Fundamentos de la corrosión metálica

Fundamentos de la corrosión metálica
Feb‐2011
Jornada técnica sobre el acero galvanizado en caliente
y sus utilizaciones en la industria
FUNDAMENTOS
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DE LA
CORROSIÓN METÁLICA
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FUNDAMENTOS DE LA CORROSIÓN METÁLICA
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Me0 + E Æ Me + ½ 02
La corrosión es el proceso de reacción de los metales con el medio
ambiente para volver a su estado combinado, que es el
termodinámicamente mas estable
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PÉRDIDAS DEBIDAS A LA CORROSIÓN
1.
Pérdidas directas:
Por destrucción de materiales e inutilización de equipos:
Me +
1
O 2 + H 2 O ⇔ MeO ⋅ H 2 O
2
Metal (medio ambiente)
2.
Óxido metálico
Pérdidas indirectas:
a)Pérdidas en la producción por interrupciones.
b)Pérdidas de materias primas.
c)Pérdidas por sobre-dimensionado de las instalaciones
d)Pérdidas por instalaciones auxiliares.
e)Pérdidas de vidas humanas.
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FUNDAMENTOS DE LA CORROSIÓN METÁLICA
COSTES ECONÓMICOS DE LA CORROSIÓN
Estudios clásicos sobre los costes de la corrosión son:
•
•
1949. H.H. Uhlig (Corrosion, 6, 29-33, 1950):
Coste anual en EE.UU: 5.500 Millones de $ (Pérdidas directas)
1966. S. Liechtenstein (Materials Protection, 16, 24, 1967):
Coste anual en EE.UU: 10.000 Millones de $ (Pérdidas directas)
•
1971. T.P. Hoar (Devit. Trade and Ind. [Revision of the Instituion of Technology, 32.1,
19-22, 1972)]:
Coste anual en UK: 1.365 Millones de Libras (3,5% PIB)
•
1977. National Bureau of Standards/ Battelle Institute
(NBS Special Publication 511-I y 511-II Mayo 1978)
Coste anual en EE.UU: 70.000 Millones de $ (4,2% PIB)
Hoy en día el coste anual de la corrosión en España es del 2,2% de su PIB.
La utilización de técnicas adecuadas de protección frente a la
corrosión supone un ahorro de hasta el 25% de este coste
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1.
Corrosión Seca (corrosión a alta temperatura)
P.e. Oxidación directa del acero a alta temperatura (>1000 ºC) durante los
procesos de forja y laminación en caliente.
En metales muy activos (Na, K, Mg) puede manifestarse ya a temperatura
ambiente.
2. Corrosión electroquímica (corrosión húmeda)
Tiene lugar en condiciones ambientales normales (-10 +50ºC)
Se produce por formación de pilas o micro-pilas galvánicas
•
Fenómenos de corrosión atmosférica o en medios acuosos
•
Corrosión por aireación diferencial
•
Corrosión por par galvánico o de contacto
•
Corrosión bajo tensión
•
Corrosión en rendijas, etc.
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CORROSIÓN
ELECTROQUÍMICA
Potenciales de Disolución
M Æ M2+ + 2e
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POTENCIAL DE DISOLUCIÓN
Viene determinado por la ley de Nerst:
E = E0 +
En donde:
E
Eo
C
R
T
F
n
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=
=
=
=
=
=
=
RT
ln C
nF
Potencial electrodo-disolución
Potencial Normal de Disolución (1N)
Concentración de Cationes (Eq/l)
Constante gases perfectos (8,314 J/°C/mol)
Temperatura absoluta (273 + t°C)
Número de Faraday (96450 C/eq)
Valencia del Metal
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POTENCIALES NORMALES DE DISOLUCIÓN (Eo)
•
Son los potenciales de equilibrio entre los metales y sus disoluciones
Normales (1 Eq/l), cuando se miden con relación al Electrodo Normal de
Hidrógeno a 25°C (cuyo E0 se toma convencionalmente como potencial = 0)
•
Los potenciales normales de disolución (E0) de los metales constituyen una
constante física para cada metal.
•
Los E0 nos indican la mayor o menor tendencia que tienen los metales a
combinarse (corroerse).
Los metales son tanto más estables cuanto mayor sea su
potencial normal de disolución
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Serie de Potenciales Normales de Disolución de los metales.
De abajo a arriba aumenta gradualmente la tendencia del metal a disolverse, dando
lugar a cationes.
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CORROSIÓN ATMOSFÉRICA DEL ACERO
• Para que exista corrosión del acero es necesario:
A) OXIGENO
B) HUMEDAD: La humedad relativa crítica sea: >50%
• En la corrosión del acero se forman ÓXIDOS de hierro que
son VOLUMINOSOS, POROSOS Y POCO PROTECTORES.
Fe + O2 + H2O
--->
FeO . Fe2O3 + H2Occ
POR ESO EL ACERO SE OXIDA HASTA SU DESTRUCCIÓN
• Los contaminantes atmosféricos que mas aceleran la corrosión del acero son
los óxidos de azufre (S02) y los cloruros (CL-): ATMÓSFERAS INDUSTRIALES,
URBANAS Y MARINAS
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La formación de óxidos no protectores favorece la
práctica destrucción de las construcciones de acero
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