CORROSIN

1

21. Introduccin

Se estima que entre el 3 y e1 4% del PIB de un pas se pierde como consecuenciade los procesos de corrosin y degradacin de los materiales.

Esto supondra para Espaa prdidas anuales del orden del billn de pesetas (msde 7.000 mill de ).

Tambin est aceptado que entre el 20 y el 25% de estas prdidas podran evitarseaplicando lo que hoy se sabe sobre los mecanismos de la corrosin y degradacinde los materiales y las tcnicas para reducir sus efectos (Informe HOAR).

Se trata en definitiva de que los materiales "enferman", y si se es capaz de analizarlos sntomas, y de comprender cul es la razn de la enfermedad y cmo y por quse produce, se estar en condiciones de proponer soluciones para corregir, almenos parcialmente, el mal o evitar que en otras ocasiones se produzca.

La corrosin puede definirse como la reaccin qumica o electroqumica de unmetal o aleacin con su medio circundante con el consiguiente deterioro de suspropiedades

Definicin

Los materiales no metlicos polmeros o cermicos, se habla de degradacin, no de corrosin.

3Prdidas de la corrosin

Prdidas directas se relacionan con los costes necesarios para la reposicin deestructuras, equipo, maquinaria o componentes que pueden quedar inservibles porefecto de la corrosin.

Prdidas indirectas, ms difciles de establecer, pero mucho mayores que las directas

a) Prdidas por interrupciones de la produccin: parada de una central trmica porproblemas de corrosin en la caldera o en un intercambiador de calor, por ejemplo.

b) Prdidas de producto: prdidas de petrleo o gas con riesgo de accidente a travs de

1. Introduccin

b) Prdidas de producto: prdidas de petrleo o gas con riesgo de accidente a travs deoleoductos o tuberas corrodas.

c) Prdidas por contaminacin de productos: contaminacin de alimentos por cationesmetlicos procedentes de envases metlicos.

d) Prdidas de rendimiento: formacin de productos de corrosin en el interior detuberas, lo que reduce los coeficientes de transmisin de calor cuando forman parte deun intercambiador o producen obstrucciones parciales que obligan a aumentar lacapacidad de bombeo

e) Prdidas por sobredimensionado: teniendo en cuenta el espesor de pared que se prevse va a perder por corrosin a lo largo de la vida de un equipo es habitualsobredimensionar reactores qumicos, calderas, tubos de condensadores, tuberasenterradas, estructuras en contacto con el agua de mar, etc.

f) Prdidas por accidentes derivados de la corrosin: las lesiones o la muerte de personaspor la explosin de una tubera de gas como consecuencia de problemas de corrosin

E

j

e

m

p

l

o

s

Clasificacin de los procesos de corrosin

Corrosin uniformeCorrosin galvnica

Corrosin por hendiduraCorrosin por picadurasCorrosin intergranular

Corrosin selectivaCorrosin por erosinCorrosin bajo tensin

Dao por hidrgeno

Segn el aspecto o morfologa del ataque

corrosivo

1. Introduccin

4

Corrosin por cidosCorrosin por sales fundidas

Corrosin atmosfricaCorrosin de estructuras enterradas

Segn el medio en el que se produce

Dao por hidrgeno

Corrosin electroqumicaCorrosin directa o secaSegn el mecanismo

5 ELECTROQUMICAParte de la Qumica dedicada al estudio de los

procesos electroqumicos

Tipos

1. Introduccin

Produccin de una corriente elctrica mediante una reaccin qumica redox

Producir una reaccin qumica de oxidacin-reduccin aplicando una corriente elctrica

(ELECTRLISIS)

6 Lmina de Zn que se sumerge en una disolucin acuosa de CuSO4

PILAS GALVNICAS

EjemploEjemplo

a)a) LaLa disolucindisolucin pierdepierde colorcolor azulazulintenso,intenso, propiopropio dede loslos ionesiones CuCu++22 (aq)(aq)..

b)b) EnEn lala lminalmina dede ZnZn sese vava depositandodepositandocobrecobre metlicometlico..

1. Introduccin

cobrecobre metlicometlico..c)c) AlAl cabocabo dede ciertocierto tiempotiempo sese observaobserva

queque parteparte dede lala chapachapa dede ZnZn sese hahadisueltodisuelto..

Zn (s) + Cu+2 (aq) Zn+2 (aq) + Cu (s)

7Zn (s) + Cu+2 (aq) Zn+2 (aq) + Cu (s)

Empleando esta reaccin se puede construir una pila por lo que hay que forzar a loselectrones a que pasen por un circuito elctrico externo. Esto se consigueseparando fsicamente los dos procesos de la reaccin de manera que tengan lugaren dos compartimientos distintos:

1. Introduccin

Zn (s) Zn+2 (aq) + 2 e-

Cu+2 (aq) + 2 e- Cu (s)

OXIDACIN

REDUCCIN

Los electrones que se liberan en la oxidacin, antes de que se capten en la reduccin,pasan a travs de un hilo conductor u otro circuito

81. PILAS GALVNICAS. Pila Daniell

La circulacin de los electrones por el circuito externo es del polonegativo al positivo.

El polo negativo de la pila es donde se produce la oxidacin El polo positivo de la pila es donde se produce la reduccin

Zn ZnZn Zn+2 +2 (aq) Cu(aq) Cu+2 +2 (aq) Cu(aq) Cu

OxidacinOxidacin ReduccinReduccinPolo negativoPolo negativo Polo positivoPolo positivo

9 Un electrodo gaseoso estconstituido por un tubo devidrio, sumergidoparcialmente en la disolucin,por cuya parte superior seinyecta el elemento gaseosode que se trate.

Dicho tubo va atravesado porun hilo metlico terminado en

1. Introduccin

un hilo metlico terminado enuna pequea placa (Pt) que esdonde tiene lugar el procesoredox en el que no interviene,se llama electrodo inerte.

Ni NiNi Ni+2 +2 (aq) , Cl(aq) , Cl-- ClCl22OxidacinOxidacin ReduccinReduccin

Polo negativoPolo negativo Polo positivoPolo positivo

10

La fuerza electromotriz (fem) o potencial de un piladepende de las sustancias que intervienen en lasreacciones de electrodo y de sus concentraciones

El potencial de un pila mide la tendencia relativa arealizarse el correspondiente proceso de reduccin.

POTENCIALES DE ELECTRODO

1. Introduccin

La fem tambin se puede desglosar en suma algebraicade dos potenciales parciales de electrodo o semipila

El potencial de un electrodo aislado no puede medirse,para ello hay que combinarlo con otro formando una pila.Por lo que no se puede medir el potencial absoluto de unelectrodo sino su potencial relativo respecto a unelectrodo de referencia.

11

Como electrodo de referencia se toma el electrodo normal dehidrgeno al que se le asigna un potencial de cero voltios

El electrodo normal de hidrgeno es un electrodo de gas, queconsiste en una lmina de platino en contacto con hidrgenogaseoso a una atmsfera y sumergido en una disolucin 1 M deiones H+

1. Introduccin

H2 2H+ + 2 e-

2H+ + 2 e- H2

OXIDACIN

REDUCCIN

(Pt) H(Pt) H22 (1 atm) (1 atm) HH+ + (1 M)(1 M)

POLO NEGATIVO

POLO POSITIVO

12

Electrodo Proceso de reduccin E0 (voltios)

K+ / K K+ + e- = K -2,92

Ca+2/Ca Ca+2 + 2 e- = Ca -2,87

Na+/ Na Na+ + e- = Na -2,71

Al+3/ Al Al+3 + 3 e- = Al -1,67

Zn 2+/Zn Zn+2 + 2 e- = Zn -0,76

Potenciales de reduccin

Reductores

1. Introduccin

Zn Zn Zn + 2 e Zn -0,76

Fe+2/Fe Fe+2 + 2 e- = Fe -0,44

Ni+2/Ni Ni+2 + 2 e- = Ni -0,25

Pb+2/Pb Pb+2 + 2 e- = Pb -0,13

H+/H2 (Pt) 2H+ + 2 e- = H2 0,00

Cu+2/Cu Cu+2 + 2 e- = Cu +0,34

Ag+/Ag Ag+ + e- = Ag +0,80

Cl2(Pt)/Cl- Cl2 + 2 e- = 2Cl- +1,36F2(Pt)/F- F2 + 2 e- = 2F- +2,85

Oxidantes

13

Reaccionar el cinc metlico con los iones hidrgeno?

Ejemplo 1PREDICCIN DE REACCIONES REDOX

ZnZn+2+2 + 2 e+ 2 e-- = = ZnZn

2H2H++ + 2 e+ 2 e-- = = HH22

E = -0,76 V

E = 0,00 VMayor

potencial Reduccin

Zn Zn -- 2 e2 e ZnZn E = +0,76 V

1. Introduccin

Zn Zn -- 2 e2 e-- = = ZnZn+2+2 E = +0,76 V Oxidacin

Zn + 2HZn + 2H+ = + = ZnZn+2 +2 ++ HH22 E = +0,76 V

El potencial positivo indica que la reaccin es espontneaen el sentido en el que est escrita

La reaccin anterior es en esencia la del desplazamiento del hidrgeno de los cido por el cinc metlico

14

Reaccionar el cobre metlico con los iones hidrgeno?

Ejemplo 2PREDICCIN DE REACCIONES REDOX

CuCu+2+2 + 2 e+ 2 e-- = = CuCu

2 H2 H++ + 2 e+ 2 e-- = = HH22

= + 0,34 V = + 0,34 V

= 0,00 V= 0,00 V

Mayor potencial ReduccinReduccin

HH -- 2 e2 e 2 H2 H = 0,00 V= 0,00 V OxidacinOxidacin

1. Introduccin

HH22 -- 2 e2 e-- = = 2 H2 H++ = 0,00 V= 0,00 V OxidacinOxidacin

CuCu+2 +2 ++ HH2 2 = Cu + 2 H= Cu + 2 H++ = + 0,34 V= + 0,34 V

El potencial positivo indica que la reaccin es espontnea en el sentido en el que est escrita

Por esta razn el cobre no puede desplazar al hidrgeno de los cidos

15

POTENCIAL DE ELECTRODO Y POTENCIAL DE UNA PILA

POTENCIAL DE ELECTRODO

Diferencia de potencial entre los electrodos y la disolucinen contacto

No se puede medir porque es imposible conectar la disolucina un instrumento de medicin si no es introduciendo un electrodo

1. Introduccin

Diferencia de potencial entre los electrodos medida por un voltmetro

POTENCIAL DE UNA PILA

pila = + - -

pila = ctodo - nodo

16

Una pila es un sistema termodinmico que realiza un trabajo de tipo elctrico igual a la diferencia de potencial entre los electrodos de

la pila multiplicada por la carga transportada

ENERGA O TRABAJO ELCTRICO DE UNA PILA

WWrevrev = Q = Q Siendo:

1. Introduccin

WWrevrev = n F = n F F= constante de Faraday=(carga de un mol de electrones) = 96500 Cn= nmero de moles de electrones trasportados

G = G = -- n F n F

Sistemas a P, T= ctesWrev = - G

G > 0G > 0

G < 0G < 0 Espontnea

No espontnea

GG00 = = -- n F n F 00Condiciones

estndar

17

Mide la relacin entre el potencial redox con la concentracin

ECUACIN DE NERST

G = G = -- n F n F

G = G = GG00 -- R T ln KR T ln K

GG00 = = -- n F n F 00

= 0 -R T

n Fln K

1. Introduccin

GG00 = = -- n F n F 00T= 25 C

F= constante de Faraday=96500 CR = 8,3 JK-1 mol-1

= 0 -0,059

n log K

18

Celda electroqumica ElectrolticaGalvnica

Similitud de la corrosin con la pila seca

1. Introduccin

19

Definicin de nodos y ctodos

1. Introduccin

++ 22 HZnClHCl2Zn ++++ ++ 22 HCl2ZnCl2H2Zn

++ ++ 22 HZnH2Zn+ + e2ZnZn 2

+ + 2He2H2OxidacinReduccin

20

Tipos de pilas de corrosin

GalvnicasConcentracin

Concentracin salinaAireacin diferencial

1. Introduccin

21

Tipos de pilas de corrosin

Aireacin diferencial

22

Tipos de pilas de corrosinAireacin diferencial

Tipos de corrosin

Corrosin uniformeCorrosin galvnica

Corrosin por hendidura

Segn el aspecto o morfologa del ataque corrosivo(Fontana)

23

Corrosin por hendiduraCorrosin por picadurasCorrosin intergranular

Corrosin selectivaCorrosin por erosinCorrosin bajo tensin

No es una forma de corrosin pero ocurre como resultado

del proceso corrosivoDao por hidrgeno

24

Corrosin uniformeSe produce un adelgazamiento generalizado de toda la superficie

Se caracteriza por una prdida regular y

genrica de la superficie del metal

que se corroe

Se da en casi todos los metales en determinadas condiciones

Aceros a la atmsferaCinc en cidos

que se corroe

Se puede aplicar cualquier mtodo de

prevencin

InhibidoresRecubrimientosProteccin catdicaProteccin andicaAleaciones

25

Corrosin galvnicaSe produce cuando dos metales de distinta actividad estn encontactoEjemplo: Un trozo de Cu (ms noble) con otro de Zn (ms activo)

La diferencia de potencial existente entre ellos acta como fuerzaimpulsora del paso de corriente a travs del electrolito, aumentandola velocidad del ataque del metal ms activo y disminuyendo la delms noble

La extensin de la corrosin debida a La extensin de la corrosin debida a acoplamiento galvnico depende:

Diferencia de potencial entre los metales(series galvnicas)Naturaleza del medioEl metal con menor resistencia en el medioes el que acta de nodo Relaciones geomtricas entre los metalesDistancia entre ellos y reas de contactoLa situacin ms desfavorable es cuando el readel nodo es ms pequea que el ctodo Caractersticas de polarizacin

26

MgAleaciones de Mg

Zn

Acero galvanizadoAl 5052Al 3003Al 1100Al 6053

CdAl 2017Al 2024

Acero bajo en carbono

Serie galvnica

A

n

d

i

c

o

s

C

a

t

d

i

c

o

s

Serie galvnica en el agua de mar

Disposiciones ordenadas demetales y aleaciones, deacuerdo con sus potencialesrelativos medidos en undeterminado medio.

DEFINICIN

DIFERENCIASAcero bajo en carbono

Fundicin de FeAcero inoxidable 316

PbSn

LatnBronce

CuAgTiAu

Pt

A

n

d

i

c

o

s

C

a

t

d

i

c

o

s

Se diferencia con la serieelectroqumica en que seincluyen aleaciones y no seindica su potencial, sino queslo se ordenan de acuerdo consus comportamiento en undeterminados medio.

Cuanto ms alejados estn dos metales o aleaciones mayor tendencia hay al ataque

27

Ejemplos

Acoplamiento de tuberas de Cu con tuberas de Fe

Acoplamiento de tuberas de Cu con tuberas de acero galvanizado

Manguitos de latn en tuberas de acero

Seleccionar metales prximos en la serie galvnicaAislar elctricamente metales con distintas actividadEliminar relaciones de rea desfavorablesPrevenir el acceso de agua y oxgeno a la zona de unin de dos metales

de Cu con tuberas de acero galvanizado

PREVENCIN

28

Corrosin por picaduraCaso extremo de ataque localizado en el que ste se concentra en zonasextremadamente pequeas de la superficie metlica, mientras que el restopermanece inalteradas

Formacin de cavidades en la superficie (dimetro menor que la profundidad)

Difciles de detectar. Difciles de detectar. Tiene lugar poco prdida de peso. Aparecen cubiertas con productos de corrosinSon difciles de medir cuantitativamente y de comparar la extensindel dao

Forma de corrosinmuy destructiva

29

Corrosin en resquicio

Se manifiesta como un ataque localizadoen delgadas ranuras, resquicios ohendiduras existentes en el propio metal,entre dos superficies metlicas o entre elmetal y el material no metlico

Se llama corrosin bajo los depsitos, cuandoaparece como consecuencia de la suciedadestancada debajo de los depsitos

Resquicio(corrosin)

Partculainerte

Resquicio(corrosin)

Metal

30

Mecanismo

Fenodo

ctodo

Material en aguacon cloruros

> O2

Supongamos un metal (Fe) con algn tipode hendidura o resquicio inmerso en aguade mar

Se crea una pila donde la zona de menoracceso de oxgeno acta como nodo,corroyndose, mientras que el resto delmetal acta de ctodo

Corrosin en resquicio

metal acta de ctodo

En la hendidura se produce la reaccin andica Fe = Fe+2 + 2 e-

O2 + H2O + 2 e- = 2 OH-En otras zonas del metal la reaccin catdica

Los iones Fe+2 se acumulan en la hendidura, atrayendo a lo iones Cl-, formando clorurode hierro, este cloruro se hidroliza dando HCl, el cual acelera la disolucin del metal porla presencia de iones H+ segn las reacciones:

Fe+2 + 2 Cl- = Cl2Fe

Cl2Fe + 2 H2O = HCl + Fe(OH)2

2 HCl = 2Cl- + 2H+

2 H+ + 2 e- = H2

Reaccin catdicala presencia H+

31

Prdida selectiva, por corrosin de uno de los elementos de la aleacinTambin se denomina disolucin selectiva

Corrosin Selectiva

Descinficacin de latones (

32

En esta forma de corrosin se suman factores mecnicos a los factores electroqumicos

Corrosin Erosin

Es el incremento en la velocidad de deterioro de unmetal o aleacin debido al movimiento relativo entrestos y un fluido corrosivoOcurre en metales y aleaciones expuestos a fluidos enmovimiento, cuando las capas que protegen el metal(pelculas pasivas, productos de corrosin, etc.) sonremovidas por la accin mecnica de un lquido o ungas, exponindose continuamente la superficie metlica

Apariencia de herraduraEl ataque aparece en forma de picaduras anchas

y poco profundas, con fondo liso y superficie brillante.

La corrosin con erosin se agrava si el metal est en movimiento y si el fluido contiene

partculas abrasivas en suspensin

33

Dentro de la corrosin-erosin se incluye la cavitacin

Corrosin Cavitacin

Se considera como forma especial de corrosin-erosin, causada por la formacin yposterior colapso de burbujas de vapor en el seno de un lquido cerca de la superficiemetlica

El colapso de estas burbujas puede destruir las pelculas protectoras y deformarplsticamente el metal dando lugar a la corrosin.

Apariencia de panel de abejas

plsticamente el metal dando lugar a la corrosin.

Turbinas hidrulicasBombas impulsoras

Sistemas en los que hay cambios de presin

34

Corrosin bajo tensinEs la fractura que se produce en un material como consecuencia de la accin conjunta de un medio corrosivo y un esfuerzo mecnico

La tensin puede ser debida a la accin de una carga externa o a la existencia detensiones residuales no eliminadas en el proceso de fabricacin

El resultado es que el metal se fractura repentinamente, sin deformacin, despus decierto tiempo de servicio (fractura frgil)

35

Corrosin bajo tensinCombinaciones metal/medio que favorecen este tipo de corrosin

Material MedioAleaciones de aluminio NaCl

Vapor de aguaH2O2aire

Aceros al carbono NaOHAceros al carbono NaOHNitratos

H2SH2SO4HNO3

Aleaciones de cobre NH3Aminas

Vapor de aguaAceros inoxidables NaCl

H2SNaOH

36

Corrosin por fatigaEs la fractura que se produce en un material comoconsecuencia de la accin conjunta de un medio corrosivoy un esfuerzo mecnico fluctuante en el tiempo

Existe un efecto conjunto de las tensiones cclicas y delmedio corrosivo

Este efecto conjunto conduce normalmente a larotura de las capas pasivas que favorece la formaciny el desarrollo de grietas

37

BiocorrosinEs el deterioro de materiales metlicos provocado por la accin directa o indirecta de bacterias, hongos o algas

En condiciones anaerbicas la corrosin puede estar acentuada por la accin demicroorganismos, como bacterias reductoras de sulfatos (desulfovibrio desulfuricans)

En condiciones aerbicas la corrosin se produce por accin de un metabolito (cido) opor la accin directa de una bacteria, ferrobacilus ferroxidans capaz de oxidar el hierro axidos o hidrxidos

Tambin suelen provocar la aparicin de celdas de concentracin por acumulacin dedepsitos

xidos o hidrxidos

Analizar la posible existencia de microorganismosLimpiar con frecuencia

Cambiar el pHUtilizar biocidas

Emplear aleaciones mas resistentes

PREVENCIN

38

Velocidad de corrosinVelocidad de corrosin

PrdidaPrdida dede masamasa porpor unidadunidad sese superficiesuperficie yy tiempo,tiempo, sese suelesueleexpresarexpresar enen mg/dmmg/dm22 dada (mdd)(mdd)..

LongitudLongitud perdidaperdida porpor unidadunidad dede tiempo,tiempo, expresadaexpresada enen mm/ao,mm/ao,pulgadaspulgadas porpor aoao (ipy)(ipy) oo bienbien milipulgadasmilipulgadas porpor aoao (mpy)(mpy)..pulgadaspulgadas porpor aoao (ipy)(ipy) oo bienbien milipulgadasmilipulgadas porpor aoao (mpy)(mpy)..

w =ItM

nFEcuacin de Faraday

w = masa depositada o corrodo (g)w = masa depositada o corrodo (g)M = masa atmica del metalM = masa atmica del metalI = intensidad de corriente (A)I = intensidad de corriente (A)t = tiempos (s)t = tiempos (s)n = la valencia del in metlicon = la valencia del in metlicoF = constante de FaradayF = constante de Faraday

Proteccin frente a la

39

Proteccin frente a la corrosin

40

Mtodos de proteccin frente a la corrosin

Degradacin de un material metlico como

consecuencia de su interaccin con el medio

Diseo de Mtodos de proteccin

Modificacin de algunos de los componentes del sistema:

Metal

Medio

Interfase

41

Diseo. Seleccin de materiales. Proteccin catdica.

Mtodos de proteccin frente a la corrosin

Proteccin catdica. Proteccin andica. Recubrimientos. Control del medio.

42

Mtodos de proteccin frente a la corrosin

Medidas que afectan al metalMedidas que afectan al metal

Seleccin de una aleacin ms adecuada

Propiedades mecnicasResistencia a la corrosin

Precio

Medidas que afectan al medioMedidas que afectan al medio

Disminuir su corrosividad

Eliminacin del agente oxidante (O2, H+, H2O)Aumentar la resistividad

Disminuir la velocidad del fluido

Difciles de aplicar en medios naturales

43

Mtodos de proteccin frente a la corrosin

Creacin de recubrimientos que impidan el contacto entre el metal y el medio:

PinturasCapas de conversinCapas metalizadasAnodizados

Formacin de nuevas interfasesFormacin de nuevas interfases

Influir sobre los procesos que ocurren en la interfase metal/electrolito

InhibidoresProteccin catdicaProteccin andica

Anodizados

Medidas que afectan a la interfaseMedidas que afectan a la interfase

44

Medidas que afectan al medio

Disminuir su corrosividad

Eliminacin del agente oxidante (O2, H+, H2O)Aumentar la resistividad

Disminuir la velocidad del fluido

Difciles de aplicar en medios naturales

Los componentes corrosivos en un medio acuoso son principalmente eloxgeno, los cidos, sales y bases.

El oxgeno se puede eliminar por saturacin con un gas inerte o por adicin deeliminadores de oxgeno, como sulfito sdico o hidrazina

Los cidos y bases pueden ser neutralizados

Las sales pueden suprimirse haciendo uso de resinas de intercambio inico.

45

Formacin de nuevas interfasesFormacin de nuevas interfases

GalvanizadoAluminizado

InorgnicosAnodizadoFosfatadoCromatado

Metlicos AluminizadoCromadoNiquelado

OrgnicosPinturasLacasBarnices

46

Capas de conversinCapas de conversin

Transformacin por reaccin de la superficie del metal, que se transforma en un compuesto inorgnico

Proporcionan:Proporcionan:

Mejora de la adherenciaResistencia al medio

AnodizadoCromatadoFosfatado

Capas de Conversin

47

AnodizadoAnodizado

Crecimiento por va electroltica de una capa de xido sobre

AluminioCinc

MagnesioCinc

Composicin del bao Propiedades de la capa

48

AnodizadoAnodizado

Capas delgadasImpermeables

Alta cte. DielctricaResistentes a la corrosin

cido Brico/Borato

Aplicaciones: Condensadores electrolticos, rectificadores

Capas gruesasCapas gruesasPorosas

Elevada durezaColoreables

Ac. SulfricoAc. OxlicoAc. Crmico

Aplicaciones: Arquitectura, decoracin, industria del automvil

Coloreado: incorporacin a los poros de colorantesSellado: Tratamiento en agua hirviendo.

En disoluciones de cromatos (mejora el comportamiento en atmsfera marina).En aceites o grasas (mejora el comportamiento en atmsfera industrial)

49

Pretratamiento: Los perfiles de aluminio son pulidoscon el fin de darles brillo y evitar imperfecciones

El aluminio es sometido al proceso electrolticopor medio del paso de corriente elctrica en uncido lquido, tomando el aluminio como nodocido lquido, tomando el aluminio como nodo

Al aluminio ya anodizado se le da alguna coloracinespecfica a travs de procesos de electrocoloracin

50

Recubrimientos metlicos

Mecnico Catdicos

Galvanizado

Andicos

Metlicos AluminizadoCromadoNiquelado

El metalizado mecnico consiste en adherir mecnicamente a la superficie del metal a proteger una lmina de un metal ms noble (caso del pan de oro sobre el acero), o

pulverizar sobre la superficie a proteger metales fundidos tales como Al o Zn.

51

La galvanizacin en caliente es uno de los sistemas ms eficaces deproteccin del hierro y el acero frente a la corrosin

Consiste en la formacin de un recubrimiento de zinc medianteinmersin en un bao de zinc fundido a 450C.

La reaccin de galvanizacin solamente se produce si las superficies

Galvanizacin

La reaccin de galvanizacin solamente se produce si las superficiesde los materiales estn qumicamente limpias, por lo que stosdeben someterse previamente a un proceso de preparacinsuperficial.

Durante la inmersin, se produce una reaccin de difusin entre elzinc y el acero, que tiene como resultado la formacin de diferentescapas de aleaciones zinc-hierro. Al extraer los materiales del baode zinc, estas capas de aleacin quedan cubiertas por una capaexterna de zinc puro. El resultado es un recubrimiento de zinc unidometalrgicamente al acero base mediante diferentes capas dealeaciones zinc-hierro.

52

Galvanizacin

53

OrgnicosPinturasLacasBarnices

Recubrimientos orgnicos

La proteccin de superficies metlicas con materiales orgnicos es elLa proteccin de superficies metlicas con materiales orgnicos es elmtodo ms importante para la prevencin de la corrosin

En conjunto constituye ms de la mitad del total de los costos de lalucha anticorrosiva.

Mezclas lquidas que al ser aplicada sobre una superficie forma una pelcula continua slida

54

Mecanismos de proteccin

EFECTO BARRERA Impide el acceso de agua y oxgenoa la superficie del metal

RESISTENCIAINICA

Dificultar el movimiento de los ionesa travs de la interfase metal/pintura

EFECTO INHIBIDOR Disminuir la velocidad de los procesos andico o catdicos

55

Los inhibidores son sustancias que aadidas al medio corrosivo retardan elproceso catdico y/o andico

Un inhibidor andico disminuye la velocidad del proceso andico llevando elpotencial de ste hacia valores ms positivos (recordemos que cuanto msnegativo es el potencial electroqumico de un metal, la tendencia a corroerse

InhibidoresInhibidores

negativo es el potencial electroqumico de un metal, la tendencia a corroersees mayor)

Los inhibidores catdicos, por su parte, dificultan el transcurso de lareaccin catdica desplazando su potencial hacia valores ms negativos

Existen tambin inhibidores que cumplen ambas funciones

56

Una sustancia acta como inhibidor de la corrosin a travs de lossiguientes mecanismos:

Por adsorcin sobre la superficie del metal

Por formacin de una capa pasivante, muy delgada, que

InhibidoresInhibidores

Por formacin de una capa pasivante, muy delgada, queresulta inapreciable

Por formacin de una capa de productos de corrosinapreciables a simple vista

Modificando las caractersticas corrosivas del medio, formandoprecipitados protectores que lo separan del metal o bien,eliminando o desactivando el contituyente corrosivo.

57

Inhibidoresandicos

Inhibidorescatdicos

Inhibidores de dobleaccin

Ortofosfatos Carbonatos Nitritos orgnicos

InhibidoresInhibidores

Ortofosfatos Carbonatos Nitritos orgnicos

Silicatos Polifosfatos Aminas

Nitritos Ciclos orgnicossaturados

cromatos Tiocarbamidas

benzoatos Mezclas de inhibidores

58

Proteccin catdicaProteccin catdica

Al suministrar electrones al metal,para obligarlos a convertirse enctodo, tambin se logra laproteccin contra la corrosin

La proteccin catdica se puedeutilizar un nodo de sacrificio o unvoltaje impuesto

nodo sacrificio

Se une al material a proteger, formando un circuito electroqumico. El nodo de sacrificio se corroe, cediendo electrones al metal y evitando, por

tanto, una reaccin andica en el metal El nodo de sacrificio, tipicamente zinc o magnesio, finalmente se consume y

debe ser reemplazado Las aplicaciones tienen el propsito de evitar la corrosin de tuberas

subterrneas, de barcos, de plataformas de perforacin marinas ycalentadores de agua

59

Proteccin catdicaProteccin catdica

Voltaje impuesto

Se obtiene de una fuente de corriente directa conectada entre un nodoauxiliar y el material a proteger

Se conecta una batera de tal manera que fluyan electrones hacia el metal,haciendo que ste sea el ctodo.

El nodo auxiliar se corroe

60

Proteccin andicaProteccin andica

Los metales cercanos al extremo andico de la serie galvnica son activos ysirven de nodo para la mayor parte de las celdas electrolticas.

Si estos metales se hacen ms catdicos o ms pasivos, se corroen a menorvelocidad de la normal.

La pasivacin se consigue produciendo una fuerte polarizacin andica, loque evita la reaccin andica normal; de ah el trmino proteccin andica

Se provoca la pasivacin al exponer al metal a soluciones oxidantes altamenteconcentradas.

Ejemplo: Hierro en cido ntrico muy concentrado, se corroe rpida yuniformemente, formando una capa protectora de hidrxido de hierro

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Diseo Un diseo adecuado de las estructuras metlicas puede disminuir e incluso evitar la corrosin

Seleccin de materialesSeleccin de materiales

a) Impedir la formacin de celdas galvnicas

Tuberas de acero con conexiones de fontanera de latn, produciendo una celda galvnicaque causa corrosin del acero

Este problema puede solucionarse con acoplamientos plsticos intermedios para aislar

b) Hacer que el rea del nodo sea mucho mayor que la del ctodo

Utilizar remaches de cobre para sujetar lminas de acero. Debido a la pequea rea de losremaches de cobre, la reaccin catdica es limitada. El cobre acepta pocos electrones yla reaccin andica del acero avanza lentamente.

Si para unir una hoja de cobre se utilizan remeches de acero, el rea pequea andica deacero cede muchos electrones, que son aceptados por el rea catdica grande del cobre;entonces la corrosin de los remaches de acero es muy rpida

Este problema puede solucionarse con acoplamientos plsticos intermedios para aislarelctricamente el acero y el latn

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d) Evitar hendiduras entre materiales ensamblados o unidos

DiseoSeleccin de materialesSeleccin de materiales

c) Disear componentes de tal manera que los sistemas fluidos sean cerrados en vez deabiertos y que adems no se creen acumulaciones de lquido estancado

Los tanques parcialmente llenos sufren corrosin por nivel del agua

Los sistemas abiertos disuelven continuamente gas, aportando iones que participan en laaccin catdica y que promueven la formacin de las celdas por concentracin

La soldadura puede ser una mejor tcnica de unin que la soldadura de aporte, la soldaduracon plomo, o la sujeccin mecnica

En la soldadura se desarrollan celdas galvnicas, ya que los metales de relleno tienencomposicin distinta a la del que se est uniendo

Los soporte mecnicos producen hendiduras que generan celdas por concentracinSin embargo, si el metal de relleno se une estrechamente con el metal base, la soldadurapuede evitar que estas celdas se desarrollen

e) En algunos casos, la velocidad de corrosin no podr reducirse a un nivel que nointerfiera con la vida til esperada del componente.en estos casos, el ensamble deberdisearse de forma tal, que la parte corroda pueda reemplazarse fcil y econmicamente