UD2: Oxidación y Corrosión

Realizado por: Rebeca Ortiz López
INDICE
1. INTRODUCCIÓN
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
Tanto el medio ambiente como el uso continuado de los
materiales puede provocar una pérdida de sus propiedades.
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.

Envejecimiento continuado (ruptura de
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
En materiales plásticos:
las cadenas del polímero).

Los metales en ambientes agresivos:
 Oxidación y Corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.

3.6) Control de la
corrosión.
de todos los países:
Repercusión negativa en la economía
 Costes elevados en las medidas
adoptadas para paliar los efectos.
INDICE
2. OXIDACIÓN
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
Definición: Cuando un material se combina con el oxígeno,
transformándose en óxidos mas o menos complejos.
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
• + reacción exotérmica:
 formación fácil del óxido
• - reacción endotérmica:
 de difícil oxidación
• Los metales se suelen oxidar
con facilidad, a excepción del
oro.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.1 Velocidad de
oxidación
Factor decisivo en la vida útil de los equipos industriales. Las
propiedades mecánicas empeoran tras la oxidación.
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
Como hemos visto, podríamos pensar que:
 A mayor energía liberada, mayor velocidad de
oxidación.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
 Pero:
¡¡ La energía de oxidación no es un factor determinante!!
 El hierro se oxida más rápido que el aluminio.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.1 Velocidad de
oxidación
• Oxidación:
 - electrones
3) CORROSIÓN
• Reducción:
 + electrones
3.1) Reacciones
electroquímicas.
• La capa de oxido progresa si:
2.2) Protección contra
la oxidación.
3.2) Potenciales de
electrodo.
a) Difusión catiónica.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
b) Difusión aníonica.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
2.1 Velocidad de
oxidación
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
La capa de óxido se opone al movimiento de estos iones,
actuando como CAPA PROTECTORA!!
EFECTO PROTECTOR MAYOR SI:
• Mayor es la adherencia del oxido al
metal.
3.2) Potenciales de
electrodo.
• Mayor es el p.f. del óxido.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
• Menos
3.4) Velocidad de
corrosión.
• Menor sea la fragilidad del óxido.
conductividad
eléctrica
del
óxido.
• Mayor
sea
la
oposición
3.5) Tipos de corrosión.
difusión(oxido).
3.6) Control de la
corrosión.
• Reacción de Pilling - Bedworth.
a
la
 Si P.B.<1
óxido agrietado
 Si P.B.>1
Óxido rotura
 Si P.B.= 1
Protección
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
2.1 Velocidad de
oxidación
La velocidad de oxidación de distintos materiales en unas
condiciones de temperatura y presión de oxígeno (oxidación),
muestra los siguientes comportamientos:
1. Lineal: Ganancia en peso por unidad de área.
3.2) Potenciales de
electrodo.
 kL depende del material
 Relación P.B es muy baja Ej: PB (K) = 0,45
Relación PB es muy alta. Ej: PB (Ta) = 2,5
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
Si kL< 0 →oxidación catastrófica.
(Mo O₃ y WO₃)
3.4) Velocidad de
corrosión.
2. Parabólica: Ganancia en peso por unidad de área.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
La capa de
óxido
NO
influye en la
velocidad
de
oxidación.
Kp depende del material: ↑ con T y P del O₂
W crece rápido al principio
 La velocidad decrece debido a la capa de óxido
Fe, Ni, Cu, Co, Al, Si.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
2.2 Protección
contra la oxidación
Acero dulce  Se oxida con gran facilidad!!
Soluciones
 Se alea con otro material (Cr, Al o Si) : Mayor energía
de ox y menor velocidad de ox.
• El material se oxida primero: frena el proceso de
oxidación.
 Cr mejor aleante que Al y Si por facilidad de mezcla
atómica.
18% Cr reduce 100 veces V ox a 900ºC.
 Otros tratamientos: Dorado y Cromado
• Tratamiento menos efectivo.
• Hay que evitar rayaduras en el recubrimiento.
• Mejor aceros inoxidables.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
3. CORROSIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
Definición: Cuando la oxidación se produce en ambiente
húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas.
Más peligrosa  la capa de óxido se disuelve con el vapor de
agua.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
3.1 Reacciones
electroquímicas
Definición: Cuando dos elementos distintos se ponen en
contacto a través de un electrolito.
https://www.youtube.com/watch?v=UN_jpAhkOPg (5:50 min)
2) OXIDACIÓN
3.1 Reacciones
electroquímicas
2.1) Velocidad de
oxidación
PILA DANIELL
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
Definición: Electrodo de cinc sumergido en una disolución de
iones Zn+2 y otro de cobre en una de iones Cu +2.
Únicamente se permite el paso de iones SO4 -2
https://www.youtube.com/watch?v=mIVFJEL9qbQ
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
Ánodo  Oxidación
Cátodo  Reducción
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3.2 Potenciales de
electrodo
Definición: Método para determinar la tendencia a la
corrosión de un determinado elemento.
“Electrodo normal de hidrógeno”
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
Potenciales de electrodo normal o estándar: E°
 POTENCIAL NEGATIVO:
 Son oxidados por hidrógeno, son anódicos
 Más negativo, más tendencia a la oxidación
 POTENCIAL POSITIVO:
 Son reducidos por H+, son catódicos.
 Más positovo, más tendencia a la reducción
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas
galvánicas en la
corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
3.3 Celdas galvánicas
en la corrosión
¿Qué ocurrirá si no existe separación entre ambas
disoluciones? ¿Habrá reacción electroquímica en este caso?
¿Se producirá corrosión?
De los potenciales estándar de electrodo se
puede deducir que:
Fe  Ánodo (se oxida)
Cu  Cátodo
Corrosión del Fe se produce:
Microscópica por frontera
Intergranular e impurezas
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
3.4 Velocidad de
corrosión
Como la corrosión tiene lugar en condiciones de no equilibrio,
el potencial de electrodo NO da información acerca de la
velocidad a la que se produce la corrosión.
La cantidad de elemento que
se corroe en el ánodo o se
deposita en el cátodo viene
dada por la expresión:
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
3.5 Tipos de
corrosión
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
1. Uniforme
2. Galvánica
8. Selectiva
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
7. Erosiva
Tipos
3. Por
picadura
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de
corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
6. Bajo
tensión
4. Por
grietas
5. Intergranular
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
3.5 Tipos de
corrosión
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
Uniforme
• Reacción electroquímica uniforme
• Disminución de sección.
• Fácil
de
controlar:
capas
protectoras,
inhibidores
o
protección catódica
Galvánica
• Entre elementos con E° distintos.
• Importante la relación de áreas
cátodo y ánodo.
• Situación peligrosa: área catódica
mucho mas grande.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de
corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
3.5 Tipos de
corrosión
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
Por
picadura
• Difícil de detectar.
• Muy destructivo.
• Velocidad de crecimiento elevado.
• Se produce por impurezas y
heterogeneidades.
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de
corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
Por
grietas
• En hendiduras y bajo superficies
protegidas.
• En remaches, pernos, tornillos, juntas
• Se prefiere los elementos soldados.
• Se recomienda el empleo de juntas de
teflón
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.5 Tipos de
corrosión
Inter
granular
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de
corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
Bajo
tensión
• En los límites de grano.
• Disminuye la resistencia mecánica.
• Piezas de acero inoxidable unidas por
soldadura.
• Se añaden Niobio o Titanio para
impedirlo.
• Provoca una situación similar a la fatiga.
• Se provoca una fractura sin previo aviso.
• Las tensiones de fractura son inferiores al
limite elástico.
• El acero y el Al se corroen en agua mar por
iones Cl y los latones en atmosferas
amoniacales húmedas.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
3.5 Tipos de
corrosión
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
Erosiva
• Fricción
entre
dos
superficies sólidas.
• Entre sólido y líquido a
alta velocidad.
Selectiva
• Eliminación
de
un
elemento en una aleación.
• Ejemplo: Descincado de los
latones.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de
corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
3.6 Control de la
corrosión
2.1) Velocidad de
oxidación
Selección de
materiales
2.2) Protección contra
la oxidación.
Recubrimientos
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
MÉTODOS PARA
PREVENIR O
CONTROLAR LA
CORROSIÓN
Diseño
Alteración del
entorno
Protección
catódica
Protección
anódica
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
3.6 Control de la
corrosión
Elección de material adecuado.
•Aceros inoxidables o materiales cerámicos.
Recubrimientos:
Recubrimiento metálico:
•Baño de cinc fundido o depositar cinc sobre su
superficie.
 Recubrimiento inorgánico
• Fina capa de vidrio fundido.
 Recubrimiento orgánico
•Pinturas y Plásticos.
Diseño: normas de diseño.
 Unión por soldadura
 Materiales galvánicamente similares.
 No ángulos pronunciados en tuberías.
 Calcular secciones en estructuras.
 Tanques y depósitos con desagües.
 Inspecciones periódicas.
INDICE
1) INTRODUCCIÓN
2) OXIDACIÓN
2.1) Velocidad de
oxidación
2.2) Protección contra
la oxidación.
3) CORROSIÓN
3.1) Reacciones
electroquímicas.
3.2) Potenciales de
electrodo.
3.3) Celdas galvánicas
en la corrosión.
3.4) Velocidad de
corrosión.
3.5) Tipos de corrosión.
3.6) Control de la
corrosión.
3.6 Control de la
corrosión
Alteración entorno: Normas a seguir:
 Disminución de temperatura.
 Reducir oxígeno en disoluciones acuosas.
 Reducir la concentración de ión cloruro en
aceros inoxidables.
 Adición de inhibidores (catalizadores de
retardo)
Protección catódica:.
 Situación de la pieza a proteger como cátodo.
 Suministrando electrones: De dos maneras:
 Protección catódica por corriente impresa.
 Protección catódica por ánodo de
sacrificio.
Protección anódica:
Películas protectoras pasivas en las superficies
de los metales.
 Se aplica una densidad de corriente elevada
 Inconveniente: roturas en la capa pasivada.
https://www.youtube.com/watch?v=xow45w9YhM4