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ACIDO SULFURICO DILUIDOAceros inoxidables austenticosA medida que se diluye el cido, su porcentaje de disociacin aumenta pero al mismo tiempo su concentracin disminuye. En el extremo de muy baja concentracin su carcter reductor y agresividad se encuentra disminuida. El acero al carbono no es apto para estas condiciones pero los aceros austenticos de la serie 300 podran ser utilizados, a veces, en su variedad L de bajo carbono. El acero 304L slo resiste concentraciones menores de 1%(de cido puro) y a temperatura ambiente, por no contener molibdeno. El acero 316L (con molibdeno) en cambio, resiste hasta 10% (de cido puro) a temperatura ambiente, siempre y cuando se mantenga una buena aireacin (oxigenacin), para mantener la capa pasiva de xido de cromo (hay reportes de haber usado el 316L hasta 50C en esta concentracin, con buena aireacin). El acero 317 (con molibdeno), puede ser usado hasta 5% (de cido puro) a 65C. A temperatura de ebullicin, ninguno de los aceros mencionados es adecuado. Para una concentracin 10% (de cido puro) las velocidades de corrosin uniforme son: 16.8 mm/ ao(304L), 16.1 mm/ao(316L) y 7.5 mm/ao (317L), todas muy sobre el lmite de 0.1 mm/ ao normalmente aceptado como adecuado para una instalacin. La presencia de cloruros en el cido, va a producir un aumento en la velocidad de corrosin uniforme y picaduras.

ACIDO SULFURICO CONCENTRADOAcero al carbonoCuando la concentracin de cido supera 70-80%, el cido est poco disociado y tiende a reaccionar muy lentamente con el hierro. A temperatura ambiente, el producto formado, sulfato ferroso, tiene una escasa solubilidad en este medio, por lo que forma una capa protectora sobre la superficie del acero, que evita la corrosin ulterior del material(se dice que el acero se pasiva). Es posible utilizar lneas de caera y estanques para manejar cido sulfrico(puro) concentrado. Si se trata de un flujo, la capa pasivante de sulfato ferroso puede ser destruida por la erosin del fluido por lo que se recomienda no exceder una velocidad lineal de 0.6 m/S.

Aceros inoxidables austenticosTanto el acero inoxidable 304, 304L y 316L pueden ser utilizados a temperatura ambiente en el rango de concentracin 80100%(cido puro). A concentraciones menores de 80%, la pasividad de la capa de xido puede perderse y el comportamiento es errtico. Los aceros mencionados no son aconsejables para temperaturas mayores. Hay reportes que establecen para un cido 93% un lmite de 40C y para un cido 98.5% un lmite de 70C, para el acero 304L.

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ACIDO SULFURICO DE CONCENTRACIN MEDIAAceros inoxidables austenticosEl rango de concentracin intermedio, 10-80%, es el ms difcil de manejar y ninguno de los aceros austenticos mencionados se presta para este nivel de concentracin an a bajas temperaturas.Todos sufren corrosin a velocidades inaceptables.

Acero al carbonoEl sulfato ferroso formado, al reaccionar el hierro con el cido sulfrico, es bastante soluble en el cido, a estos niveles de concentracin, por lo que no forma una capa protectora sobre el acero, el que sin pasivarse en contacto con el cido, se corroe rpidamente.

CURVAS DE ISOCORROSIONUn buen punto de partida para la eleccin de un acero apto para cido sulfrico, lo constituyen las curvas de isocorrosin de los distintos materiales en el cido. Estas curvas cubren en forma grfica, todo el rango de concentraciones de cido en el eje X, e indican la temperatura del cido en el eje Y, a la cual se produce una velocidad de corrosin uniforme a razn de 0.1 mm/ao. Este es el lmite normalmente aceptado para una instalacin. Mientras ms alta la curva mayor es la resistencia a la corrosin. Estas curvas normalmente son para cido puro o para cido con algn contaminante particular, a una concentracin particular. Se suele incluir en una sola grfica varias curvas de isocorrosin de materiales distintos, para fines de comparacin. La presencia de otros iones en el cido, puede modificar la curva de isocorrosin, de modo que para cada caso particular(su sistema) existe una curva particular. Hay especies como cloruro, que no slo modifican la velocidad de corrosin uniforme sino que adems, producen otro tipo de corrosin conocida como picadura o pitting, cuya velocidad es impredecible.

Comparacin entre: Acero carbono SAF2304 SAF2507 Duplex 2205 904L Titanioen cido sulfrico puro

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904L 904L 904L 904L 904LPropiedadesA veces considerado un acero austentico de alta aleacin, es en realidad una Alloy de nquel como lo indica su nmero UNS (N08904). Fue diseado para resistir condiciones de alta corrosividad. Con 20% de cromo, 25% de nquel, 4.5% de molibdeno ms 1.5% de cobre, resiste la agresividad del cloruro como tambin la de ambientes reductores, dentro de los cuales est el cido sulfrico de concentracin baja a media. Los niveles de nquel y molibdeno le confieren gran resistencia a la corrosin bajo tensin (SCC o cracking) en medios con cloruros. El cromo y molibdeno lo hacen resistente a la corrosin por picadura o pitting en presencia de cloruros, por sobre el 316 y 317. La presencia de cobre en la aleacin contribuye a aumentar su resistencia a la corrosin en medios reductores. Esta aleacin fue diseada para manejar cido sulfrico diluido. En cido sulfrico puro, puede ser usado en todo el rango de concentracin( 0- 98%) hasta 40C.

Corrosin uniformeOtra forma de comparar la resistencia a la corrosin uniforme, distinta de las curvas de isocorrosin, es medir la velocidad de corrosin (mm/ao) de los materiales, al ser sometidos a la accin de distintos medios a la temperatura de ebullicin. Esta condicin est por encima de la mayora de las condiciones de operacin reales, pero es una manera acelerada de probar materiales y comparar.

Corrosin por picadurasTanto la resistencia a la corrosin por picaduras(pitting) y en grietas(crevice) se puede probar en forma comparativa, sometiendo los materiales a la accin de una solucin de prueba(cloruro frrico 10%) durante un perodo fijo de tiempo, a una temperatura dada. Esta temperatura se vara para cada ensayo. Despus de cada ensayo se observa la aparicin de picaduras o ataque. La temperatura ms baja a la cual comienza a observarse el ataque se registra. Esta es la CPT(temperatura crtica de picaduras) o CCT(temperatura crtica en grietas).

Veloci dad de corrosi n mm/ao Soluci n(ebulli ci n) Ac. Acti co 20% Ac.Frmi co 45% Ac.C lorhdri co 1% Ac.Oxli co 10% Ac.Fosfri co20% Bi sulfato sdi co 10% Hi drxi do sdi co 50% Ac.Sulfmi co 10% Ac.Sulfri co 10% 316 5 1.02 0.18 1.06 >2.5 1.62 >5 904L 0.02 0.20 0.55 0.69 0.01 0.23 0.24 0.23 2.57

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Alloy20 Alloy20 Alloy20PropiedadesEs un Alloy de nquel, UNS ( N08020 ), diseado especialmente para manejar cido sulfrico de concentracin baja a intermedia. Un 19.5% de cromo, 33% de nquel, 2.5% de molibdeno ms 3.2% de cobre, le confieren una gran resistencia a la corrosin por agentes agresivos como cloruros y agentes reductores como cido sulfrico. Tiene gran resistencia a la corrosin por picaduras y a la corrosin bajo tensin producidas por cloruro. El contenido de cobre y nquel es responsable de la mayor resistencia al cido sulfrico reductor. Una pequea cantidad de columbio+ tantalio (mx 1%), evitan la precipitacin de carburos en la zona afectada por el calor en una soldadura. Esto permite su uso, despus de soldada, sin tratamiento trmico y sin perder su resistencia a la corrosin, en esa zona. Puede ser usado en todo el rango de concentraciones ( 0-100%) de cido sulfrico (puro), hasta 60C, sin superar una velocidad de corrosin uniforme de 0.12 mm/ao. La mxima velocidad de corrosin est en el rango 60-75% de cido. La presencia de in Fe3+ y Cu2+ en el cido tiene un efecto inhibidor, disminuyendo la velocidad de corrosin. El cloruro, sobre cierto nivel, en cambio, aumenta la corrosin, produciendo picaduras.

Corrosin uniformeCon fines comparativos se incluye una tabla con las velocidades de corrosin (mm/ao) del Alloy20 en diversas disoluciones a ebullicin.

Veloci dad de corrosi n mm/ao Soluci n(ebulli ci n) Ac. Acti co 20% Ac.Frmi co 45% Ac.C lorhdri co 1% Ac.Oxli co 10% Ac.Fosfri co20% Bi sulfato sdi co 10% Hi drxi do sdi co 50% Ac.Sulfmi co 10% Ac.Sulfri co 10% Ac.Sulfri co 20% Ac.Sulfri co 40% 316 0.0 0.3 5.3 1.1 0.2 1.1 3.1 1.6 9.4 ----Alloy 20 0.0 0.2 1.0 0.8 0.1 0.2 0.2 0.2 0.3 0.2 0.2

Corrosin por picadurasEl Alloy20 tiene una resistencia a picaduras y corrosin en grietas, comparable a la del acero 316, por sus similares niveles de Cr y Mo. La resistencia a corrosin bajo tensin o cracking es superior.

Normas ASTMCaeria cc 904L A 312, B 673, B 775 B 464, B 474, B 775 Caera sc A 312, B 677, B 829 B 729, B 829 Tubo cc Tubo sc Forjados y fittings B 366 Planchas Barras

A 249, A 269, B 674, B 751 B 468

A 269, B 677, B 829 B 729, B 829

A 240, B 625

B 649

Alloy 20

B 462, B 366

A 240, B 463

B 473

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Hastelloy - Ti - Ta - ZrHastelloy B2Posee buena resistencia a la corrosin en el rango de concentracin medio y alto. Ms apropiado para condiciones reductoras, es susceptible a contaminantes oxidantes como cido ntrico, cloro, cloruro cprico, cloruro frrico, sulfato frrico y aireacin constante. En cido sulfrico puro al 10% se puede llegar hasta 54C sin superar el lmite de 0.12 mm/ao como velocidad de corrosin. Para un cido al 68% el lmite es 160C y para uno al 98 % el lmite es 110C.

TitanioEl titanio puro(CP) tiene excelente resistencia a la corrosin, en ambientes oxidantes, que preservan la capa pasiva de xido de titanio, pero no es adecuado para ambientes reductores. En efecto, la curva de isocorrosin en la pgina 3 muestra su deficiencia, en cido sulfrico puro, en relacin a otros aceros y alloys. El titanio aleado Gr12 (0.3%Mo, 0.8%Ni) y Gr16 (0.005%Pd), son muy superiores. En efecto, a 50C el titanio CP resiste hasta 2% de cido sin superar el lmite de 0.12 mm/ao como velocidad de corrosin, el titanio Gr12 resiste hasta 5% de cido y el titanio Gr16 resiste hasta 24% de cido. Una gran ventaja es su baja densidad (4.51 g/cm3).

Hastelloy C-276Bajo condiciones oxidantes puede usarse en todo el rango de concentraciones. Puede soportar la presencia de cloruros hasta 200 ppm en todo el rango de concentracin y hasta 70C. Para un cido 10% 70C es el lmite para no superar una velocidad de corrosin de 0.12 mm/ ao. Para un cido al 68% el lmite es 54C y para uno al 98% el lmite es 77C.

TantalioEs un metal de extraordinaria resistencia a la corrosin, comparable a la del vidrio. Con cido sulfrico 40% a ebullicin la velocidad de corrosin es cero. Con cido sulfrico 98% a ebullicin, la velocidad de corrosin es menor que 0.05 mm/ao. Slo se corroe frente a fluor, cido fluorhdrico, trixido de azufre, cido sulfrico fumante, lcalis fuertes concentrados y algunas sales fundidas. Un inconveniente es su alta densidad(16.6 g/cm3).

Hastelloy 2000Un alto contenido de cromo asegura una gran resistencia a la corrosin en ambiente oxidante, mientras que un alto contenido de molibdeno y tungsteno aseguran una gran resistencia a la corrosin en ambientes reductores. El Hastelloy 2000 ha logrado combinar ambos aspectos. En cido sulfrico puro de caractersticas reductoras, entre 0-60% y en caliente, el Hastelloy 2000 supera al ms conocido Hastelloy C-276 por un orden de magnitud. En efecto con una solucin de prueba (ASTM G-28A) a ebullicin, las velocidades de corrosin uniforme son 6.25 mm/ao para el Hastelloy C-276 y slo 0.65 mm/ao para el Hastelloy 2000.

CirconioEs excepcionalmente resitente a la corrosin en cidos (cido sulfrico 50-70% a alta temperatura) y lcalis comunes, agua de mar y otros medios. Se utiliza puro(contiene 1-3% hafnio) y aleado ( Zircadyne, Zircaloy-2, Zircaloy-4). Es adems refractario (funde a 1852C). Es biocompatible.