Corrosión

Fuente:    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Chemical/corrosion.html


Concepto

Fuente: Manual básico de corrosión para ingenieros (Félix Cesáreo Gómez de León Hijes, Diego J. Alcaraz Lorente) EDITUM, 2004 - 175 páginas. (https://books.google.co.ve/books?id=B6tV_j4ofmQC&dq=CORROSION&hl=es&source=gbs_navlinks_s)


Clasificación de la corrosión


Fuente:  http://www.monografias.com/docs112/corrosion-ppt/corrosion-ppt.shtml

Corrosión química

Corrosión electroquímica o galvánica






Corrosiòn por Celda Galvànica

Esta corrosión se produce cuando dos metales distintos se conectan y se exponen a un ambiente acuoso; un metal se vuelve catódico y el otro anódico, estableciéndose una celda galvánica.

En este caso la velocidad de corrosión depende de:

Los metales que se conectan.

La relación del área de la superficie anódica a la catódica.

Serie Galvánica

La serie galvánica (o serie electropotential) determina el grado de nobleza o inercia química de los metales y semimetales. A la inversa, dicha serie mide la tendencia de dichos materiales para sufrir corrosión.​ Cuando dos metales están sumergidos en un electrolito, a la vez que están conectados eléctricamente, el menos noble (base) experimentará una corrosión galvánica. La velocidad de corrosión galvánica se determina por el electrolito y la diferencia en la nobleza, que se puede apreciar en esta serie. La diferencia de nobleza se puede cuantificar a partir de la diferencia de sus potenciales de corrosión.
Fuente: http://www.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/EMC/trabajos_01_02/blindajes_apantallamientos/


Principio de corrosión galvánica de dos metales en contacto dentro de una disolución de electrolito.
        Fuente:https://es.wikipedia.org/wiki/Serie_galv%C3%A1nica

Para controlar la corrosión se utiliza la serie galvánica, por ejemplo se utilizan ánodos de sacrificio de zinc para proteger los ejes de las propelas de las lanchas y ánodos de magnesio extruido para la protección de tanques metálicos  de almacenamiento de agua.  




Fuente: http://www.rustrol.com/Pages/products-zincanodecollar.aspx (30/07/2021)


Corrosión por aireación diferencial

Fuente:  William D. Callister. Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Volumen 2. Reverte, 1996 - 404 páginas

Ocurre cuando la concentración de iones o de gases disueltos en la solución electrolítica es diferente de la concentración que se da entre dos regiones de la misma pieza metálica. Así se forma una pila de concentración y la corrosión ocurre en los sitios de menor concentración.

Por ejemplo, en el caso del oxígeno en agua, la zona menos oxigenada será la anódica y por lo tanto será la que sufra los efectos de la corrosión.

 

 


 

 

Figura 1. Corrosión por aireación diferencial entre dos láminas unidas por un remache.

 

 

 

Corrosión por bacterias reductoras de sulfatos.

 

Las bacterias reductoras de sulfato comprenden varios grupos de bacterias que utilizan el sulfato como agente oxidante, reduciéndolo a sulfuro. La mayoría pueden también utilizar compuestos de azufre oxidados tales como sulfito y tiosulfato o azufre elemental.

 

La corrosión por bacterias reductoras de sulfato se refiere a la corrosión provocada por la presencia y/o actividades de estos microorganismos en las biopelículas de la superficie del material corrosivo.

 

Este tipo de corrosión se localiza con mayor frecuencia en elementos de acero que están en contacto permanente con líquidos contaminados o petróleo que son los focos preferenciales de reproducción del tipo de bacterias señaladas.

 

Es posible evitar las consecuencias de esta corrosión a través de la oportuna identificación del tipo de colonias bacterianas presente mediante un análisis bacteriológico de los fluidos con el propósito de utilizar productos cuyos componentes no reaccionen en presencia de estos organismos.

 



 

Figura 2. Esquema representativo de la corrosión bacteriana del hierro por el desulfovibrio, de la cual se obtiene, como producto de corrosión, el sulfuro  ferroso (FeS).

 

En condiciones anaeróbicas, algunas bacterias pueden reducir el ión sulfato para producir oxígeno y el ion sulfuro.  El ión sulfuro se combina con los iones ferrosos para formar sulfuro de hierro.  La superficie del metal se disuelve.  El oxígeno producido reacciona con el hidrógeno para formar moléculas de agua.

Los iones de hidrógeno se producen, junto con los iones hidroxilo, por la descomposición del agua, y los electrones para formar hidrógeno atómico de los iones de hidrógeno que son producidas por la oxidación del hierro atómico.   La reacción es por lo tanto en varias etapas,  la disociación del agua y las reacciones anódicas bacterianas.  La fuente de electrones es la oxidación del metal, mientras que el sumidero de electrones es la reducción de los iones de hidrógeno.

 

Nota: Es evidente también que hay corrosión por el simple ataque del sulfuro de hidrógeno generado por estos organismos sobre el hierro y el acero, dando lugar así a la formación y precipitación de sulfuro ferroso negro. Los iones sulfuro que así se forman actúan, por otro lado, como despolarizantes anódicos, al reaccionar con los iones ferrosos para formar el sulfuro ferroso.

 

 


Corrosión en el acero causada por el oxígeno.

 

La corrosión en el acero puede ser entendido más fácilmente como una reacción electroquímica que incluye tres pasos:

1.     La pérdida ocurre en aquella parte del metal llamada anódica (ánodo). En este caso, el hierro (Feº) se pierde al entrar en la solución acuosa y se oxida al ión Fe+2.

2.     Como resultado de la formación de Fe+2, se liberan dos electrones que fluyen a través del acero al área catódica (cátodo).

3.     El oxígeno (O2) en la solución acuosa se desplaza al cátodo y completa el circuito eléctrico empleando los electrones que fluyen al cátodo para formar los iones oxidrilo (OH-) en la superficie del metal. Cuando el oxígeno está ausente, el ión hidrógeno (H+) participa en la reacción en el cátodo en el lugar del oxígeno, y completa el circuito.

 

Velocidades de Corrosión.

El más lento de los tres pasos mencionados anteriormente determina la velocidad global del proceso de corrosión.  El paso 3 en la corrosión del acero es el paso más lento de modo que determina la velocidad.

Una superficie catódica grande en comparación con la anódica permite que reaccionen más oxígeno, agua y electrones, y aumente el flujo de electrones del ánodo para corroerlo más rápidamente.


Si se reduce el área anódica sin reducción del área catódica, se perderá la misma cantidad de metal, pero a partir de un número menor de sitios anódicos o más pequeños, profundizando el sitio anódico (ataque por picadura, pitting en inglés).

 

Polarización-Despolarización.

Los iones oxidrilo y el gas hidrógeno se producen en el cátodo como resultado de la reacción de corrosión. Si permanecen en el cátodo, generan una barrera que frena el movimiento del oxígeno y el hidrógeno al cátodo. La formación de esta barrera se denomina polarización y se vuelve un inhibidor de corrosión ya que aísla físicamente a la superficie. La remoción o ruptura de esta barrera expone al cátodo, y la corrosión se reanuda. Esta acción es llamada despolarización.

 

Influencia de diferentes factores sobre la velocidad de corrosión

 

Sólidos disueltos.

Su influencia es muy compleja. No solo la concentración es importante, sino también las especies de iones participantes. Por ejemplo, los carbonatos o bicarbonatos pueden reducir la corrosión, mientras que otros como los cloruros y sulfatos pueden incrementarla.

 

Gases disueltos.

El CO2 y el O2  son los gases que mas preocupan en la mayor parte de los sistemas industriales.

El sulfuro de hidrógeno y el amoniaco se encuentran con menor frecuencia. Ambos ejercen una fuerte influencia en la corrosión de las aleaciones de hierro y el cobre.

 

Temperatura.

 

El aumento de  la temperatura aumenta  la velocidad de la corrosión. Esto es debido a que la velocidad de difusión del oxígeno aumenta al disminuir la viscosidad.

 

 

 

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