como el ánodo de la pareja. En otras palabras, la corrosión galvánica no afecta al cátodo, que se conoce como metal noble. Esta forma de ataque corrosiva se conoce como corrosión galvánica ya que todo el sistema se comporta como una célula galvánica. La corrosión galvánica también tiene lugar dentro del mismo grupo de metales debido a imperfecciones o heterogeneidades en las superficies del metal o debido a variaciones químicas. Para que tenga lugar la corrosión galvánica se requieren cuatro componentes esenciales: ánodo, cátodo, electrolito, y trayectoria metálica entre el ánodo y cátodo, que completa el circuito. La corrosión galvánica se produce en equipos como los intercambiadores de calor. Componentes tales como las láminas de tubos, compartimentos de agua, tornillos y bridas, y soportes hechos con materiales menos nobles se corroerán en las siguientes localizaciones: • Interfaces entre placas deflectoras y tubos. • Entre las áreas de tubos y láminas – tubo. • Uniones soldadas. • Soporte de intercambiador de calor con tornillos en carcasa o fijadores que sean menos nobles que los materiales de las bridas.
  • 12. • En condensadores de agua de mar refrigerada, los materiales de tubo tales como cobre – níquel, acero inoxidable o titanio son más nobles que los materiales tubo – lámina tales como metal Muntz, latón brass, o bronce aluminio; consecuentemente, las láminas del tubo pueden sufrir ataque galvánico cuando se ajustan con materiales de tubo más noble. • Esto también es verdad con tubos hechos de aceros inoxidables resistentes al agua del mar como superferríticos y superausteníticos usados para reemplazar los tubos de aleaciones de cobre en láminas – tubo de metal Muntz. Similarmente, un compartimiento de hierro fundido puede sufrir ataque galvánico porque otros materiales en el condensador son más nobles que el hierro fundido. • En general, la corrosión de metal soldado puede eliminarse usando electrodos convenientemente equilibrados.
  • 13. El control de la corrosión galvánica El diseño es la forma principal de prevenir o minimizar la corrosión galvánica. Medidas típicas para controlar la corrosión galvánica son: 1. Elegir combinaciones de metales todo lo cerca que sea posible en la serie galvánica, a menos que el metal más noble se polarice fácilmente. 2. Eludir efectos de área no favorables, esto es, áreas pequeñas de ánodo y una gran área de cátodo. 3. Aislar o romper el circuito entre dos metales aplicando revestimientos, introduciendo juntas, arandelas no metálicas, etc., y estar seguros que el contacto metal-a-metal no se restaura en servicio. 4. Añadir inhibidores de corrosión para hacer decrecer la agresividad del ambiente o controlar la tasa de reacción catódica y/o anódica. 5. Mantener revestimiento. El revestimiento es el método más común para combatir la corrosión. 6. La protección catódica es uno de los métodos recomendados para proteger el ánodo. Se usa un ánodo de sacrificio tal como Zn, Al, o Mg que es anódico para los metales estructurales.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17. CORROSIÓN POR GRIETAS Es un tipo de ataque localizado intenso que frecuentemente ocurre dentro de pequeñas grietas y zonas ocultas del metal expuesto a ambientes corrosivos. Este tipo de corrosión está fuertemente asociado a la presencia de pequeños volúmenes de soluciones estancadas en orificios. FUNDAMENTOS
  • 18. La corrosión por grietas tiene una reconocida importancia en ingeniería,su presencia es frecuente en pernos y tornillos, entre válvulas, bajo depósitos porosos y en muchos lugares similares. La corrosión por grietas se produce en muchos sistemas de aleaciones como el acero inoxidable y aleaciones de titanio, aluminio y cobre. CORROSIÓN POR GRIETAS FUNDAMENTOS
  • 19. Para que ocurra este tipo de corrosión, la grieta ha de ser lo suficientemente ancha para permitir que se introduzca liquido, pero a la vez lo bastante estrecha para mantener estancado el liquido. Por consiguiente, este tipo de corrosión se producirá mas frecuentemente en aberturas de unos pocos micrómetros o menos de anchura. CORROSIÓN POR GRIETAS FUNDAMENTOS
  • 20. las reacciones anódica y catódica en las superficies de las grietas son: Reacción anódica: M  M+ + e- Reacción catódica: O2 + 2H2O +4e 4OH- CORROSIÓN POR GRIETAS FUNDAMENTOS
  • 21. Puesto que la disolución en la grieta se encuentra estancada, el oxigeno que se necesita para la reacción catódica se gasta pero no se reemplaza. De cualquier modo, la reacción que ocurre en el ánodo M  M+ + e-continúa produciéndose, creándose una alta concentración de iones positivos. Para contrarrestar la carga positiva, un conjunto de iones negativos, principalmente iones cloruro, migra a la grieta, formando M+Cl- El cloruro es hidrolizado por el agua, forma hidróxido metálico y libera ácido de la manera siguiente: M+Cl- + H2O MOH + H+Cl- CORROSIÓN POR GRIETAS
  • 22. o La corrosión por picaduras es uno de los tipos de corrosión localizada más comunes y peligrosas, de entre aquellos que se dan en medios acuosos. o En la industria química la corrosión localizada es la causa principal de fallos en servicio, y se estima que es origen de al menos un 90% de los daños motivados por la corrosión. o La corrosión por picaduras constituye un tipo de daño especialmente grave, a causa de la rapidez con Ia que puede llegar a provocar la perforación de la sección metálica afectada. CORROSIÓN POR PICADURA FUNDAMENTOS
  • 23. o La corrosión por picaduras se caracteriza por un ataque corrosivo extremadamente localizado. un ataque que afecta a zonas relativamente pequeñas en comparación con la superficie expuesta. o Si se produce corrosión sobre un área de metal relativamente pequeña que actúa como ánodo, el ataque progresa en profundidad, y la picadura resultante se describe como profunda. Si por el contrario, el área de ataque es más amplia, y no tan profunda, la picadura se denomina superficial. CORROSIÓN POR PICADURA FUNDAMENTOS
  • 24. o La magnitud de las picaduras se expresa generalmente por medio del término picaduras y el espesor promedio perdido por corrosión generalizada, determinado este último por la pérdida de peso experimentada por la muestra. CORROSIÓN POR PICADURA FUNDAMENTOS
  • 25. El proceso electroquímico que tiene lugar en la corrosión por picaduras de un metal en una disolución salina tal como el agua de mar, puede esquematizarse en la siguiente representación. la propagación de las picaduras implica la disolución del metal, y el mantenimiento de un elevado grado de acidez en el interior de la misma, por hidrólisis de los iones metálicos disueltos. CORROSIÓN POR PICADURA FUNDAMENTOS
  • 26. La reacción de la disolución anódica en el fondo de la picadura: Está equilibrada por la reacción catódica en la superficie adyacente: El aumento de la concentración de iones 𝑀 𝑛+ en el interior de la picadura determina la migración de iones cloruro (𝐶𝑙−) hacia dicha zona. con el fin de mantener la neutralidad electroquímica. El cloruro metálico formado (𝑀+ 𝐶𝑙−), hidrolizado por el agua, forma hidróxido y ácido libre: CORROSIÓN POR PICADURA FUNDAMENTOS
  • 27. Posibles soluciones Para prevenir o minimizar la corrosión por grieta y picadura en diseños de ingeniería, se pueden emplear los métodos y procedimientos siguientes: 1.Usar en las estructuras de ingeniería ensambles de extremos completamente soldados en lugar de otros atornillados o remachados. 2.La corrosión por grietas se tiene que tratar lo antes posible, ya que cuando la grieta se vuelve muy grande se tendrá que remover la pieza completa de la estructura analizada. 3.Rediseñar el equipo o pieza afectada para eliminar fisuras. 4.Cerrar las fisuras con materiales no absorbentes o incorporar una barrera para prevenir la humedad. 5.Prevenir o remover la formación de solidos en la superficie del metal.
  • 28. Corrosión Intergranular La corrosión intergranular es un ataque localizado en el límite de grano de un acero inoxidable. Aparece cerca de las soldaduras, en especial en las zonas afectadas térmicamente y es generalmente el resultado de la sensibilización.
  • 29. 2.Aspecto de la corrosión intergranular tras la sensibilización del mismo. 1.Microestructura del acero inoxidable AISI 304 sin sensibilizar.
  • 30. CAUSAS Esta corrosión generalmente ocurre, porque el agente corrosivo ataca preferencialmente el limite de grano o una zona adyacente a el, que ha perdido un elemento necesario para tener una resistencia a la corrosión adecuada. • Tratamiento térmico. • Soldadura.
  • 31. MECANISMO Este tipo de ataque resulta de las diferencias locales en la composición. La precipitación de límite de grano, en particular los carburos (Fe, Cr)23C6de cromo en los aceros inoxidables, es un mecanismo de corrosión intergranular bien reconocido y aceptado.
  • 32. Efecto de sensibilización • Sensibilización se refiere a la precipitación de carburos en los límites de grano en un acero inoxidable o de aleación, haciendo que el acero o aleación a ser susceptibles a la corrosión intergranular o agrietamiento por corrosión bajo tensión intergranular.
  • 33. • Uno de los más importantes ejemplos de corrosión intergranular es la que tiene lugar en algunos aceros inoxidables austeníticos (18% Cr 8% Ni) cuando son calentados o enfriados lentamente a través del rango de temperaturas de 500 a 800ºC. En este rango de temperaturas, sensibilizado, los carburos de cromo (Cr23C6) pueden precipitar en las interfaces del limite de grano, como se muestra en la figura
  • 34.
  • 35. PREVENCION • Por recocido: una vez terminadas las operaciones de elaboración y de soldadura, el acero deberá ser calentado hasta una temperatura lo suficientemente alta para disolver los carburos, lo que es generalmente entre 1036 ºC y 1150 ºC, para enfriarlo luego con la rapidez suficiente para evitar que se vuelva a precipitar el carburo y utilizando para ello un chorro de aire o agua.
  • 36. PREVENCION • Utilizando un acero estabilizado: el titanio o el tantalio se combinan con el carbono y evitan las precipitaciones perjudiciales. Los aceros estabilizados son necesarios para todo servicio que implique prolongadas exposiciones a las temperaturas entre 426º C y 871 ºC.
  • 37. PREVENCION • Añadiendo un elemento que pueda combinarse con el carbono del acero para que no pueda formarse el carburo de cromo. Así, se adiciona niobio y titanio en los tipos de aleación 347 y 321 respectivamente, se dice entonces que están en una condición estabilizada.
  • 38. PREVENCION • Bajando el contenido en carbono alrededor del 0,03 por 100 en peso o menos para que no puedan precipitar cantidades significativas de carburo de cromo. El acero inoxidable tipo 304L, por ejemplo, tiene su carbono a ese nivel tan bajo.
  • 39.
  • 40. La fragilización por hidrógeno ha sido definida como la pérdida de resistencia y ductilidad inducida por el hidrógeno que puede derivar en la iniciación o propagación de fracturas mecánicas. La interacción del hidrógeno con diferentes materiales es causa de fallo prematuro en distintas situaciones tal y como sucede en los trenes de aterrizaje de los aviones, los depósitos de combustible de refinerías y plantas químicas, las turbinas para la generación de energía eléctrica o las tuberías y válvulas para el transporte de líquidos y gases. El problema de la fragilización por hidrógeno afecta a los tres sistemas básicos de cualquier industria que emplee el hidrógeno: • Producción • Transporte/Almacenamiento • Utilización FRAGILIZACIONPOR HIDROGENO
  • 41. El hidrógeno degrada metales y aleaciones puede provocar el colapso de una estructura para niveles de carga que son muy bajos cuando se los compara con los que pueden ser soportados por materiales libres de hidrógeno. El resultado generalmente es una fractura catastrófica de naturaleza frágil y que ocurre inesperadamente en algunos casos luego de mucho tiempo en servicio. Esa es una de las mayores causas de fallas en la industria del petróleo y del gas.
  • 42. Un cobre que contiene oxigeno y se vea sometido a elevadas temperaturas en presencia de hidrógeno, es susceptible de verse afectado por el fenómeno de la fragilización. Esto es debido al reducido radio atómico del hidrógeno, que favorece, junto al aumento de temperatura, a la difusión de éste en el cobre. Cu2O + H2 <=> 2Cu + H2O EJEMPLO
  • 43. El hidrógeno reduce el óxido de cobre, y se forma vapor de agua dentro de la estructura cristalina. Éste no es soluble y el tamaño de la molécula impide su difusión fuera de la estructura cristalina del cobre. Debido a la elevada temperatura y el volumen de las moléculas contenidas el cobre se ve sometido a elevadísimas presiones internas. Éste cobre resulta inservible para un trabajo posterior. La fragilización es más probable: • Cuando más alto sea el contenido en oxígeno del cobre • Cuando más alto sea el contenido de hidrógeno en la atmósfera • Cuando más alta sea la temperatura de recocido • Cuando más largo sea el tiempo de recocido
  • 44. Un recocido a 500ºC durante 1,5 h con atmósfera controlada del 2% de hidrógeno todavía es un período factible para que un cobre con oxigeno no resulte afectado por la fragilización. Sin embargo otros factores pueden influir de forma indirecta la presencia de hidrógeno en la atmósfera, como por ejemplo, la disociación del vapor de agua o hidrocarburos (restos grasos) en moléculas de hidrógeno debido a las elevadas temperaturas.El riesgo de sufrir fragilización por hidrógeno aumenta sobretodo al hacer soldadura blanda o por gas con cobres que contienen oxigeno. Para evitar problemas debe ajustarse el gas o atmósfera de los quemadores para que sea neutral o ligeramente oxidante. La mejor solución es emplear cobre libre de oxígeno (OFC) o cobre desoxidado mediante fósforo (DHP) . Estos son casi inmunes a la fragilización por hidrógeno.
  • 45. Microestructura de un cobre (K32, izquierda) fragilizado por la presencia de hidrógeno, en contraste con un cobre resistente a este fenómeno (K09, derecha) después de ambos ser sometidos a un recocido a 850ºC durante 30 min.
  • 46. •Fragilización por hidrógeno ambiental: se da en ambientes hidrogenados que producen pérdida de ductilidad o rotura por tensiones. Fragilización por reacción con el hidrógeno : formación de ampollas , descarburación, ataque por hidrógeno). •Fragilización interna reversible DAÑOS PRODUCIDOS POR EL HIDRÓGENO
  • 47. PREVENCIÓN DE LA FRAGILIZACION POR H2 1. Reducir o evitar el material de producción de hidrógeno durante el procesamiento del metal. Ciertas actividades como el decapado con ácido, limpieza electroquímica, galvanoplastia, la humedad en los moldes de fundición y la humedad en los hornos durante el tratamiento térmico, pueden llevar a la fragilización por hidrógeno. Estos pueden incluir el uso de ácido, electroquímica y materiales que están diseñados para liberar bajos niveles de hidrógeno durante el proceso de galvanoplastia.
  • 48. 2. Controlar y eliminar las tensiones del metal antes de procesarlo. Las tensiones residuales, tales como la resistencia a la tracción adicional y fuerzas de compresión pueden conducir a reacciones de hidrógeno adicionales dentro del metal.
  • 49. 3. Hornear el metal para eliminar el hidrógeno adicional. La Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales, que establece las normas internacionales de las materias, requiere que los metales que se cocinen a temperaturas entre 190 y 220 grados centígrados durante diferentes cantidades de tiempo sobre la base de la resistencia a la tracción del metal. Cada metal debe ser cocido por entre ocho y 22 horas.
  • 50. Aspecto de la fractura intergranular en un tubo de caldera, de acero al carbono que falló debido a fragilización por hidrógeno.
  • 51. CORROSIÓN A ALTAS TEMPERATURAS La corrosión a altas temperaturas es un deterioro químico de un material bajo condiciones de muy altas temperaturas. Puede ocurrir cuando un material está expuesto a una temperatura elevada en una atmosfera que contenga oxigeno, sulfuros u otros compuestos que ayuden a la oxidación de los materiales expuestos.
  • 52. Cuando un metal se somete a temperaturas elevadas, por lo general es difícil la presencia de una película liquida conductora sobre su superficie por lo que no tiene un lugar un mecanismo de corrosión electroquímica, sino que se produce una reacción química entre el metal y el gas agresivo, normalmente el oxigeno.
  • 53. Las características distintivas de este mecanismo respecto del electroquímico son los siguientes: 1 • No hay electrolito en el medio de reacción. 2 • Solamente es relevante a temperaturas elevadas, normalmente por encima de los 100 grados centígrados. 3 • Se suele producir un ataque del metal generalizado. 4 • El producto de corrosión primario es un oxido metálico. 5 • El oxido se genera directamente en la superficie metálica, teniendo lugar la circulación de electrones e iones a través de la capa de oxido.
  • 54. La corrosión a altas temperaturas es un problema extendido en varias industrias tales como: • Generación de energía (nuclear y combustibles fósiles). • Tratamiento térmico. • Refino y petroquímica. • Incineración de residuos.
  • 55. TERMODINAMICADELAOXIDACIÓNAALTA TEMPERATURA Normalmente las reacciones de formación de óxidos están termodinámicamente favorecidos, ya que los correspondientes valores son negativos a cualquier temperatura tal y como se observa en el siguiente diagrama: Valores de cambio de Energía libre estándar por mol de oxigeno con la temperatura para la formación de varios óxidos de metales de interés industrial
  • 56. Las rectas mostradas en la figura son el resultado de representar frente a T para la ecuación termodinámica: Cambios de entalpía y entropía La reacción de corrosión a altas temperaturas tiene siempre tendencia termodinámica natural a producirse y desde el punto de vista cinético tendrá lugar mas rápidamente cuanto mayor sea la temperatura de operación.
  • 57. Si consideramos el equilibrio que tiene lugar en la formación de un óxido Donde, Po2 sería la presión de oxigeno en equilibrio que desarrollaría una mezcla de metal puro y su óxido y se denomina presión parcial de disociación del óxido
  • 58. Si la presión parcial de disociación del óxido es superior a la presión parcial de oxigeno en el ambiente El oxido deja de ser estable Si la presión de oxígeno externa es superior a la de disociación del óxido El oxido será estable en ese ambiente
  • 59. Por ejemplo, para el caso del Ag2O, y teniendo en cuenta que la presión parcial de oxígeno en la atmósfera es de aproximadamente 0,2 atm: A 300K A 400K Óxido estable Óxido no estable
  • 60. Lo anterior, es la consecuencia de interpretar la ecuación termodinámica que une a con Kp. Al aumentar Po2 la tendencia termodinámica a la formación del óxido es cada vez menor.
  • 61. MECANISMO Una vez formada la primera capa de óxido sobre la superficie del metal o aleación, se establece una barrera entre la superficie del material metálico y el gas. La formación de nuevas moléculas de óxido exige que se desarrollen una serie de etapas
  • 62. 1. En la interfase metal-óxido: 𝐶𝑢 𝑠 ↔ 𝐶𝑢+ 𝑝𝑒𝑙𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎 + 𝑒− (𝐶𝑢) 2. Tránsito de electrones a través de la película de óxido desde la interfase metal-óxido a la interfase óxido-atmósfera. 3. En la interfase óxido-atmósfera: 1 2 𝑂2(𝑔) + 2𝑒− 𝑝𝑒𝑙𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎 ↔ 𝑂2−(𝑝𝑒𝑙í𝑐𝑢𝑙𝑎) 4. Tránsito por difusión, como consecuencia del gradiente de concetración, del catión Cu+ desde la interfase metal-óxido hacia la interfase óxido- átmosfera o bien, el tránsito del aníon O2- desde la interfase óxido- atmósfera a la interfase metal-óxido, o tránsito de ambos para que entren en contacto y pueda tener lugar la formación de una nueva molécula de óxido. 2𝐶𝑢+ + 𝑂2− ↔ 𝐶𝑢2 𝑂
  • 63. CONDICIONESPARA QUE UN ÓXIDO SEA UN BUEN PROTECTORA ALTAS TEMPERATURAS Debe tener los siguientes: Buena adherencia, punto de fusión alto, baja presión de vapor, coeficiente de expansión térmico casi igual al del metal, plasticidad a alta temperatura para evitar su ruptura, baja conductividad eléctrica, bajo coeficiente de difusión para iones metálicos y oxígeno. La relación de Pilling-Bedworth, mide el volumen del óxido formado por el del metal consumido: 𝑃. 𝐵. = 𝑣𝑜𝑙. 𝑑𝑒𝑙 ó𝑥𝑖𝑑𝑜 𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑑𝑜 𝑣𝑜𝑙. 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 Si P.B. <1 ; se forman óxidos no protectores Si P.B. > 2 ; se forman óxidos no protectores Si 1< P.B. < 2 ; se forman óxidos protectores
  • 64. Otrostipos de corrosión A causa a altas temperaturas SULFATACIÓN DIFICULTAD AL LIBRE PASO DE LOS ELECTRONES. CARBURIZACIÓN TEMP:800- 1100 °C SE DA EN AMBIENTES REDUCTORES ATAQUEPORHIDROGENO EL HIDROGENO REACCIONA CON EL C PARA FORMAR CH3 DESCARBURIZACIÓN FORMACIÓN DE COSTRA QUE DESCARBURIZ A EN VARIOS GRADOS
  • 65. ASPECTOS CINÉTICOS El estudio cinético de los procesos de corrosión a alta temperatura se basa fundamentalmente en el conocimiento de la ley matemática que relaciona la cantidad de metal que se pierde o el crecimiento en espesor de la película de óxido (y) con el tiempo (t). La mayoría de los fenómenos de corrosión se ajustan a alguna de las leyes cinéticas siguientes: Ley lineal Ley parabólica Ley logarítmica Ley asintótica
  • 66. PREVENCIÓN DE LA CORROSIÓN POR ALTAS TEMPERASTURAS 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.
  • 67. La corrosión por erosión es el efecto producido cuando el movimiento de un agente corrosivo, sobre una superficie de metal, acelera sus efectos destructivos a causa del desgaste mecánico El papel de la erosión se atribuye al efecto mecánico de remoción de películas superficiales protectoras provocado por el flujo turbulento CORROSIÓN POR EROSIÓN 67
  • 68. La corrosión por erosión generalmente tiene la apariencia de orificios poco profundos (puntos). El ataque puede mostrar un patrón direccional en la dirección tomada por el corroente al moverse sobre la superficie del metal. Se acelera en condiciones de alta velocidad, turbulencias, choques, golpeteos, etc. Esto se ve muy frecuentemente en bombas centrifugas, agitadores y tuberías (particularmente en curvas y codos).
  • 69.  Más duro.  Alta resistencia a la corrosión superior incluso en condiciones estancadas o sin movimiento de fluidos. Los líquidos en movimiento que contienen partículas sólidas duras son también factibles a causar problemas. Esto puede ser evitado haciendo cambios en el diseño o en la selección de un material más resistente
  • 70.  El aumento de la turbulencia causada por picaduras en las superficies internas de un tubo puede aumentar rápidamente las tasas de erosión y, finalmente, puede generar una fuga.  La corrosión por erosión también puede ser agravada por defectos de fabricación. Una combinación de la erosión y la corrosión  Puede conducir a tasas extremadamente altas de picaduras. Lugares comunes en tuberías donde un fluido desarrolla un flujo turbulento que produce erosión-corrosión
  • 71.  Aumento de diámetros de tubería.  Las superficies rugosas son generalmente indeseables.  Diseños que generen turbulencia, restricciones de flujo y obstrucciones son indeseables.  Se deben evitar los cambios abruptos en la dirección del flujo.  Tuberías de entrada del tanque deben estar ubicadas lejos de las paredes del depósito.  El espesor de las zonas vulnerables debe aumentarse.  Implementar modificaciones ambientales para minimizar el riesgo de corrosión por erosión.  Las partículas abrasivas en los fluidos pueden eliminarse por filtración o sedimentación.  Inhibidores de desaireación y corrosión son medidas adicionales que se pueden tomar.  La protección catódica y la aplicación de recubrimientos protectores también pueden reducir la tasa de ataque. MEDIDAS PARA DISMINUIR LA VELOCIDAD DE FLUJO Y LA CORROSIÓN 71
  • 72.
  • 73.  Ocurre preferentemente en presencia de oxígeno, cuando hay superficies muy próximas entre sí, que se deslizan una sobre la otra.  El deslizamiento, generalmente resulta, ya sea por vibración o vaivén en puntos en los que, en fin, no debe presentarse deslizamiento alguno. Puede minimizarse utilizando materiales duros diseñados para minimizar la presión, empleando lubricación o bien incrementando la fricción hasta un punto tal en que el deslizamiento es imposible CORROSIÓN POR DESGASTE
  • 74. Es causada por la formación y colapso de burbujas de vapor en un líquido cerca de una superficie de metal. La cavitación elimina escalas de superficie de protección por la implosión de burbujas de gas en un fluido. El ataque por corrosión es el resultado de los efectos hidromecánicos de líquidos en las regiones de baja presión, interrupciones o alteraciones en la dirección de flujo. Los daños por cavitación aparecen a menudo como una colección hoyos o cráteres de bordes afilados en la superficie, estrechamente espaciados. CAVITACIÓN
  • 75. Corrosión por cavitación en el esquema del mecanismo de turbulento remolino de aguas
  • 76. Proceso dinámico de formación de burbujas dentro del líquido, su crecimiento y subsecuente colapsamiento a medida que el líquido fluye a través de la bomba. BURBUJAS DE VAPOR • Se forman debido a la vaporización del líquido bombeado. La cavitación inducida por la formación y colapso de estas burbujas se conoce como Cavitación Vaporosa BURBUJAS DE GAS • Se forman por la presencia de gases disueltos en el líquido bombeado. La cavitación inducida por la formación y colapso de estas burbujas se conoce como Cavitación Gaseosa. CAVITACIÓN EN BOMBAS CENTRÍFUGAS
  • 77. Ocurre debido a un insuficiente NPSH disponible o a fenómenos de recirculación interna Se manifiesta como una reducción del desempeño de la bomba, ruido excesivo, alta vibración y desgaste en algunos componentes de la bomba. La extensión del daño puede ir desde unas picaduras relativamente menores después de años de servicio, hasta fallas catastróficas en un corto periodo de tiempo. CAVITACIÓN VAPOROSA
  • 78. Se produce por efecto de gases disueltos (más comúnmente aire) en el líquido. Esta cavitación raramente produce daño en el impulsor o carcaza. Su efecto principal es una pérdida de capacidad CAVITACIÓN GASEOSA
  • 79. La corrosión por exfoliación es una corrosión subsuperficial que comienza sobre una superficie limpia, pero se esparce debajo de ella y el ataque tiene una apariencia laminar. Al final del ataque, una muestra tiene la apariencia de un mazo de barajas en el cual algunas de las cartas han sido extraídas. Capas completas de material son corroídas y el ataque es generalmente reconocido por el aspecto escamoso y en ocasiones ampollado de la superficie. CORROSIÓN POR EXFOLIACIÓN
  • 80.
  • 81. La corrosión por exfoliación se encuentra frecuentemente junto a elementos de sujeción donde un sellador de aislamiento eléctrico o un recubrimiento de cadmio de sacrificio se ha roto, permitiendo una acción galvánica entre los diferentes metales
  • 82. Este tipo de ataque suele ser debida a la presencia de segundas fases, impurezas u otro tipo de heterogeneidad química existente entre el borde y el interior del grano
  • 83. 83
  • 84. Corrosión Microbiológica Es el deterioro del metal causado directa o indirectamente por bacterias, moho y hongos en forma individual y combinada. Puede ocurrir en diversos sistemas de conducción de aguas Sitio Daño Sistemas de enfriamiento Corrosión en tubos intercambiadores de calor con picaduras severas Sistema de Distribución Paquetes de agua de mala calidad, biocorrosion y biofouling Tanques o en las mismas formaciones de yacimientos por aguas provenientes de operaciones de producción de petróleo Graves problemas de corrosión y taponamientos de líneas
  • 85. Corrosión Biológica • Es la interacción de organismos con materiales para producir reacciones químicas corrosivas, acelera directamente o establece nuevas reacciones electroquímicas corrosivas también se pueden formar sustancias corrosivas como ácidos y amoniaco. • Participan principalmente microorganismos aerobios y anaerobios. • Entre los factores que afectan la agresividad de las bacterias corrosivas están: temperatura, concentraciones de carbono orgánico total y de nitrógeno, el flujo, las concentraciones de oxigeno o de amoniaco, ph y otras. • Existen 4 clases principales de bacterias implicadas en la corrosión en los sistemas de agua de enfriamiento: Sulfurreductora, productoras de acido, depositadora de metales, formadores de babaza.
  • 86. Corrosión Activa Comúnmente el ataque activo la causan los microorganismos. Tienen que estar presentes cuatro factores para un diagnostico de corrosión con influencia microbiológica: 1. La presencia de microorganismos o de sus subproductos 2. Morfologías de corrosión microbiológicamente únicas. 3. Productos y depósitos de corrosión específicos. 4. Condiciones ambientales compatibles. Cada uno de estos factores mencionados es único para bacterias especificas.
  • 87. Sulfatorreductoras Son el grupo de bacterias sulfatoreductora consiste principalmente de formas unicelulares que crecen anaeróbicamente y reducen sulfatos SO4 2-, a sulfuro de hidrogeno H2S . Un miembro de este grupo es la Desulfonema, es multicelular. Las bacterias sulfatoreductora son las mas importantes en aguas y aguas de desechos, incluyen Desulfovibrio. Las bacterias sulfatoreductoras contribuyen a la tuberculacion y corrosión galvánica en acueductos principales y problemas de sabor y olor en el agua. Las oxidadoras de sulfuro aeróbicas, los sulfitos son oxidados de sulfuro a sulfatos, oxidan compuestos de sulfuro reducidos aeróbicamente para obtener energía. Las sulfuro-oxidadoras aeróbicas del genero Thibacillus por su producción de acido sulfúrico contribuye a la destrucción de alcantarillas y corrosión acida de metales
  • 89. Bacterias de Hierro Se caracterizan por su capacidad para transformar o depositar cantidades significativas de hierro o azufre, en general e forma de cienos. Las bacterias ferruginosas son capaces de metabolizar el hierro reducido presente en hábitat acuoso y depositarlo en forma de oxido férrico hidratado o en sus secreciones mucilaginosas, similar a las bacterias que utilizan manganeso. Tun lodo café produce un color rojizo y un desagradable olor al agua ocasionando un suministro inadecuado para fines domésticos e industriales.
  • 90. Productoras de acido Los ácidos producidos disminuyen el pH, aceleran el ataque, las especies Thiobacillus thioxidans y Clostridium son las mas relacionas con la corrosión en acero. Thioxidans, aerobio, oxida varios compuestos que contienen azufre para formar acido sulfúrico. Se encuentra en la parte superior de los tubérculos, se asocia simbióticamente con las sulforreductoras, oxida sulfuros a sulfatos mientras que las sulforreductoras convierten sulfatos a sulfuros. Las Clostridia, anaeróbicas, producen ácidos orgánicos de cadena corta pueden ser bastante agresivos hacia el acero, se encuentran cerca de las superficies de corrosión.
  • 91. Formadoras de babaza Son en su mayoría aerobias excepto Pseudomonas. Son mezclas de secreciones denominados polímeros extracelulares donde el 99% es agua. Las capas de babaza contribuyen a la corrosión tanto activa como pasiva, consumen oxigeno y estimulan la formación de celdas de oxigeno. Por ser aerobias están presentes encima de los productos de corrosión y los depósitos próximos a las aguas oxigenadas, muchas veces debajo de la babaza se encuentran anaerobias y frecuentemente sulfarreductoras y productoras de acido.
  • 92. Corrosion Biologica Pasiva Causada por sustancias químicamente inertes es la misma ya sea que la sustancia este viva o este muerta. La corrosión por celdas de concentración, la cinética incrementada de las reacciones de corrosión es influenciada por masas biológicas cuyos procesos metabólicos no influyen materialmente en los procesos corrosivos. En circunstancias especiales ciertas bacterias anaerobias que son capaces de producir hidrogeno pueden contribuir a la fragilizacion de aleaciones debía al hidrogeno. La descomposición puede generar amoniaco en concentraciones altas como para producir un agrietamiento debido a la corrosión y esfuerzo de los tubos de latón de los condensadores
  • 93. Lugares donde se presenta Ocurre donde hay material biológico depositado sobre las superficies. El ataque microbiológico suele ocurrir donde la temperatura del agua este por debajo de los 82ªC, las masas de babazas ensucian cajas de agua, tubos en los intercambiadores de calor y placas de tubos. El crecimiento de algas cubre a las torres de enfriamiento y obstruye coladores y entradas de agua. El crecimiento de hongos causa la podredumbre de la madera en torres de enfriamiento. Los sistemas sucios con aceites y grasas generalmente contienen números grandes de bacterias. los organismos grandes son un indicador seguro de la presencia bacterial y directamente pueden causar un ataque.
  • 94. CORROSIÓN SELECTIVA Es el proceso donde un elemento específico es eliminado de una aleación disolviéndolo en la estructura de la aleación debido a una interacción electroquímica con el medio Actúa sólo sobre metales nobles como al Plata- Cobre o Cobre-Oro Se 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 metal al someterlo a una fuerza mecánica (La estructura de la aleación se debilita).
  • 95. EJEMPLOSDE CORROSIÓN SELECTIVA • El más común es el deszincado de los latones, consistente le la eliminación del zinc aleado con el Cu, y que convierte al latón en una estructura porosa, debilitada y rojiza de Cu. Suele ocurrir cuando el metal es expuesto a aguas blandas y puede ser acelerada por concentraciones altas de dióxido de carbono y la presencia de iones cloruro.
  • 96. El mecanismo de dezincificación del cobre involucra las tres etapas siguientes: Disolución del latón. Permanencia de los iones cinc en la disolución. Electrodeposición del cobre en solución sobre el latón. Puesto que el cobre que permanece no tiene la textura del latón, la firmeza de la aleación y su resistencia es considerablemente menor Estos latones son empleados en valvulería y racorería metálica “amarilla”.
  • 97. Grafitización de fundiciones Corrosión grafítica es la lixiviación selectiva de hierro gris del hierro fundido, donde el hierro se consigue quitado el grafito y los granos permanecen intactos. Dejando un esqueleto de grafito quebradizo por la disolución del hierro.
  • 98. • Desaluminificación es un proceso que le corresponde a las aleaciones de aluminio. • Los efectos similares para diversos metales son descarburación (retiro de carbón de la superficie de la aleación),.
  • 99. CONTROL DE LA CORROSIÓN SELECTIVA • La PROTECCIÓN CATÓDICA ocurre cuando un metal es forzado a ser el cátodo de la celda corrosiva adhiriéndole (acoplándolo o recubriéndolo) de un metal que se corroa más fácilmente que él. Para el caso del latón; la protección Catódica es la GALVANIZACIÓN, que consiste en cubrir un metal con Zinc para que éste se corroa primero. Lo que se hace es convertir al Zinc en un ÁNODO DE SACRIFICIO. • Fabricación latones con menor contenido de cinc, es decir latones con 85% de Cu y 15% de Zn. • Cambiar a aleaciones cuproníquel, de 70-90% de Cu y de 10-30% de Ni. • Modificar el ambiente corrosivo • En algunos casos es necesario hacer recubrimientos con material inorgánico, los más 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 • El uso de pinturas, lacas, barnices y muchos materiales orgánicos 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.
  • 100. CORROSIÓN BAJO TENSIÓN • La rotura por corrosión por esfuerzo o bajo tensión (stress corrosion craking SCC) de metales se refiere a la rotura originada por la combinación de efectos de tensiones intensas y corrosión especifica que actúa en el entorno del metal. • Durante la SCC el ataque que recibe la superficie del metal es generalmente muy pequeño mientras que las grietas aparecen claramente localizada y se propagan a lo largo de la sección del metal
  • 101. • Los esfuerzos residuales que dan lugar a la SCC pueden ser resultado, por ejemplo, de esfuerzos térmicos introducidos por tasas desiguales de enfriamiento, de un diseño mecánico defectuoso para esfuerzos, de transformaciones de fase durante el tratamiento térmico durante el trabajo en frío, o durante la soldadura. • Sólo ciertas combinaciones de aleaciones y ambientes son susceptibles de la SCC. • No parece haber un modelo general para los ambientes en los que se produce la SCC en las aleaciones. Por ejemplo, los aceros inoxidables quiebran en atmósferas de cloro, pero no en las que contienen amoniaco. Por el contrario, los latones (aleación Cu Zn) quiebran en atmósferas que tienen cloro.
  • 102.
  • 104.
  • 106.
  • 107. Corrosión en Cerámicos E. Metálicos + E. no metálicos =Cerámicos • Se puede considerar que ya han sido corroídos. • Los cerámicos son excesivamente resistentes a la corrosión a temperaturas ambientes.
  • 108. Característicasde los materiales cerámicos: • Resistencia a las altas temperaturas, por lo que son buenos aislantes del fuego. • Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos. • Alta resistencia a casi todos los agentes químicos. Gran poder de aislamiento, térmico y también eléctrico. • REFRACTARIOS
  • 109. DEGRADACIÓN DE POLIMEROS • Los materiales poliméricos también experimentan deterioro mediante interacciones con el ambiente. • La degradación polimérica es fisicoquímica. • en la degradación de los polímeros tienen lugar gran variedad de reacciones y consecuencias adversas. • Los polímeros se deterioran por hinchamiento y por disolución. • La ruptura de enlaces covalentes ( por energía térmica, por reacciones químicas y también por radiación), generalmente va acompañada de una disminución de la integridad mecánica. • los mecanismos de su degradación no se conocen suficientemente.
  • 110. HINCHAMIENTOY DISOLUCIÓN • En el hinchamiento, el liquido o soluto se difunde en el polímero y se absorbe dentro de él; las pequeñas moléculas de soluto ocupan posiciones entre las macromoléculas del polímero, que logran separar, dilatando o hinchando la muestra. • reducción de las fuerzas de enlace intermoleculares secundarias • el material se hace mas blando y mas dúctil. • El soluto liquido disminuye la temperatura de transición vítrea y, si disminuye por debajo de la temperatura ambiente , hace que un material que antes era fuerte se convierta en gomoso y débil. • El hinchamiento se puede considerar como un proceso de disolución parcial en el que hay solo solubilidad limitada del polímero en el disolvente. La disolución, que tiene lugar cuando el polímero es completamente soluble. Puede considerarse como la continuación del hinchamiento.
  • 111. • La probabilidad de que ocurra hinchamiento y/o disolución suele ser tanto mayor cuando mayor es el parecido entra la estructura química del soluto y la del polímero. • Por ejemplo, muchos cauchos de hidrocarburos absorben rápidamente hidrocarburos líquidos como la gasolina. • Las características del hinchamiento y de la disolución están influidas por la temperatura y por la estructura molecular. En general, el aumento del peso molecular, el aumento de los grados de entrecruzamiento y de cristalinidad y la disminución de la temperatura reducen este proceso deteriorativo. • En general, los polímeros son mas resistentes que los metales a los ataques de disoluciones ácidas y alcalinas. Los fluorocarbonos y el cloruro de polivinilo tienen extraordinaria resistencia al ataque químico de ambos tipos de disoluciones.
  • 112. Rotura de enlace • escisión: la separación o rotura de los enlaces de las cadenas moleculares. • Esto origina una separación de los segmentos de las cadenas en el punto de la escisión y una disminución del peso molecular. • Algunas de las propiedades físicas y químicas de los polímeros se afectan adversamente mediante este tipo de degradación. • resistencia mecánica y la resistencia al ataque químico, dependen del peso molecular. • La rotura del enlace se origina por exposición a la radiación o al calor y por la reacción química.
  • 113. Efectos de la radiación • Algunos tipos de radiación (haz de electrones, rayos X, rayos beta, rayos gamma y radiación ultravioleta) • Una reacción a esta radiación es la ionización, en la que una radiación elimina un electrón de un orbital de un átomo especifico y convierte el átomo en ion. • La rotura de un enlace conduce a la escisión o al entrecruzamiento en el lugar de la ionización. • Por ejemplo, industrialmente se utiliza la radiación gamma para entrecruzar el polietileno, lo que aumenta su resistencia al ablandamiento y la fluencia a elevada temperatura. Este proceso también se realiza en productos ya fabricados.
  • 114. Efectos de las reacciones químicas • El oxigeno, el ozono y otras substancias pueden, por reacción química, originar o acelerar la escisión. Este efecto predomina en el caucho vulcanizado, que tiene cadenas moleculares con átomos de carbono unidos mediante dobles enlaces, expuesto al ozono O3 atmosférico. La reacción de escisión se puede representar por
  • 115. • La cadena se ha separado por el doble enlace. • Si el caucho está en estado no tensionado, generalmente se forma una película superficial que protege el material de una posterior reacción. Se forman grietas y hendiduras que crecen en la dirección perpendicular al esfuerzo, y el material puede romperse. • Aparentemente estas grietas son el resultado de gran numero de escisiones inducidas por el ozono.
  • 116. Efectos térmicos • La degradación térmica consiste en la escisión de cadenas moleculares a elevadas temperaturas. • experimentan reacciones químicas que producen especies gaseosas. • la estabilidad térmica de los polímeros es una medida de su resistencia a esta descomposición. • La estabilidad térmica se relaciona principalmente con la magnitud de las energías de enlace entre los diferentes componentes de un polímero: las energías mas elevadas corresponden a los materiales mas estables térmicamente. • enlace C-F es mayor que el del enlace C-H, que, a su vez, es mayor que el del enlace C-Cl. Los fluorocarburos, que tienen enlaces C-F figuran entre los materiales poliméricos de mayor resistencia térmica y pueden utilizarse a temperaturas relativamente elevadas.
  • 117. Degradación por exposición la intemperie • La mayoría de los materiales poliméricos en servicio están expuestos al exterior. • En estas condiciones el deterioro es principalmente consecuencia de la oxidación iniciada por la radiación ultravioleta del sol. • Algunos polímeros, como la celulosa y el nilón, también absorben agua y disminuyen su dureza y su tenacidad. • La resistencia a la degradación por exposición a la intemperie de los polímeros es muy dispar. • Los fluorcarbonos son inertes a la degradación por agentes atmosféricos, mientras que el cloruro de polivinilo y el polietileno son susceptibles a este deterioro.