presentacion corrosion bajo tension de aceros en etanol
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Presentacion en ppt del trabajo que hice en la materia corrosion con el Dr. Galvele, Dr. Duffo y Dr. Carranza sobre corrosion bajo tension de aceros en producer and user ethanol.TRANSCRIPT
Autor: Lisandro F. CunciEstudiante de Ingeniería en Materiales
Instituto de Tecnología Jorge Sabato (UNSAM – CNEA)
Características del Etanol
Según de donde se fabrica, contiene diferentes impurezas.
Normas: ASTM D 4806 y ASTM D 5798
Establecen límites en Metanol, agua, denaturalizantes, cloruros, cobre, ácido acético, pHe (ASTM D 6423) y apariencia.
Corrosión en Solventes Orgánicos
0000CuNiFeZn EEEE
CBT en Amoníaco
Características: Temperatura ambiente Transgranulares El oxígeno promueve la CBT y el
agua la inhibe Potenciales entre -500mVSCE y
1000mVSCE
Para evitarla: Inhibidores: Bicarbonato de
amonio, carbonato de amonio, etc.
Relevamiento de tensiones Recomendación: Tensión UTS <
483 Mpa, tratamiento post soldadura y dureza < 225 HB
CBT en cañerías enterradas
CBT en pH alcalino: Intergranular Fisuras llenas de óxido Gran importancia de tensiones y
cargas cíclicas Igual al encontrado en medios
alcohólicos
CBT en pH casi neutro (5 – 7): Transgranular Gran importancia de cargas
cíclicas Importancia del hidrógeno Igual al encontrado en Fuel
Ethanol
CBT en medios Cáusticos
Características: Altas temperaturas (> 40ºC-60ºC) Gran rango de concentraciones
de NaOH Se debe a altas tensiones
Para evitarla: Inhibidores: Bicarbonato de
amonio, carbonato de amonio, etc.
Relevamiento de tensiones Tratamientos post soldadura si
será usado a altas temperaturas A más altas temperaturas, uso de
aleaciones especiales(X) fallas por CBT; (•) sin fallas por CBT
CBT en CO – CO2
Características: Transgranular y se cree que
también intergranular Alrededor de 200mVSCE
CO inhibe la corrosión uniforme y promueve el picado
Las picaduras nuclean fisuras
Para evitarla: Protección catódica Aumentar corrosividad del medio
para promover corrosión uniforme
CBT en AminasCaracterísticas: Muchas fisuras intergranulares muy
pequeñas llenas de óxido Mismas fisuras que en Fuel Ethanol Temperatura > 40ºC Fallas promovidas por picado Fisuras cerca de las soldaduras
Para evitarla: Relevamiento de tensiones Tratamientos post soldadura Controlar impurezas, evitar:
Sulfatos, dióxido de carbono, cloruros y cianuros
Corrosión Bajo Tensión de Aceros en Etanol Aceros de bajo carbono (ASTM A 36, A 53 y A 516-70) Fisuras tanto transversales como longitudinales a las
soldaduras Fisuras en la zona afectada por el calor de las soldaduras Microestructuras tanto ferríticas como ferrito-perlíticas con
fisuras tanto intergranulares como transgranulares Cambio constante de composición del Etanol Es promovido por picado con baja velocidad de corrosión
uniforme Se produce en Etanol bajo norma ASTM D 4806 (Esta norma
no se hizo en base a la CBT) Fisuras promovidas por cargas cíclicas y tensiones residuales
Ensayos Prácticos
N.Sridhar y colaboradores
Características:
•Consta de 29 ensayos de velocidad de deformación constante (Slow Strain Rate Testing, ASTM G 129) con y sin fisura pre realizada.
•Se realizaron en etanol, tanto en producción como en los usuarios.
•Se midió: Carga máxima a rotura, elongación a rotura y potencial de corrosión.
•Se hizo el análisis estadístico de los datos de los cuales se pudo obtener la relevancia de cada dato tenido en cuenta.
Ensayos Prácticos
N.Sridhar y colaboradores
Ensayos Prácticos
N.Sridhar y colaboradores
Conclusiones del Análisis Estadístico: Factor más importante en contra: Oxígeno Potencial máximo: 100 mVSCE
Velocidades entre 3x10-7 y 2x10-5mm/seg. Diferentes rangos de aceptación de
impurezas.
Ensayos Prácticos
N.Sridhar y colaboradores
Ensayos Prácticos
R.D. Kane, J.G. Maldonado, S. Srinivasan y D.A. Eden
Monitoreo Pasivo:
Ensayos Prácticos
R.D. Kane, J.G. Maldonado, S. Srinivasan y D.A. Eden
Monitoreo Activo:
Ensayos Prácticos
R.D. Kane, J.G. Maldonado, S. Srinivasan y D.A. Eden
Conclusiones del Monitoreo Pasivo: Se dejaron entre 4 y 6 meses Se encontró picado y corrosión generalizada Ninguna probeta falló por CBTRazones por las cuales no fallaron por CBT: Superficie de probetas maquinada Falta de cargas dinámicas aplicadas a las
probetas Soldaduras maquinadas
Ensayos Prácticos
R.D. Kane, J.G. Maldonado, S. Srinivasan y D.A. Eden
Conclusiones del Monitoreo Activo: Se midió velocidad de corrosión, factor de picado,
potencial de corrosión, etc. Se encontraron grandes fluctuaciones de los
valores medidos debidas a: Variaciones climáticas Cargas cíclicas y cambiantes Cambio en la cantidad de agua Cambio en la cantidad de impurezas
Conclusiones Finales: Se encontró CBT en tanques de etanol de usuarios finales, no así en
tanques de productores ni en el transporte de éstos. Aunque tampoco se encontró CBT en aceros en contacto con mezclas combustibles de etanol con gasolina.
La falla debida a la CBT se puede producir en tan solo unos meses y se ha visto también en aceros que siguen la norma ASTM D 4806.
Las fisuras debidas a la CBT han sido encontradas de manera longitudinal y transversal alrededor de la zona afectada por el calor de las soldaduras.
Se encontraron sulfuros y sulfatos en unos cuantos tanques que sufrieron CBT.
La aireación (O2, CO2, etc.) en Fuel Ethanol debido a la solubilidad de dichos gases es normal que ocurra cierto tiempo luego de su producción y el aumento de la concentración de estos gases aumenta la corrosión generalizada y puede tener efectos sobre la susceptibilidad a la CBT.
El descenso del pHe y el aumento de la concentración de iones agresivos aumentan la susceptibilidad a CBT.
La mayor susceptibilidad a la CBT se encuentra en regiones donde la velocidad de corrosión se encuentra entre la pasividad y actividad.
Se ha encontrado CBT en aceros en etanol sin desnaturalizantes ni inhibidores.
La morfología de las fisuras debidas a la CBT en etanol es comparable a la que presentan los aceros en otros medios como amoníaco, carbonatos, etc. Se han encontrado fisuras de manera tanto transgranular, asociada a la alta concentración de cloruros o metanol, como intergranular asociada a la baja concentración de cloruros.
Las cargas cíclicas y las tensiones residuales se encontraron totalmente relacionadas a la aparición de CBT.
La aparición de CBT se encuentra relacionada con el clima, la humedad, presión parcial de oxígeno, etc. que pueden cambiar las características del etanol.
Se han encontrado ecuaciones que si bien no ajustan perfectamente, dan un acercamiento y una tendencia de la carga máxima, la elongación a rotura y el potencial de corrosión respecto de diversos factores a considerar en el análisis de la CBT en etanol.
Conclusiones Finales:
Tratamientos post soldadura Tratamientos térmicos de relevado de tensiones en
piezas conformadas en frío Disminuir al mínimo la concentración de oxígeno en
solución Agregar elementos que provoquen mayor corrosión
generalizada evitando así el picado y la CBT Controlar el potencial de corrosión ya que se ha
encontrado que la CBT se encuentra a potenciales de corrosión superiores a 25mVSCE
Recubrimientos
Soluciones: