Corrosin

CorrosinTipos de CorrosinNelly Fernanda Mungua Mogo

Corrosin ElectroqumicaEn ella pueden tener lugar procesos electroqumicos con el paso de una corriente elctrica. Si la celda electroqumica produce energa elctrica, causada por el consumo de energa qumica, se dice que tenemos unacelda galvnica o pila.Si, en cambio, la celda electroqumica consume corriente de una fuente de corriente externa, almacenando como consecuencia energa qumica, se dice que tenemos unacelda electroltica.Algunas celdas galvnicas reciben nombres especiales. Unacelda de corrosines una celda o pila galvnica en la cual las reacciones electroqumicas que tienen lugar conducen a la corrosin. Una celda de corrosin de dimensiones muy pequeas (por ejemplo ( < 0.1 mm) se conoce comocelda de accin localizada o microcelda galvnica.Las celdas locales o micropilas se dan, por ejemplo, en aleaciones multifsicas o en metales con recubrimientos que presentan buena conductividad elctrica o en inclusiones de xidos, sulfuros, carbn, etc. La accin de estas celdas a menudo conduce a un ataque localizado, tal como picaduras o corrosin bajo tensin.Tipos de CorrosinGeneralLa corrosin uniforme o general se caracteriza por ataques corrosivos que se desarrollan uniformemente sobre toda la superficie, o sobre una gran parte del rea total. El metal sigue perdiendo espesor hasta que se desmorona. La corrosin uniforme es el tipo de corrosin que echa a perder la mayor cantidad de metal.

LocalizadaPor HendiduraLa corrosin por grietas o hendiduras es un tipo de corrosin localizada que puede presentarse en zonas donde se estancan soluciones. Adems ha recibido diferentes nombres, como celdas de aireacin diferencial, celdas de concentracin, etc. De manera muy sencilla, se puede definir a este tipo de corrosin como el ataque que ocurre cuando una parte de la superficie del metal est en un ambiente restringido o protegido, y el resto del metal est expuesto a un gran volumen del electrolito o solucin. Para que este tipo de corrosin se desarrolle, la grieta debe ser lo suficientemente ancha como para que la solucin pueda penetrar en ella y, al mismo tiempo, suficientemente estrecha como para mantener el lquido estancado. Por consiguiente, este tipo de corrosin se producir ms frecuentemente en aberturas de unos pocos micrmetros o menos de anchura. Las juntas fibrosas, que pueden actuar como mechas para absorber una solucin electroltica y a la vez mantenerla en contacto con la superficie metlica, son localizaciones ideales para la corrosin por grieta.La corrosin por grietas tiene una reconocida importancia en ingeniera toda vez que su presencia es frecuente bajo juntas, remaches, pernos y tornillos, entre vlvulas y sus asientos, bajo depsitos porosos y en muchos lugares similares. La corrosin por grietas se produce en muchos sistemas de aleaciones como el acero inoxidable y aleaciones de titanio, aluminio y cobre.Aunque tiene el mismo mecanismo de formacin que la corrosin por picadura, en este tipo no es necesaria una superficie pasivada, muchas veces tan solo las juntas son el lugar ideal para que se formen o los recubrimientos levantados o mal aplicados.A continuacin se muestran una serie de fotografas donde se observa la corrosin por hendidura ya avanzada: Por PicaduraAl igual que la corrosin por hendiduras, la corrosin por picaduras es un tipo de corrosin localizada; este tipo de corrosin produce pequeas cavidades en la superficie del metal y puede llegar a ser muy destructiva para estructuras de ingeniera si se produce una perforacin profunda o grande en el metal. Comnmente, las picaduras son difciles de detectar porque los productos de corrosin pueden taparlas y porque la prdida de masa es insignificante hasta que ya est muy avanzada.Una picadura puede requerir meses o aos para perforar una seccin metlica, pero una vez iniciada, los hoyos crecen a gran velocidad al ser una reaccin auto cataltica.Algunas veces se confunde el tipo de corrosin que provoca los hoyos en una superficie metlica; una vez iniciada la picadura, el mecanismo se comporta de manera similar a la corrosin por hendiduras; pero la diferencia radica en la forma en la que se inicia cada una.La corrosin por hendiduras comienza por la diferencia de concentracin de oxgeno o iones del electrolito; la corrosin por picadura puede ser iniciada por rasguos en la superficie del metal, una dislocacin o defecto, variaciones en la composicin de la solucin por factores metalrgicos y requiere de una superficie pasivada en la que precisamente los rasguos, golpes o interacciones con el ambiente provoquen una ruptura en la pelcula protectora.Es importante resaltar que este tipo de corrosin no necesita de una grieta sino que crea su propia grieta.

GalvnicaLacorrosin galvnicaes un procesoelectroqumicoen el que unmetalsecorroepreferentemente cuando est en contacto elctrico con un tipo diferente de metal (msnoble) y ambos metales se encuentran inmersos en unelectrolitoo medio hmedo.Cuando dos o ms diferentes tipos de metal entran en contacto en presencia de un electrolito, se forma unacelda galvnicaporque metales diferentes tienen diferentespotenciales de electrodoo de reduccin. El electrolito suministra el medio que hace posible la migracin deiones por lo cual los iones metlicos en disolucin pueden moverse desde elnodoalctodo. Esto lleva a la corrosin del metal andico (el que tienen menor potencial de reduccin) ms rpidamente que de otro modo; a la vez, la corrosin del metal catdico (el que tiene mayor potencial de reduccin) se retrasa hasta el punto de detenerse. La presencia de electrolitos y un camino conductor entre los dos metales puede causar una corrosin en un metal que, de forma aislada, no se habra oxidado.Incluso un solo tipo de metal puede corroerse galvnicamente si el electrolito vara en su composicin, formando unacelda de concentracin.

Por esfuerzoEste tipo de corrosin es un efecto combinado entre un ambiente corrosivo y un esfuerzo de tensin, es comn en las tuberas por la aplicacin de presin a lo largo de la misma y sobre todo en los ngulos que se forman en estas. Se da en metales con pelculas pasivantes y presenta grietas perpendiculares al flujo.Ejemplos claros son la fragilidad por iones hidrgeno o por sulfuros dependiendo si se dan en medios ricos en dixido de carbono o ricos en sulfuros.

CavitacinSe suele llamarcorrosinpor cavitacinal fenmeno por el que la cavitacin arranca la capa de xido (resultado de lapasivacin) que cubre el metal y lo protege, de tal forma que entre esta zona (nodo) y la que permanece pasivada (cubierta por xido) se forma unpar galvnicoen el que el nodo (el que se corroe) que es la zona que ha perdido su capa de xido y la que lo mantiene (ctodo).

MICEste apartado describe la relacin de microorganismos con la corrosin en metales. Las muchas especies de microorganismos y su diversidad metablica les permite formar sistemas de soporte para alimentacin a costa del deterioro de los materiales metlicos.La MIC puede resultar de la acumulacin de agua en los componentes de acero inoxidable de los sistemas de tuberas despus de que se les realizan pruebas hidrolgicas o eso se crea hasta que se comprob que la MIC puede ocurrir en casi cualquier ambiente.Microorganismos asociados con la MICLos microorganismos se reproducen rpidamente y toleran un vasto rango de ambientes diferentes tanto en pH como en temperatura. Estos microorganismos son los responsables primarios de gran cantidad de fallas por corrosin y pueden ser clasificadas de acuerdo a su grupo metablico. Estos microorganismos son llamados quimitrofos, esto quiere decir que obtienen energa de fuentes qumicas. Estas son: Bacterias sulfato-reductoras Bacterias del hierro y manganeso Bacterias sulfato-oxidantesOtro mtodo de clasificacin es por sus requerimientos de oxgeno, es decir, aerobio y anaerobio. Tambin hay combinaciones entre ambas clasificaciones.Existe una clasificacin que ha sido muy discutida: formadoras de limo y productoras de cido.Bacterias Sulfato-reductoras (BSR)Las bacterias sulfato-reductoras reducen los sulfatos a sulfuro. Comnmente la corrosin del hierro y acero ocurre bajo condiciones anaerobias en presencia de BSR. Estas bacterias usan el ion sulfato para producir cido sulfhdrico. Algunas especies comunes de BSR incluyen a Desulfovidrio, Desulfobacter y Desulformaculum.En 1934, von Wolzogen Kuhr y Van der Vlugt publicaron un artculo sobre microorganismos causantes de corrosin en tuberas enterradas y propusieron las siguientes reacciones:4Fe 4Fe2+ + 8e- (Reaccin andica)8H20 8H+ + OH- (Disociacin del agua)8H+ + 8e- 8H (Reaccin catdica)SO42- + 8H S2- + 4H2O (Despolarizacin producida por BSR)Fe2+ + S2- FeS (Producto de corrosin)3Fe2+ + 6OH- 3Fe(OH)2 (Producto de corrosin)La corrosin anaerobia del fierro tiene tres caractersticas principales:1. Est restringida a ambientes anaerobios tales como la arcilla, lodo o suelos anegados. Tambin se puede dar el caso de la formacin de nichos con estas caractersticas dentro de ambientes aerobios. Es comn ver en suelos cerca de metales en proceso de corrosin de este tipo un ennegrecimiento caracterstico y un olor a H2S.2. El metal corrodo tiende a formar picaduras en vez de corroerse en toda la superficie, indicando que la corrosin no tiene carcter auto sofocante. Rupturas en tuberas causadas por corrosin bacterianas tienden a tomar la forma de perforaciones locales en vez de deterioro general.3. El metal en el punto de corrosin es caractersticamente grafitizado, el fierro metlico es enteramente removido pero el esqueleto de grafito de la tubera usualmente retiene su forma original.

Bacterias del fierro y manganesoBacterias ferro-oxidativas como Gallionella, Sphaerotilus, Leptothrix y Crenothrix, producen reacciones que transforman el hierro II que es una forma soluble del fierro en hierro III que es insoluble.Gallionella es una bacteria formadora de tallos, es aerobia estricta y produce xidos metlicos. Produce desechos insolubles altos en fierro y manganeso. Concentra iones, lo cual agrava la corrosin particularmente en aceros inoxidables.

Bacterias sulfato-oxidantesSon bacterias aerobias, oxidan sulfuro elemental o compuestos del sulfuro produciendo cido sulfrico.Gaudy y Gaudy hablan de un grupo especfico de bacterias que oxidan sulfuro, el grupo es llamado de las sulfato bacterias incoloras que se distinguen por esto mismo de las dems bacterias fotosintticas.Este grupo incluye cuatro gneros: Thiobacillus, Thiodendron, Beggiaton y Sulfolobus. El dao a instalaciones y tuberas es comnmente causado por crecimiento de Thiobacillus.

IntergranularLacorrosin intergranular, tambin conocida comoataque intergranular(IGC y IGA por sus siglas en ingls), es un fenmenocorrosivoque sucede en losacerosinoxidables, el mismo consiste en una decarburizacin del acero debido a un fenmeno difusivo del carbono hacia los bordes de grano, en el proceso el carbono arrastra tomos de cromo, lo cual hace que el acero pierda sus propiedades anticorrosivas. Este fenmeno es caracterstico de los aceros inoxidables, sin embargo se puede presentar en otrasaleacionesresistentes a la corrosin.En las aleaciones denquel, as como en aceros inoxidables austenticos, en donde se agregacromopara incrementar la resistencia a la corrosin, el mecanismo que se presenta para la corrosin intergranular es la formacin decarburos de cromo(Cr23C6) , debido a que la afinidad del cromo por elcarbonoestermodinmicamentemuy alta, y como el carbono tiene buena difusividad a travs del acero hacia el borde del grano este arrastra al cromo hacia el borde, lo cual forma zonas pobres en cromo, normalmente este proceso esta asociado a un aumento y sostenimiento de la temperatura de entre 450 a 850 C, al cual se le denomina sensitizacin y normalmente es producto de un maltratamiento trmicoo unasoldadura.Al crearse los carburos de cromo y las zonas empobrecidas en este ltimo elemento, se crean pequeasceldas galvnicasdebido a la diferencia de potencial entre los bordes y el resto del grano del metal, lo cual provoca unacorrosin galvnicalocalizada en los bordes del grano.Otro efecto relacionado con la corrosin intergranular es el ataque "Knifeline", este fenmeno se ve dentro de los aceros estabilizados conniobiocomo el acero inoxidable 347. Eltitanioy el niobio, as como sus carburos se disuelven el en acero a temperaturas muy altas, en algunos ciclos de enfriamiento, el carburo de niobio no precipita, y el acero se comporta como uno no estabilizado por lo que se forman los carburos de cromo. Sin embargo esto solo suele pasar en los ciclos de enfriamiento en soldaduras y slo afecta a una zona delgada de algunos milmetros de ancho en la vecindad misma de la soldadura, las estructuras hechas de aceros que puedan ser atacados mediante este fenmeno deben ser calentados por encima de 1066C para disolver el carburo de cromo y formar el carburo de niobio. La velocidad de enfriamiento no es importante en este ltimo tratamiento, debido a que el carbono que podra unirse con el cromo ya esta ligado con el niobio.Las aleaciones dealuminiopueden ser sensibles la corrosin intergranular si dentro de los granos de la aleacin hay partculas de materiales que acten comonodos, la corrosin intergranular tambin afectar a las aleaciones con un alto contenido de cobre.

Referencias BibliogrficasOrtiz Rosales, Manzano Ramrez, Olvera Silva, & Prez Solares. (2009). Algunos Tipos de Corrosin. InPrincipios bsicos de corrosin y sus prcticas de laboratorio(Primera ed., p. 73). D.F.: Editorial Limusa.Revie, R., & Uhlig, H. (2008). Types of Corrosion Damage. InCorrosion and corrosion control: An introduction to crrosion science and engineering(Cuarta ed., pp. 18-21). New Jersey: Wiley & Sons.Watkins Borenstein, S. (1994). Microbiology. InMicrobiologically Influenced Corrosion Handbook(Primera ed., pp. 11-33). Cambridge: Woodhead Publishing.Beech, I., & Gaylarde, C. (1999). Recent advances in the study of biocorrosion: An overview.Revista De Microbiologa.