Corrosin

Corrosin

Universidad de OrienteNcleo de AnzoteguiEscuela de Ingeniera y Ciencias AplicadasDepartamento de Ingeniera Qumica Materiales de IngenieraSeccin 01

CORROSIN

Prof. Frank ParraRealizado por:

Almrida, Alejandra C.I. 18.766.940 Carrillo, Yhoannyfer C.I. 20.534.938 De La Rosa, Danicy C.I. 19.157.906 Herrera, Lucelia C.I 15.679.552

Barcelona, 14 de Junio de 2012INTRODUCCINLa corrosin puede ser controlada por muchos diferentes mtodos. Desde un punto de vista industrial, los aspectos econmicos de la situacin son usualmente los que deciden el mtodo a elegir. Por ejemplo, un ingeniero tiene que determinar si es ms econmico reemplazar peridicamente ciertos equipamientos o su fabricacin con materiales que sean altamente resistentes a la corrosin, de forma que duren ms, pero que son ms caros. La corrosin es causada por una reaccin qumica, donde la velocidad a la cual tiene lugar depende de cierta medida de la temperatura y de la concentracin de reaccionantes y productos. El esfuerzo mecnico y la erosin son factores que pueden contribuir tambin a la corrosin.

La mayor parte de la corrosin de materiales que se produce por ataque qumico de metales ocurre normalmente por ataque electroqumico, al poseer los metales electrones libres son capaces de constituir celdas electroqumicas en su interior. La mayor parte de los metales son corrodos en alguna extensin por el agua y la atmosfera, tambin pueden ser corrodos por ataque qumico directo de soluciones qumicas e incluso por metales lquidos. La corrosin en metales puede considerarse en cierta medida como el proceso inverso de su obtencin (metalurgia extractiva). La mayor parte de los metales existen en la naturaleza en estados combinados, por ejemplo como los xidos, sulfuros, carbonatos o silicatos; para estos estados la energa es ms baja que cuando se encuentran en estado metlico, por lo que, los metales tienden espontneamente a reaccionar qumicamente, pasar a xidos por corrosin y as alcanzar un estado de menor energa.

Por otra parte se tienen los materiales no metlicos, como los polmeros y cermicos que no sufren ataque electroqumico pero pueden deteriorarse por ataque qumico directo, como es el caso de materiales cermicos refractarios, que pueden ser atacados qumicamente a altas temperaturas por sales fundidas. Los polmeros orgnicos pueden ser deteriorados por ataque de solventes orgnicos. El agua es absorbida por muchos polmeros orgnicos y causa cambios dimensionales o cambio en sus propiedades. La accin combinada de oxgeno y radiacin ultravioleta puede deteriorar a algunos polmeros orgnicos, incluso a temperatura ambiente.

CORROSINLa corrosin puede definirse como el deterioro de un material como resultado de un ataque qumico de su entorno. La corrosin es causada por una reaccin qumica, por eso la velocidad a la que la corrosin tiene lugar de pende en cierta medida de la temperatura y de la concentracin de los reaccionantes y productos. El esfuerzo mecnico y la erosin son factores que pueden contribuir tambin a la corrosin.La mayora de las corrosiones toman lugar por ataques qumicos, los metales al poseer electrones libres son capaces de construir celdas electroqumicas en su interior. La mayor parte de los metales son corrodos en alguna extensin por el agua y la atmosfera. La mayor parte de los metales existen en la naturaleza en estado combinado, por ejemplo como oxido, sulfuro, carbonatos o silicatos. En este caso el nivel de energa en baja en relacin en cuando se encuentra en estado metlico, por lo que los metales tienden a reaccionar espontneamente para formas compuestos.Los materiales no metlicos como los cermicos y polmeros no sufren ataques electroqumicos pero pueden deteriorarse por ataque qumico directo, por ejemplo, los materiales cermicos refractarios pueden ser atacados qumicamente a altas temperaturas por sales fundidas. Los polimricos orgnicos pueden ser deteriorados por ataques de solventes orgnicos. El agua es absorbida por muchos polmeros orgnicos y causa cambios dimensionales o cambios en sus propiedades.Como las mayoras de las corrosiones de dan en la naturaleza, se deben de considerar algunos conceptos bsicos, como lo son los siguiente;Reaccin de oxidacin. La reaccione de oxidacin por la cual pasan los metales forma iones que pasan a la solucin acuosa se denomina reaccin andica y las regiones locales en la superficie del metal donde tiene lugar la reaccin de oxidacin de denomina regiones andicas. En estas regiones se desprenden electrones precedentes de metal y se forman cationes metlicos.Reaccin de reduccin. La reaccin de reduccin en la cual un metal o un no metal reducen su carga de valencia se denomina reaccin catdica. Las regiones locales sobre la superficie del metal donde los iones metlicos o no metlicos reduce su carga de valencia se denominan regiones catdicas. En la reaccin catdica hay un consumo de electrones.Las reacciones de corrosin electroqumica involucran reacciones de oxidacin que producen electrones y reacciones de reduccin que los consumen. Ambas reacciones de oxidacin y de reduccin tiene que acontecer al mismo tiempo e igual velocidad global para prevenir una acumulacin de carga elctrica en el metal.En las reacciones electroqumicas que tienen lugar en una pila galvnica entre electrodos de dos metales sumergidos en soluciones 1M de sus propios iones, el electrodo que tiene el potencial de reduccin estndar ms negativo es el que se oxida. En una pila galvnica se denomina nodo al electrodo en que tiene lugar la oxidacin y ctodo, al electrodo en tiene lugar la reduccin. En el nodo se producen los electrones y iones metlicos, se le asigna polaridad negativa, en el ctodo se consumen electrones se le asigna polaridad positiva.La corrosin es la causa general de la alteracin y destruccin de la mayor parte de los materiales naturales o fabricados por el hombre. Si bien esta fuerza destructiva ha existido siempre, no se le ha prestado atencin hasta los tiempos modernos, como efecto de los avances de la civilizacin en general y de la tcnica en particular. El desarrollo de los mtodos de extraccin y uso de los combustibles, muy especialmente del petrleo, as como la expansin de la industria qumica, han modificado la composicin de la atmsfera de los centros industriales y de las aglomeraciones urbanas.La produccin de acero y la mejora de sus propiedades mecnicas han hecho posible su empleo en los dominios ms variados. Desgraciadamente, el desarrollo en la utilizacin de los productos siderrgicos va acompaado, paralelamente, de un aumento en el tributo que cada ao se paga a la corrosin. Para tener una pequea idea de lo que esto pueda suponer, spase que aproximadamente un 25% de la produccin anual de acero es destruido por la corrosin.

Tipos de corrosinLos tipos de corrosin se pueden clasificar convenientemente conforme a la apariencia del metal corrodo. Pueden identificarse de muchas maneras pero de todas ellas interrelacionadas de alguna manera. Entre ellas estn las siguientes: Corrosin uniforme: La corrosin uniforme se caracteriza por una reaccin qumica o electroqumica que acta uniformemente sobre la totalidad de la superficie metal expuesta al entorno corrosivo. Desde el punto de vista cuantitativo la corrosin por ataque uniforme representa la mayor destruccin de los metales, especialmente los aceros; aunque su control es relativamente fcil mediante recubrimientos protectores, inhibidores y proteccin catdica. Por ejemplo una pieza de cero o zinc inmersa en una solucin de cido sulfrico actuara de forma uniforme sobre la superficie entera.

Corrosin galvnica entre dos metales: La corrosin Galvnica es una de las ms comunes que se pueden encontrar. Es una forma de corrosin acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos (con distinto par redox) se unen elctricamente en presencia de un electrolito (por ejemplo, una solucin conductiva). El ataque galvnico puede ser uniforme o localizado en la unin entre aleaciones, dependiendo de las condiciones. La corrosin galvnica puede ser particularmente severa cuando las pelculas protectoras de corrosin no se forman o son eliminadas por erosin. Por ejemplo, la corrosin de tuberas subterrneas se puede producir por la formacin de una pila galvnica en la cual una torre de alta tensin interacta con grafito solidificado y soterrado, con un terreno que acte de alguna forma como solucin conductiva. Corrosin por picadura: La corrosin por picadura es un tipo de corrosin altamente localizada que frecuentemente se observa en superficies con poca o ninguna corrosin general. Las picaduras ocurren como un proceso de disolucin local andica donde la prdida de metal es aumentada por la presencia de un nodo pequeo y un ctodo grande. Las picaduras suelen ser de pequeo dimetro (dcimas de milmetro). Corrosin por grietas: Es una forma de corrosin electroqumica localizada que puede presentarse en grietas o hendiduras y bajo superficies protegidas donde pueden existir disoluciones estancadas. La corrosin por grietas es de importancia en ingeniera cuando ocurre bajo juntas, remaches y pernos, entre vlvulas y sus asientos, bajo depsitos porosos y en muchas otras situaciones similares. Este tipo de corrosin se produce en muchos sistemas de aleaciones como acero inoxidable y aleaciones de titanio, aluminio y cobre. Un caso muy popular es el de la lavadora, en la cual se pueden encontrar grietas o fisuras en su interior gracias al constante contacto con el agua.

Corrosin intergranular: La corrosin intergranular se refiere a la corrosin selectiva de los lmites de grano en metales y aleaciones. Los lmites de grano son zonas de alta energa debido a la gran proporcin de dislocaciones en la estructura natural del material. Este ataque es muy comn en algunos aceros inoxidables y aleaciones de nquel.

Corrosin por frotamiento: El ataque ocurre cuando dos piezas de metal se deslizan un encima del otro y causan daos mecnicos a uno o a los dos elementos.

En algunos casos, el calor de friccin oxida el metal y su xido se elimina. En otros casos, la eliminacin mecnica de la capa pasavante expone la superficie limpia del metal a los ataques corrosivos.

Corrosin por esfuerzo: Se refiere a la rotura causada por el efecto combinado de esfuerzo de tensin y un entorno corrosivo especfico actuando sobre el metal. Durante la corrosin el ataque que recibe la superficie del metal es generalmente muy pequeo mientras que las grietas aparecen perfectamente localizadas y se propagan a lo largo de la seccin del metal. Las altas tensiones residuales capases de provocar este tipo de corrosin pueden ser pon consecuencia, por ejemplo, de tensiones trmicas introducidas por velocidades desiguales de enfriamiento, de un diseo mecnico defectuoso para esfuerzos, de transformaciones de fase durante el tratamiento trmico, el trabajo en frio o la soldadura.

Corrosin erosin: La corrosin por erosin est causada o acelerada por el movimiento relativo de la superficie de metal y el medio. Se caracteriza por rascaduras en la superficie paralelas al movimiento. La erosin suele prevalecer en aleaciones blandas (por ejemplo, aleaciones de cobre, aluminio y plomo). Las aleaciones que forman una capa pasavante muestran una velocidad lmite por encima de la cual la erosin aumenta rpidamente. Otros factores como turbulencia, cavitacin, o efectos galvnicos pueden aumentar la severidad del ataque. Este tipo de ataque se pueden observar frecuentemente en impulsores de bombas, agitadores y en codos y cambios de direccin de tuberas. Los lquidos con suspensin conteniendo partculas solidas duras pueden igualmente causar este tipo de problema.

Dao por cavitacin: Este tipo de corrosin erosiva es causado por la formacin e impulsin de burbujas de aire o cavidades llenas de vapor en un lquido que se encuentra cerca de la superficie metlica. La cavitacin ocurre en la superficie del metal donde el lquido fluye a alta velocidad y existen cambios de presin tal y como acontece en impulsores y propulsores. Los clculos indican que la rpida impulsin de burbujas de vapor pueden producir presiones hasta de 60000 psi. La cavitacin puede aumentar la velocidad de corrosin y originar desgastes superficiales por separacin de las pelculas de las superficie y arrancando partculas de desgastes superficiales de las pelculas de la superficie y arrancando partculas de metal.

Disolucin selectiva: O lixiviacin, es la eliminacin preferencial de un elemento de una aleacin solida por un proceso de corrosin. El ejemplo ms comn de este tipo de corrosin es la descalcificacin en latones, por la que se disuelve el zinc preferentemente respecto al cobre. Procesos semejantes tambin ocurren en otras aleaciones, tales como la perdida de nquel, estao y cromo a partir de aleaciones de cobre, de hierro a partir de hierro fundido, de nquel a partir de los aceros y cobalto a partir de estelita.TIPOS DE CORROSIN CONOCIDOS COMO GALVNICA

Pilas Galvnicas: Pilas galvnicas macroscpicas con electrolitos en concentraciones:Puesto que la mayora de la corrosin de metales involucra reacciones electroqumicas, es importante entender los principios de funcionamiento de una pila galvnica. Una pila galvnica macroscpica puede construirse con dos electrodos de metal distintos sumergidos cada uno en una disolucin de sus propios iones. En la figura A-1 se muestra una pila galvnica de este tipo, en la que un electrodo de cinc est sumergido en una solucin de 1M de iones Zn2+ y otro de cobre est sumergido en una solucin de iones Cu2+, ambas soluciones a 25 C. Ambas soluciones estn separadas por un tabique poroso, para evitar que se mezclen y los dos electrodos estn conectados por un cable externo en serie con un interruptor y un voltmetro. Cuando el interruptor se cierra, los electrones fluyen desde el electrodo de cinc al electrodo de cobre a travs del cable, el voltmetro marca un voltaje de 1,10V.

En las reacciones electroqumicas que tienen lugar en una pila galvnica entre electrodos de dos metales sumergidos en soluciones 1M de sus propios iones, el electrodo que tiene el potencial de reduccin estndar ms negativo es el que se oxida, as en la pila galvnica de Zn-Cu que se muestra en la figura A-1 el electrodo de Zn se oxida a iones Zn 2+, mientras que los iones Cu2+ se reducen a Cu metal en el electrodo de cobre. Pilas galvnicas con electrolitos en concentraciones que no son 1M

La mayor parte de los electrolitos en las pilas galvnicas de corrosin no son 1M. si la concentracin inica del electrolito que rodea al nodo es menos de 1M, la capacidad para disolver u oxidar al nodo es mayor, ya que hay menor concentracin de iones para provocar la reaccin inversa. El potencial de reduccin de la reaccin andica es ms negativo:

El efecto de la concentracin de los iones metlicos Cion sobre el potencial de reduccin estndar E a 25 C viene por la ecuacin de Nersnt, la expresin de la ecuacin de Nersnt cuando solo se produce una clase de iones viene dada por:

Donde:E: nuevo potencial de reduccin.E: potencial de reduccin estndar.n : nmeros de electrones transferidosCion: concentracin inica molar.

Pilas galvnicas con electrolitos sin iones metlicos presentes.Considerando una pila galvnica en la que electrodos de hierro u cobre estn sumergidos en una disolucin acuosa de electrolito de carcter cido en la que inicialmente no hay iones metlicos presentes. Los electrodos de hierro y cobre estn conectados mediante un cable extremo, como se muestra en la figura A-2. El potencial de reduccin estndar del electrodo de hierro es -0.440V y el potencial de reduccin estndar del electrodo de cobre es 0.337. Por lo tanto en este par galvnico el electrodo de hierro acta de nodo y se oxida y la reaccin andica es la siguiente:En el electrolito no hay iones cobre que puedan ser reducidos a cobre metal por lo que son los iones hidrgenos procedentes de la solucin de cido los que se reducen a tomos de hidrogeno que se combinan posteriormente para formar molcula diatnica de hidrogeno gas. La reaccin catdica es la siguiente:

Sin embargo, si el electrolito contuviera tambin oxigeno se dara la siguiente reaccin:Si el electrolito es neutro o bsico y estuviera presente el oxgeno, las molculas de oxgeno y agua reaccionaran para formar iones hidroxilos y la reaccin catdica seria:

Corrosin por pila galvnica microscpica de electrodos sencillosSi un electrodo sencillo de cinc en una disolucin diluida de cido clorhdrico al aire ser electroqumicamente corrodo por que aparecern regiones andicas y catdicas microscpicas en su superficie debido a inhomogeneidades en su estructura y composicin (Figura A-3a).

La reaccin de oxidacin que acontece en la regin andica es:

Y la reaccin de reduccin que tiene lugar en la regin catdica es:Ambas reacciones acontecen simultneamente y a la misma velocidad sobre la superficie del metal.Otro ejemplo de corrosin en electrodo sencillo es la formacin de herrumbre de hierro. Si una pizca de hierro se sumerge en agua aireada (con oxgeno presente), se forma hidrxido frrico en la superficie [Fe(OH)3],conforme se muestra en la figura A-3b.la reaccin de oxidacin que ocurre en la regin andica es:Cuando el hierro est sumergido en agua neutra la reaccin de reduccin que ocurre en la regin catdica es:

La reaccin global se obtiene sumando las dos anteriores y es El hidrxido ferroso Fe(OM)2, precipita de la disolucin ya que este hidrxido es insoluble en soluciones acuosas aireadas. Posteriormente sufre oxidacin hasta la forma de hidrxido frrico que tiene el color rojizo de a herrumbre. La reaccin de oxidacin de hidrxido ferroso a frrico es

Pilas galvnicas de concentracinPilas de concentracin inica: considerando una pila de concentracin inica constituida por dos electrodos de hierro: uno e un electrolito diluido de Fe2+ y el otro en un electrolito concentrado de Fe 2+, como se muestra en la figura A-4. En esta pila galvnica el electrodo del electrolito diluido ser el nodo ya que conforme a la ecuacin de Nernst tendr un potencial ms negativo con respecto al otro.

Comparando el potencial de reduccin de un electrodo de hierro sumergido en un electrolito diluido de Fe2+, 0.001M, con el potencial de otro electrodo de hierro sumergido tambin en un electrodo de Fe2+ pero ms concentrado 0.01M. Los dos electrodos estn conectados por un cable externo, como se muestra en la figura A-4.Para una solucin 0.001M:Para una solucin de 0.01M:

Puesto que -0.529V es ms negativo que -0.499V, el electrodo de hierro en la solucin ms diluida ser el nodo de la pila electroqumica y entonces ser oxidado y corrodo. Conforme a ello en la pila de concentracin inica se produce corrosin del electrolito ms diluido.Pilas de concentracin de oxgeno: las pilas de concentracin de oxgeno pueden desarrollarse cuando existe una diferencia en la concentracin de oxigeno sobre la superficie mojada de un metal que puede ser oxidado. Las pilas de concentracin de oxigeno son particularmente importantes en la corrosin de metales fcilmente oxidables tales como el hierro y que no forman una pelcula protectora de xido. Pilas galvnicas creadas por diferencias en la composicin, estructura y tensiones:Pueden existir pilas galvnicas microscpicas en metales o aleaciones por diferencias en su composicin, estructura y concentracin de tensiones. Estos factores metalrgicos pueden afectar seriamente la resistencia a la corrosin de metales o aleaciones, ya que se crean regiones andicas y catdicas de dimensiones variables susceptibles de originar pilas galvnicas de corrosin. Algunos de los factores metalrgicos importantes que pueden afectar a la corrosin general pilas como:1. Pilas galvnicas por fronteras intergranulares.2. Pilas galvnicas multifsicas.3. Pilas galvnicas por impurezas.

Pilas electroqumicas por fronteras intergranulares: En la mayor parte de los metales y aleaciones las fronteras intergranulares son qumicamente ms activas (andicas) que la matriz granular.Pilas electroqumicas multifase: en muchos casos una aleacin monofsica tiene mayor resistencia a la corrosin que una aleacin multifsica, puesto que en las aleaciones multifasicas se crean las pilas electroqumicas debido a que una fase convierte en andica a otra que acta de ctodo. Por tanto, las velocidades de corrosin son mayores para la alcacin multifsica.Impurezas: las impurezas en un metal o aleacin pueden conducir a la precipitacin de fases intermetlicas que tienen diferentes potenciales con respecto a la matriz metlica. As, se crean regiones andicas y catdicas muy pequeas que producen corrosin galvnica cuando se conectan con la matriz metlica. Los metales muy puros tienen una mayor resistencia a la corrosin, sin embargo, la mayor parte de los metales y aleaciones en ingeniera tienen un cierto grado de impurezas ya que es muy costosa su eliminacin.

CORROSIN DE UN MATERIALDeterioro producido como consecuencia de un ataque qumico.

En los materiales metlicos, el proceso de deterioro se llama oxidacin y corrosin. Por otro lado, en los cermicos las condiciones para el deterioro han de ser extremas, y hablaremos tambin de corrosin. Sin embargo, la prdida de las propiedades de los materiales polmeros se denomina degradacin.

Oxidacin directa:

Resulta de la combinacin de los tomos metlicos con los de la sustancia agresiva. Ejemplos:

2 Fe + O2 2 FeO (herrumbre-xido) (oxidacin por oxgeno como causa)

Fe + S FeS (sulfuro) (oxidacin por azufre como causa)

Esto lleva a que el metal, con el tiempo, pase de tener un estado libre (puro) a tener un estado combinado con otros elementos (xidos, carbonatos, sulfatos,...)

En este caso, los productos de la reaccin quedan adheridos a la superficie del metal. En algunos casos, se forman pelculas protectoras que los aslan del agente corrosivo. El caso ms corriente es el ataque por oxgeno. En este caso, sobre el metal se forma una capa de xido que, en algunos casos auto protege al metal de una mayor oxidacin. Cu, Ni, Sn, Al, Cr,... Los ambientes son secos.

Pero el oxgeno no es el nico agente, pues tambin puede intervenir el cloro (Cl2), el azufre (S), el hidrgeno (H2), el monxido de carbono (CO), el dixido de carbono (CO2),...

En los procesos de oxidacin, los metales pasan de su estado elemental a formar iones positivos (cationes) por prdida de electrones.

M Mn+ + n siendo n el nmero de electrones que se pierden. A esta reaccin se le llama reaccin de oxidacin o reaccin andica.

El proceso de oxidacin se acelera si la temperatura de eleva.

CERMICOSOxidos (Al2O3, ZrO)

Nitruros (Si3N4)

Compuestos Complejos

Cermicos y polmeros: no sufren ataque electroqumico sino directamente qumico. Por ejemplo: los cermicos a altas temperaturas por sales fundidas y polmeros por solventes.La mayora de los materiales que nos rodean pueden clasificarse en grandes grupos metales, vidrios y cermicos ,plsticos y materiales de origen orgnico(madera, telas, papeles, etc) cada uno de estos grupos tienen estructura y propiedades particulares que los llevan a tener comportamientos diferentes as mientras que los metales poseen alta densidad buena conduccin del calor y la electricidad pueden ser deformados hasta formas completas y son resistentes a la rotura frente a altas fuerzas de impacto , los cermicos presentan baja densidad, son buenos aislantes trmicos y elctricos, son frgiles tienen alto punto de fusin y alta resistencia mecnica por su parte los plsticos presentan baja densidad, son buenos aislantes trmicos y elctricos y son flexibles y deformables estos comportamientos pueden ser entendidos a partir de la descripcin bsica de la estructura atmica de la materia y los tipos de uniones qumicas involucradas todos estos materiales en mayor o menor medida, interactan con el medio ambiente y sufren cambios modifican las caractersticas del material. En algunos casos estos cambios solo provocan un deterioro de su apariencia mientras que en otros se deterioran tambin sus propiedades ,desgraciadamente en la mayora de los casos este deterioro es ignorado y menospreciado y las consecuencias de este proceder suelen ser adversas se denomina corrosin ,aunque en algunos casos particulares tambin se llama degradacin como en el caso de cermicos y polmeros ,el ataque que sufren los materiales causados por su interaccin con el medio ambiente y que conlleva a la prdida de su masa o deterioro de sus propiedades. El caso de los plsticos merece un anlisis diferenciado su extremadamente baja velocidad de degradacin hace que estos se acumulen indefinidamente.Cabe destacar que la diferencia entre metales, cermicos y polmeros como podemos observar los metales se oxidan y los cermicos y polmeros sufren degradacin

CONTROL Y PREVENCION DE LA CORROSIN

La corrosin puede ser controlada por muchos mtodos diferentes. Algunos mtodos ms comunes son: Seleccin de materiales: metlica y no metlica Recubrimientos: metlicos, inorgnicos y orgnicos Diseo: Evitar los excesos de tensiones, el contacto de distintos metales, las grietas y excluir el aire Proteccin andica y catdica Control del medio: temperatura, velocidad, oxgeno, concentracin, inhibidores y depuracin. Seleccin de materiales

Materiales metlicos; uno de los mtodos ms comunes de control de corrosin es el uso de materiales resistentes a la corrosin para un particular entorno ambiental. Existen reglas generales aceptadas y razonablemente seguras que pueden aplicarse para seleccionar metales y aleaciones resistentes a la corrosin para aplicaciones en ingeniera, son: 1. Para condiciones reductoras o no oxidantes tales como cidos o disoluciones acuosas libres de aire, se usan a menudo aleaciones de nquel y cobre.2. Para condiciones oxidantes, se usan aleaciones que contienen cromo.3. Para condiciones fuertemente oxidantes, se utilizan comnmente aleaciones de titanio.Un material a menudo mal utilizado por los fabricantes no familiarizados con la corrosin de metales es el acero inoxidable. El acero inoxidable no es una aleacin especfica pero es un trmino genrico usado para una amplia clase de aceros con un contenido en cromo del orden del 12% o ligeramente superior. Los aceros inoxidables con comnmente utilizados en ambientes corrosivos moderadamente oxidantes, por ejemplo, cido ntrico; sin embargo son menos resistentes a soluciones que contienen cloruros y son ms susceptibles de rotura que el acero estructural ordinario. As, debe prestarse especial atencin en no usar aceros inoxidables en aplicaciones para las que no son apropiados.Materiales no metlicos. Materiales polimricos tales como plsticos y cauchos son dbiles, blandos y en general menos resistentes a cidos inorgnicos fuertes que los metales y aleaciones, y por tanto su uso como materiales primarios es limitado donde la corrosin es un factor a considerar. Sin embargo, conforme aumenta la disponibilidad de materiales plsticos resistentes pasa a ser ms importante su uso. Los materiales cermicos tienen alta resistencia a la corrosin y a altas temperaturas, pero tienen la desventaja de ser quebradizos a esfuerzos de tensin. Los materiales no metlicos se utilizan fundamentalmente para el control de corrosin, en forros, juntas y recubrimientos.RecubrimientosLos recubrimientos metlicos, inorgnicos y orgnicos se aplican a metales para prevenir o reducir su corrosin.Recubrimientos metlicos. Los recubrimientos metlicos que difieren del metal a recurrir se aplican en capas finas y delgadas para separar el metal del ambiente corrosivo. Los recubrimientos metlicos se aplican a veces de forma que sirvan de nodo de sacrificio y se corroan en lugar del metal que recubren.Muchos componentes metlicos se protegen por electrodeposicin para producir una delgada pelcula protectora de metal. En este proceso, la parte que va a ser recubierta constituye el ctodo de una celda electroltica. El electrolito es una disolucin de una sal del metal a ser recubierto, y se aplica corriente continua al componente que va a ser recubierto que acta como electrodo y a otro electrodo. La deposicin de una fina capa de estao sobre una hoja de aluminio para producir hoja de lata para envases de conservas es un ejemplo de aplicacin de este mtodo. La deposicin puede realizarse tambin en varias capas como el caso del cromado que se aplica a los automviles que consiste en tres capas:1. Una interior de cobre para permitir la adhesin del posterior recubrimiento o capa2. Una capa intermedia para dar una buena resistencia a la corrosin y 3. Una delgada capa de cromo, fundamentalmente por apariencia esttica.Algunas veces se aplica por laminacin una fina capa de metal sobre la superficie del metal a proteger. La delgada capa aporta resistencia a la corrosin al metal del ncleo interno. Por ejemplo, algunos aceros son chapeados con una delgada capa de acero inoxidable. Este proceso se utiliza tambin para dotar a aleaciones de aluminio de un revestimiento de mayor resistencia a la corrosin. Se aplica una delgada capa de aluminio puro sobre la superficie externa de la aleacin altamente resistente, estas aleaciones son llamadas Alclad.Recubrimientos inorgnicos (cermicos y vidrios). Para algunas aplicaciones es deseable cubrir el acero con un recubrimiento que le confiera un acabado liso y duradero. El acero se cubre habitualmente con un recubrimiento de porcelana que consiste en una fina capa de vidrio fundido sobre la superficie del acero de forma que tenga una buena adherencia y ha de presentar tambin un coeficiente de expansin ajustable al de la base metlica. En algunas industrias qumicas se utilizan recipientes de acero vidriados porque son fciles de limpiar y resistentes a la corrosin.Recubrimientos orgnicosEstos materiales, como Pinturas, barnices, lacas y muchos otros polmeros orgnicos dotan a los metales de barreras finas, tenaces y duraderas que les protegen de los ambientes corrosivos. Proporcionalmente, el uso de capas orgnicas protege ms el metal frente a la corrosin que cualquier otro mtodo. No obstante, deben seleccionarse los revestimientos adecuados y deben aplicarse convenientemente sobre las superficies metlicas una vez preparadas. En muchos casos, los fallos pueden ser atribuidos a una mala preparacin de la superficie del metal. Tambin se debe tener cuidado en no utilizar revestimientos orgnicos en aplicaciones en que el sustrato metlico puede ser atacado rpidamente si el recubrimiento se rompe.DiseoEn ingeniera un adecuado diseo de equipamiento tiene tanta importancia para la prevencin de la corrosin como la seleccin de los propios materiales. El diseador en ingeniera debe considerar los materiales conjuntamente con los requerimientos en cuanto a las propiedades mecnicas, elctricas y trmicas exigidas. Todas estas consideraciones deben sopesarse junto con las limitaciones econmicas. En el diseo de un sistema los problemas especficos de corrosin deben consultarse con expertos en corrosin. Sin embargo, son conocidas algunas reglas vlidas generales de diseo, como son: 1. Ha de tenerse en cuenta la accin penetrante de la corrosin junto con los requerimientos de fuerza mecnica cuando sea necesario considerar el espesor del metal utilizado. Esto es especialmente importante en tuberas y tanques para contener lquidos.2. Son preferibles los recipientes soldados frente a los remachados para reducir la corrosin por grietas. Si se usan remaches hay que elegir aquellos que sean catdicos respecto del material al que se vayan a unir.3. Si es posible, han de utilizarse metales que sean galvnicamente similares para la totalidad de una estructura. Ha de evitarse la utilizacin de metales no similares que puedan dar lugar a corrosin galvnica. Si se atornillan juntos metales no similares galvnicamente deben utilizarse juntas o uniones no metlicas para evitar el contacto elctrico entre metales.4. Han de evitarse tensiones excesivas y concentraciones de tensin en ambientes corrosivos para prevenir la rotura por corrosin, por tensiones o esfuerzos. Esto es especialmente importante cuando se utilizan aceros inoxidables, latones y otros materiales susceptibles a rotura por corrosin por esfuerzos en ciertos ambientes corrosivos.5. Deben evitarse recodos agudos en sistemas de tuberas por donde circulan fluidos. En las reas donde cambian bruscamente la direccin del fluido se potencia la corrosin por erosin.6. El diseo de tanques contenedores debe facilitar su limpieza y drenaje. Depsitos estancados de lquidos corrosivos promueven la aparicin de pilas de concentracin potenciando la corrosin.7. El diseo de sistemas debe ser tal que facilite el movimiento y sustitucin de piezas que se espere queden fuera de servicio en cierto tiempo. Por ejemplo, las bombas de plantas qumicas deben ser fcilmente movibles.8. El diseo de sistemas de calefaccin debe ser tal que se eviten zonas puntuales calientes. Los intercambiadores de calor, por ejemplo, deben ser diseados para producir gradientes uniformes de temperatura.De manera general, deben disearse sistemas en condiciones de mxima uniformidad y evitando la heterogeneidad.Alteraciones del ambienteLas condiciones ambientales son importantes en la determinacin de la gravedad de la corrosin. Mtodos importantes para reducir la corrosin son:1. El descenso de la temperatura de un sistema generalmente reduce la corrosin porque las velocidades de reaccin son menores a menor temperatura. Sin embargo, hay algunas situaciones donde se presenta el caso inverso.2. La disminucin de la velocidad de un fluido corrosivo reduce la corrosin por erosin. Sin embargo, para metales y aleaciones que estn pasiva dos deben evitarse soluciones estancadas.3. La eliminacin de oxgeno disuelto en soluciones acuosas es a menudo til para reducir la corrosin. 4. La reduccin de la concentracin de iones corrosivos en una disolucin que corroe a un metal puede disminuir la velocidad de corrosin del metal.5. La adicin de inhibidores a un sistema disminuye la corrosin. Los inhibidores son realmente retardadores de la reaccin.

Proteccin catdica y andicaEn la proteccin catdica, se puede controlar la corrosin, al suministrar electrones a la estructura metlica que se desea proteger. Por ejemplo, la corrosin de una estructura de acero en un ambiente acido involucra las siguientes reacciones electroqumicas:FeFe2+ + 2e-2H+ + 2e-H2Si se suministran electrones a la estructura de acero, la disolucin del metal (corrosin) puede ser suprimida y aumentar la velocidad de desprendimiento de hidrgeno. De esta forma se suprime la corrosin si se suministran continuamente electrones a la estructura de acero.La proteccin andica es relativamente reciente y est basada en la formacin de una pelcula protectora pasivadora sobre la superficie del metal o aleacin mediante la aplicacin externa de corrientes andicas. Las corrientes andicas con cuidadosamente controladas por un potencimetro y pueden aplicarse para la proteccin de metales por pasivacin, tales como aceros inoxidables y austenticos, con lo que se consigue su pasivacin y, por tanto, se reduce su velocidad de corrosin en ambientes corrosivos. Una ventaja de la proteccin andica es que puede ser aplicada tanto en condiciones dbiles como de fuerte corrosin. De modo contrario, la desventaja de este mtodo es que requiere una compleja instrumentacin e instalaciones de elevado coste.ANEXOS

A1.1 Corrosin por agua de mar.

A1.2 Corrosin en tubera de agua caliente

A1.3 Corrosin tuberas al aire libre

BIBLIOGRAFA

SMITH, W, F. Fundamentos de la ciencia e ingeniera de materiales. Madrid. 3era ed. Editorial Mc Graw Hill