Mecanica

CORROSIÓN Y ESFUERZO MECÁNICO

Comúnmente se observa que un acero deformado en frío, se corroe mucho más en ácidos que el mismo acero pero recocido. Esto indica que en alguna forma, los esfuerzos aplicados al material metálico INFLUYEN en la resistencia a la corrosión del mismo. Generalmente mientras mayor es el esfuerzo aplicado a un metal, menor será su resistencia a la corrosión. Acontinuación se estudiarán los tipos más comunes de ataques mixtos corrosivos mecánicos:

* Corrosión Bajo Tensión ó “Stress Corrosión Cracking”.

* Fragilización por Hidrógeno.

* Corrosión por Fatiga ó “Corrosión Fatigue”.

* Corrosión por Fricción o por Frotamiento ó “Corrosión Fretting”.

Al final del capítulo se presentará una sección de estudio de casos reales de materialesque fallaron por estos tipos de corrosión.

Corrosión Bajo Tensión ó “Stress Corrosion Cracking”.

Este tipo de corrosión se refiere al agrietamiento y/o fractura del material metálico debido a la presencia simultánea de esfuerzos tensiles y un ambiente corrosivo específico. Durante la corrosión bajo tensión la superficie del metal o aleación casi no sufre ataque corrosivo, pero dentro delmaterial grietas corren a través del mismo y ellas conducen a la fractura o falla final del material..

Es muy peligroso este tipo de falla ya que ocurre sin previo aviso, sin previa deformación de la superficie del material la cual se observa no corroída y ocurre a niveles de esfuerzo que pueden estar en el rango de esfuerzos de trabajo diseñado, muy dentro del margen de seguridad de esfuerzos.Es importante destacar que fuerzas o esfuerzos compresivos NO ocasionan falla o fractura del mental. Debe existir un esfuerzo tensil o de tensión. Además, no todos los materiales metálicos no son susceptibles a corrosión Bajo Tensión. Solo ocurre este tipo de corrosión para un número determinado de metales y ambientes. Es única la combinación de ambiente corrosivo y metal, esto quiere decir,que puede ser dañino cierto ambiente a un metal bajo tensión, pero el resto de los metales por ese ambiente o el resto de los ambientes no afecta al metal que si era susceptible al ambiente anterior. En la tabla 6.1 se puede apreciar ciertas combinaciones metal ambiente donde se ha observado corrosión Bajo Tensión.

Tabla 6.1.- Combinaciones Ambiente – Aleación que producen Corrosión BajoTensión.

SUSTANCIA QUIMICA | ALEACION | ASPECTOS ESPECIALES |
Oxígeno O2 | Aleaciones de Cu | Depende de la concentración de O2. |
H2S | Muchas aleaciones | Fuentes: Bacterias anaeróbicas, Descomposición de productos orgánicos. |
Oxidos de Nitrógeno | Aceros al carbonoAleaciones de Cu | Los óxidos producen HNO3 y nitratos. |
CO o CO2 más humedad | Aceros al carbono | ------------- |Amoníaco | Aleaciones de Cu | ------------- |
Compuestos de As y Sb | Muchas aleaciones | Contenidos en insecticidas y otros aerosoles. |
SO2 | Aleaciones de Cu | El SO2 produce H2SO3 y H2SO4 |
Cl- + humedad | Aleaciones de Al, Ti, aceros de altos esfuerzos o inoxidables. | Exposición marina. |

EFECTO DE LA MAGNITUD DEL ESFUERZO EN LA CORROSION BAJO TENSION

Incrementar el esfuerzo tensildisminuye el tiempo de vida sujeta a corrosión Bajo Tensión. Esto se puede observar en curvas similares a la mostrada en la Fig. 6.1. Lo que se busca con este tipo de gráfico es determinar el esfuerzo máximo que se puede aplicar al material sin que este se rompa o tarde un tiempo prudencial en romperse.
Resistencia a la corrosión bajo tensión
de un material en un medio básico, por ejemplo:
Logtiempo de fractura (tiempo en horas)
Esfuerzo aplicado
(Kg/cm2)

Fig. 6.1.- Curva típica de un material ensayado en el laboratorio en el medio similar al que será utilizado en una planta.

Es muy importante notar que no se debe cambiar el ambiente de trabajo en cuanto a temperaturas, composición química, etc., ya que el material puede fallar o fracturarse si las condiciones cambian...