CORROSIÓN

CORROSIÓN GALVÁNICA

Cuando dos metales diferentes (o aleaciones) se sumergen en una solución corrosiva o conductiva, una diferencia de potencial eléctrico o potencial generalmente existe entre ellos. Si los dos metales están conectados eléctricamente, a continuación, a causa de esta diferencia de potencial, un flujo de corriente se produce. Como el proceso de corrosión es un fenómeno electroquímico y la disolución de un metal implica el flujo de electrones, las tasas de corrosión para los dos metales están afectadas. Generalmente, la velocidad de corrosión para el resistente a la corrosión por lo menos se mejora mientras que la de la resistencia a la corrosión se ve disminuida. En términos simples electroquímicas, el metal resistente al menos se ha convertido en anódico y catódico el más resistente. Esto es, entonces, la corrosión galvánica de metal o diferentes.

CORROSIÓN DE ATAQUE UNIFORME O GENERAL

Como su nombre indica, esta forma de corrosión se produce más o menos uniformemente sobre toda la superficie del metal expuesto al medio ambiente corrosivo. Es la forma más común de corrosión encontrada con la mayoría de los metales, un ejemplo clásico es la oxidación del acero al carbono. En la medida en que la corrosión se produce de manera uniforme, las tasas de corrosión son predecibles y los derechos de emisión a la corrosión necesarios están integrados en cualquier equipo. En el caso de los aceros inoxidables, esta forma de corrosión se encuentra raramente. Corrodents probables para producir ataque general de acero inoxidable son ciertos ácidos minerales, ácidos orgánicos y algunos de sosa cáustica de alta resistencia a concentraciones y temperaturas muy por encima de aquellos nunca probable que se encuentre en la industria alimentaria. La misma observación se aplica a la limpieza, tales como ácidos nítrico, fosfórico y ácidos cítricos - pero no para los ácidos sulfúrico o clorhídrico - ambos de los cuales pueden causar la corrosión rápida y general de los aceros inoxidables. Por lo tanto, no se recomiendan para su uso, especialmente donde la corrosión se traduciría en un deterioro del acabado superficial del equipo del proceso.

CORROSION DE LA GRIETA

Esta forma de corrosión es un intenso ataque local dentro de las grietas o zonas de blindados en las superficies metálicas expuestas a soluciones corrosivas. Se encontró característicamente con metales y aleaciones que se basan en una película de óxido superficial para protección contra la corrosión, los aceros por ejemplo, acero inoxidable, titanio, aluminio, etc Las hendiduras pueden ser inherentes en el diseño de los equipos (por ejemplo, intercambiadores de calor de placas) o inadvertidamente creado por un mal diseño. Corrosión de la grieta puede ser iniciado en metal para superficies de contacto no metálicos. Cualquier material no metálico que es porosa y se utiliza como una junta, por ejemplo, es particularmente bueno (o malo!) Para iniciar esta forma de ataque. Los materiales fibrosos que tienen una fuerte acción de capilaridad son notorios en su capacidad para iniciar un ataque grieta.

Corrosión en hendiduras en los puntos de contacto interplaca de una placa de intercambiador de calor.

PITTING

Como su nombre implica, picaduras es una forma de corrosión que conduce al desarrollo de pozos sobre una superficie metálica. Es una forma de ataque extremadamente localizada pero intensa, insidiosa la medida en que la pérdida real de metal es insignificante en relación con la masa total de metal que puede ser afectada. Sin embargo, fallas en los equipos de perforación es el resultado habitual de la corrosión por picadura.

Los hoyos pueden ser pequeños y distribuidos de forma esporádica sobre la superficie de metal (Figure9) o extremadamente próximas entre sí, lo suficientemente cerca, de hecho, para dar la apariencia del metal que han sufrido un ataque general. En el caso de los aceros inoxidables, los entornos que inician la corrosión en hendiduras también inducir picaduras. Muchas teorías se han desarrollado para explicar la causa de la iniciación de la corrosión por

picaduras (Ref. 10), y la característica que tienen en común es que hay una avería en la película de óxido pasivo. Esto da lugar a la migración iónica y el desarrollo de una celda electroquímica.

FIGURA 9

Fig. 10: ataque alargado picaduras en una placa de acero inoxidable 316 intercambiadores de calor.

CORROSIÓN INTERGRANULAR

Un hecho a menudo no se aprecia es que los metales y aleaciones tienen una estructura cristalina. Sin embargo, a diferencia de los sólidos cristalinos, tales como azúcar o sal, los cristales metálicos pueden deformarse o doblarse sin fractura, en otras palabras, son dúctiles. En el estado fundido, los átomos de un metal están distribuidos al azar pero en el enfriamiento y la solidificación, que quedan dispuestos en forma cristalina. Debido a que la cristalización se produce en muchos puntos en el proceso de solidificación, estos cristales o granos están orientados al azar y la región donde se encuentran son los límites de grano. En términos termodinámicos, los límites de los granos son más susceptibles al ataque de la corrosión debido a su mayor energía libre. Aunque, en la práctica de la energía libre del límite de grano y los cristales principales o granos en una aleación homogénea son demasiado pequeñas para hacer una diferencia significativa. Sin embargo, cuando el metal o aleación tiene una estructura heterogénea, ataque preferencial en o adyacente a los bordes de grano puede ocurrir. Esta es la corrosión intergranular, como se muestra en la Figura 11. Cuando los aceros inoxidables austeníticos y se calientan a cabo en el intervalo de temperaturas de 600-900 ° C (1110-1650 ° F), el material se vuelve sensible y

susceptible a la corrosión límite de grano. En general se acepta que esto es debido al cromo combinan con el carbono para formar carburo de cromo, que se precipita en los bordes de grano.

Micrografía electrónica de barrido de la superficie de acero inoxidable sensibilizado mostrando ataque preferencial a lo largo de los bordes de grano.

El efecto neto es que el metal inmediatamente adyacente a los bordes de grano está desprovista de cromo y en lugar de tener una composición de, por ejemplo 18% de cromo y 8% de níquel, puede asumir una composición de aleación donde el contenido de

cromo se reduce a 9% o aún más baja. Como tal, esta zona de agotamiento de cromo

tiene poca semejanza con la matriz metálica principal y ha perdido a uno de los

principales elementos de aleación en la que se basó para su resistencia a la corrosión original.

CORROSIÓN BAJO TENSIÓN

Una de las formas más insidiosas de corrosión que se dan con la austeníticoaceros inoxidables es corrosión bajo tensión (SCC). La morfología de este tipo de

fracaso es siempre una fina grieta que se propaga a través FILAMENTOS el metal en

el modo de transgranular. Con frecuencia, la grieta es altamente ramificados como se

muestra en la Figura 12, aunque a veces se puede asumir una forma sola grieta. Factores tales como la estructura de metal, el medio ambiente, y el nivel de estrés tienen

un efecto sobre la morfología de la grieta.

La característica perturbadora de SCC es que no hay virtualmente ninguna pérdida de metal, y con frecuencia no es visible por inspección casual y sólo es aparente después de la perforación se produce. Algunos afirman que hasta un 50% de los fracasos de acero inoxidable son atribuibles a esta causa.

CORROSIÓN POR FATIGA

La fatiga no es una forma de corrosión debido a que no hay pérdida de metal, pero puede estar asociada con otras formas de ataque localizado. Dado que la fatiga es un puro en el fenómeno de vacío, un término más correcto es la corrosión grietas de

fatiga o el medio ambiente, que es la expresión moderna y tiene en cuenta formación de grietas en donde el factor corrosivo ha jugado un papel importante en la morfología de la grieta.

La causa principal de fatiga por corrosión es la aplicación de cargas de presión fluctuantes a los componentes que, aunque de diseño adecuado para soportar las presiones normales de funcionamiento, eventualmente fallan bajo la influencia de cargas cíclicas.

CORROSIÓN SELECTIVA

Corrosión de fundidos

Hay un número de componentes de acero inoxidable que se encuentran en las plantas de proceso de alimentos, tales como accesorios de tuberías e impulsores de bombeo, que se producen como piezas moldeadas en lugar de fabricarse a partir de material forjado - en particular, los equivalentes de fundición de grado 304 (CF8) Y 316 (CF8M) . Aunque los materiales significativas y forjado tienen una composición similar, pero no idénticos con respecto a su contenido de cromo y níquel, metalúrgicamente que tienen estructuras diferentes.

Cuando los materiales forjados son totalmente austenítica, piezas moldeadas contendrá algo de ferrita o más terminológicamente correcta, ¶ (delta) de ferrita, en la matriz austenítica de base. La ferrita es necesaria para permitir la soldadura de las piezas fundidas, para evitar la contracción agrietamiento durante el enfriamiento desde la temperatura de colada.

Aceros inoxidables

Los aceros inoxidables son notoriamente difíciles de mecanizar, en especial de inflexión, no tanto porque son difíciles, sino porque la viruta tiende a formar en longitudes continuas que obstruyen la máquina y de soldadura a la punta de las máquinas herramientas. Un método para superar esto es incorporar una pequeña cantidad, típicamente 0,2%, de azufre o selenio en la aleación.

Estos elementos reaccionan con el manganeso para formar sulfuro de manganeso o seleniuro. Estos son insolubles en el acero y la forma como piscinas discretas en piezas de fundición o como largueros alargados y continuos en, digamos, un bar forjado. El efecto de las inclusiones de sulfuro es para hacer que el material a los chips de forma, en lugar de largas cadenas de virutas cuando Fig. 25. 20: impulsor de la bomba corroído (arriba) y el cuerpo de la válvula (abajo) causada por salsa de tomate. Tenga en cuenta los sitios como picada de corrosión. se está mecanizando.

Tanto el sulfuro de manganeso y selenio tienen resistencia a la corrosión prácticamente cero para diluir los ácidos minerales u otros medios corrosivos. Por lo tanto, las variantes de corte libre tienen una resistencia mucho menor a la corrosión

que su designación implicaría. De hecho, algunos creen que la adición de azufre a un material de tipo 316 compensará el efecto beneficioso de la adición de aleación de molibdeno. Como se ha indicado, las inclusiones de sulfuro se producirán en piezas moldeadas como piscinas discretas.

SELECCION DEL MATERIAL

El diseño de equipos es un ejercicio multidisciplinar la participación de ingenieros mecánicos, materiales e ingenieros de la corrosión, haciendo hincapié en los expertos, dibujantes, etc El ingeniero de corrosión tiene un papel importante en este esfuerzo de equipo en la medida en que es su / su trabajo para asegurar que los materiales especificados ofrecerá una corrosión resistencia que es adecuado para todas las condiciones ambientales que pueden encontrarse durante el funcionamiento normal del equipo. Un pedazo de equipo que falla prematuramente por la corrosión está tan mal diseñado como una en la que los materiales han sido sobre-especificado. Por desgracia, con demasiada frecuencia los requisitos funcionales de un pedazo de equipo se analizan de una manera un tanto arbitraria. Y el costo básico del material a menudo tiende a superar otras consideraciones igualmente importantes. La Figura 3 muestra los criterios primarios que deben ser considerados en el proceso de selección inicial.

RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

Para cualquier operación de tratamiento, habrá una serie de materiales que ofrecen una resistencia a la corrosión que es adecuado (o más que adecuado) para un trabajo en particular. Al considerar la resistencia a la corrosión, el entorno operativo es el más obvio. Pero, el otro punto debe ser si el material también ofrecen resistencia a la corrosión a los productos químicos utilizados para la limpieza y desinfección.

COSTOS

Muchos de los materiales considerados inicialmente serán eliminados por motivos de su alto costo. Por ejemplo, no hay un punto en el examen de una aleación de níquel de alta cuando un estándar de la serie 300 de acero inoxidable, con un costo más bajo, será perfectamente satisfactorio.

DISPONIBILIDAD

La disponibilidad es una característica menos evidente del proceso de selección de materiales. Muchos productores de acero se requiere un pedido mínimo de, digamos, tres toneladas de un material no-estándar. Claramente, el fabricante del equipo no va a comprar esta gran cantidad cuando el trabajo que se va a hacer sólo puede requerir el uso de una tonelada de material.

RESISTENCIA

La Resistencia es un factor que debe tenerse en cuenta en la etapa de diseño, pero como con todos los otros, no puede considerarse en forma aislada. Por ejemplo, muchos de los nuevos fuertes aceros inoxidables, aunque más caro en una base tonelada-por-tonelada que los aceros inoxidables convencionales, son menos costosas cuando se considera en una relación de resistencia / coste.

FABRICABILIDAD

No tiene mucho sentido teniendo en cuenta los materiales que son o insoldables (o unfabricable) o sólo se puede soldar en condiciones más parecidas a una sala de operaciones quirúrgicas que una tienda de ingeniería de fabricación en general

APARIENCIA

Apariencia puede o no ser un requisito importante. Equipo situado fuera debe ser resistente a la intemperie del medio ambiente, y por lo tanto, pueden exigir la aplicación de revestimiento protector - que podría doblar el coste del material de base.

MANTENIEMIENTO

Es el equipo a ser esencialmente libre de mantenimiento o un poco de mantenimiento, como pintura periódica, tolerable? ¿Por cuánto tiempo el equipo funcione sin la necesidad de mantenimiento mayor? Cuando todos estos criterios interrelacionados han tenido en cuenta, la larga lista de posibles titulares se han reducido a tal vez uno o dos. También, a través del proceso de selección algunos de esos materiales, rechazada inicialmente debido a su elevado coste, por ejemplo, puede tener que ser modificadas debido a otros factores.