Corrosion y degradacion de materiales

MECANICA AVANZADA DE MATERIALES Dr. Luis A. Godoy 2006

CORROSION Es la destrucción o deterioro de un material causada por su reacción con el ambiente. Algunos autores sólo consideran el término corrosión en metales. La corrosión de metales se define como el ataque destructivo no intencional de un metal; se produce por mecanismo electroquímico y por lo común se inicia sobre la superficie.Pueden también incluirse bajo corrosión el deterioro de cerámicos, plásticos, goma y otros materiales no metálicos, por ejemplo el deterioro de pinturas y gomas debido a la luz solar o a productos químicos. * La corrosión puede ser rápida o lenta. Un acero inoxidable es atacado en horas por algunos ácidos (corrosión rápida). Los rieles del ferrocarril tienen corrosión muy lenta (años). * Muchosambientes son corrosivos, y por causas diferentes (a) aire y humedad, (b) agua salada, (c) atmósfera urbana, industrial y aún rural, (d) vapor de agua y otros gases, como amoníaco, dióxido de sulfuro, vapores de combustibles, (e) suelos, (f) solventes, (g) petróleo y sus derivados, (h) productos alimenticios, etc. Importa la concentración. En general, los materiales inorgánicos son más corrosivos que losorgánicos. * Las temperaturas elevadas y la presión son factores que producen mayor corrosión. Estas condiciones se encuentran en la industria química, producción de energía, centrales nucleares. La corrosión puede clasificarse según ocurra con altas o bajas temperaturas. * La corrosión puede ser húmeda o seca. La corrosión húmeda ocurre cuando hay un líquido, por ejemplo, acero en agua. Encorrosión seca ocurre con vapores o gases, a temperaturas altas. Pequeñas cantidades de humedad pueden cambiar el escenario de corrosión mucho. * Otra clasificación es si ocurre por combinación directa (oxidación) o si es electro – química. * Desde el punto de vista de la mecánica de materiales, la corrosión tiene algunos efectos directos: (a) Reducción del espesor efectivo del material. (b)Microfisuración y cambios en fisuración. (c) Cambios en la resistencia a fatiga. (d) Concentra esfuerzos. * Desde el punto de vista de la ingeniería, la corrosión puede producir (a) Falla inesperada por corrosión, lo cual puede cerrar una planta o parte de ella. A veces un cambio en las condiciones de producción cambia las condiciones del ambiente, que puede agredir al material. (b) Una apariencia noaceptable (del mismo modo que no aceptamos deflexiones grandes aunque no comprometan la seguridad estructural), (c) Contaminación de un producto que se almacena y se transporta, por transmitirle oxidación del metal. (d) Perforación de una tubería con pérdida del líquido que se transporta, y sus consecuencias ulteriores, o bien que descargan productos tóxicos al ambiente.

* El costo debido a fallaspor corrosión por un año en USA es mayor que los daños combinados anuales debidos a desastres naturales, y es del orden de 30000 millones de dólares por año. Se estima que en un país industrializado el 5% de su ingreso se gasta en la prevención de corrosión, mantenimiento o reemplazo de partes o componentes. En una industria química grande, el mantenimiento por corrosión es del orden de 1 millón alaño. Aunque la corrosión es inevitable, se puede reducir el costo asociado mediante prevención, mantenimiento, selección de materiales adecuados. * La disciplina que se encarga de estudiar la corrosión tiene varios vertientes: (a) Propiedades químicas del material y su ambiente, (b) Propiedades físicas, mecánicas y de metalurgia, (c) electricidad, (d) En la actualidad es posible modelar medianteMEF o BEM para calcular el potencial electro - químico de una estructura durante las etapas de diseño. Se resuelve un problema de Laplace. Tasa de corrosión La resistencia a la corrosión se mide cuantitativamente por la pérdida de peso del material, por unidad de área de exposición al ambiente y por unidad de tiempo. Se pueden hacer ensayos sencillos de laboratorio, para determinar la expresión:...