corrosion en la industria metalurgica -minera

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INEGENIERIA INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURAEscuela Académico Profesional de Ingeniería Industrial

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

CURSO : Quimica I

PROFESOR :

INFORME : Nro.00-01

TEMA : Corrosión en la Industria Metalúrgica-Minera

INTEGRANTE : Rufasto Paliza,Irene Victoria

Ciclo : Nivelación

Fecha : 22/02/2014

2014

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http://www.uap.edu.pe/Esp/ProgramacionAcademica/Pregrado/17/Inicio.aspx

http://www.uap.edu.pe/Esp/ProgramacionAcademica/Pregrado/17/Inicio.aspx


INDICE

INTRODUCCION

I. Industria Minera -Metalúrgica

II. Definición de la Corrosión

III. Comparación de la corrosión y la Metalurgia extractiva

IV. Clasificación de la corrosión según su forma.

V. Clasificación de la corrosión según su mecanismo.

VI. Inhibidores de corrosión

VII. Conclusiones

VIII. Bibliografía

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INTRODUCCION

El presente trabajo tiene como finalidad ampliar los conocimientos

teóricos que tenemos sobre que es corrosión y que es corrosión en la

industria metalúrgica-minera, mediante una investigación bibliográfica

de este tema.

Se pretende con ello enfocar varios puntos de vistas sobre un tema

que es suma importancia dentro de las carreras de ingeniería, en vista

de los efectos indeseables que la corrosión deja en equipos,

maquinarias y estructuras. Además se plantearán las

posibles soluciones a este fenómeno natural de los materiales como lo

son entre otros y muy principalmente la protección dé inhibidores de la

corrosión.

El trabajo consta de un desarrollo el cual como fue indicado ha sido

redactado mediante la investigación en textos.

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CORROSION EN LA INDUSTRIA METALURGICA-MINERA

1. Industria Minero-Metalúrgica

Minería:

Es la obtención selectiva de los minerales y otros materiales de la corteza

terrestre. También se denomina así a la actividad económica primaria relacionada

con la extracción de elementos de los cuales se puede obtener un beneficio

económico. Dependiendo del tipo de material a extraer la minería se divide en

metálica y no metálica.

Proceso:

El trabajo metalúrgico consiste en:

1. Calentar el mineral en el horno para que alcance una temperatura que produzca

un cambio de estado de sólido a líquido.

2. A continuación el metal líquido se mete en un molde para que adquiera esa

forma y sea moldeado.

Cuando el metal se enfría adquiere unas condiciones de dureza y flexibilidad que

lo hacen idóneo para ser empleado como instrumento de trabajo y guerra.

3. Se mejoran la resistencia, dureza y maleabilidad de los materiales.

METALURGIA :

La metalurgia es la ciencia teorica de la obtención y tratamiento de llos

metales desde minerales metálicos hasta los no metálicos .Tambien

estudia la prodcucion de aleaciones, el control de calidad de los procesos

vinculados asi como su control contra la corrosión .

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2. DEFINICION DE LA CORROSION:

Es el ataque destructivo del metal o aleación metálica por acción del medio

corrosivo que lo rodea, con el deterioro de sus propiedades mecánicas.

En general, corrosión es la combinación o reacción del material metálico con el medio circundante, es decir, el metal pasa del estado elemental al estado combinado.

2.1TIPOS DE CORROSION:

Ataque por metal líquido:

Los metales líquidos atacan a los sólidos en sus puntos más altos de

energía como los límites de granos lo cual a la larga generará varias

grietas.

Ataque químico a los polímeros:

Los plásticos son considerados resistentes a la corrosión, por ejemplo

el teflón y el vitón son algunos de los materiales más resistentes, estos

resisten muchos ácidos, bases y líquidos orgánicos pero existen algunos

solventes agresivos a los termoplásticos, es decir las moléculas del

solvente más pequeñas separan las cadenas de los plásticos provocando

hinchazón que ocasiona grietas.

Corrosión galvánica:

Es la más común de todas y se establece cuando dos metales distintos

entre sí actúan como ánodo uno de ellos y el otro como cátodo. Aquel que

tenga el potencial de reducción más negativo procederá como una

oxidación y viceversa aquel metal o especie química que exhiba un

potencial de reducción más positivo procederá como una reducción. Este

par de metales constituye la llamada pila galvánica. En donde la especie

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que se oxida (ánodo) cede sus electrones y la especie que se reduce

(cátodo) acepta los electrones.

Corrosión química:

En la corrosión química un material se disuelve en un medio corrosivo líquido y este se seguirá disolviendo hasta que se consuma totalmente o se sature el líquido y demás para todos. }}

Corrosión por Cavitación :

Es la formación y colapso de burbujas de vapor en la superficie de contacto

dinámico metal-líquido, como consecuencia de los cambios en las

presiones del líquido. Ocurre cuando el valor de la presión absoluta del

fluido es menor a la presión de vaporización del mismo. Los objetos

metálicos vecinos sufren daños mecánicos debido a las repetidas ondas de

choque producidas por el colapso de las burbujas dentro del fluido.

o Corrosión Intergranular :

Es un tipo de ataque localizado, producida en los espacios limitantes de los

granos de un metal y produce pérdida de la resistencia mecánica y de la

ductilidad. El material del área limitada atacada, donde están los espacios

intergranulares, actúa como ánodo, los cuales a su vez, están en contacto

con las superficies de los granos con un tamaño de grano mayor y actúan

como cátodos. Este ataque suele ser, con frecuencia, rápido, penetra con

profundidad en el metal y algunas veces causa averías catastróficas. Se da

en procesos donde la estructura del material es modificada; ejemplo,

aceros inoxidables con tratamientos térmicos inadecuados.

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3. COMPARACION DE LA CORROSION Y LA METALURGIA EXTRACTIVA:

La mayoría de los metales se encuentra en la naturaleza en su estado combinado, es

decir, como minerales, termodinámicamente estables, a menudo formando óxidos.

La metalurgia aplica altas temperaturas, atmósferas reductoras y procesos

electroquímicos a estos minerales para obtener los metales puros, que son

termodinámicamente inestables, los cuales al ser sometidos a los medios de trabajo

tienden a volver a su estado estable original.

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Dentro de la industria minera tenemos varios tipos de corrosión de los cuales cada uno tendrá un papel muy importante lo cual será necesario su descripción para saber qué tipos de corrosión existe y es atacado los diferentes materiales en este caso algunos metales los cuales se usara en el proceso de la corrosión en la metalurgia que es parte de la minería.

4. CLASIFICACION DE LA CORROSION SEGUN SU FORMA.

4.1 CORROSION BAJO TENSION (STRESS CORROSION CRACKING= SCC)

También conocida como corrosión fisurante, se presenta cuando el metal está

sometido simultáneamente a tensiones (tracción) y un medio corrosivo. Se forman

fisuras que pueden ser intergranulares o transgranulares que se propagan hacia el

interior del metal hasta que las tensiones disminuyen o metal se fractura. La

velocidad de corrosión es alta (1-10 mm/hr).

La sección transversal de SCC frecuentemente muestra las fisuras en forma de

ramas. La forma de las ramificaciones sigue un patrón y es usado en el análisis de

falla para identificar cuando este tipo de corrosión ha ocurrido

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La fotografía muestra SCC de una línea aislada de acero inoxidable de condensado de agua. El agua humedece el aislamiento y causa que los cloruros del aislamiento migren hacia la superficie del metal caliente. Éste es un problema común en las líneas de vapor y condensado. El control se efectúa manteniendo las cubiertas de aluminio o acero galvanizado alrededor del aislamiento de las líneas para que la humedad no entre o se drene rápidamente

Las dos siguientes fotografías muestran la

corrosión intergranular SCC de una parte de

aluminio aerospacial. Puede verse la naturaleza

intergranular de la corrosión en la imagen de

microscopio electrónico examinando en la izquierda y en la corte transversal en el

derecho. Las flechas indican las fisuras primarias mostradas en ambas figuras.

Nótese que las fisuras secundarias también están

claras. Estas fisuras secundarias son comunes en

la corrosión bajo tensión.

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4.2 CORROSION UNIFORME O CORROSIÓN GENERALIZADA.

Es la forma más benigna de corrosión. El ataque químico se extiende en forma homogénea sobre toda la superficie metálica y su penetración media es igual en todos los puntos, lo cual permite calcular fácilmente la vida útil del equipo o material.

El efecto de la superficie producido por los ataques químicos directos (por ejemplo, por un

ácido) es una superficie uniforme del metal. En una superficie pulida, este tipo de

corrosión se ve primero como una pérdida del brillo metálico de la superficie y, si se

permite continuar, la superficie se pone áspera y poco a poco obtiene una apariencia

marrón rojiza y oscura si es un acero. El descoloramiento general que se produce en el

metal por su exposición a las temperaturas elevadas no es considerado como corrosión

uniforme.

Como es la corrosión más común y las superficies metálicas tienen un mal aspecto se han

desarrollado técnicas de prevención, y mantenimiento de largo aliento que evitan que se

afecte el metal.

La foto nos muestra cómo este

tipo de corrosión puede

progresar si no se toman las

medidas de control

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4.3 CORROSION EN PLACAS.

Abarca los casos intermedios entre corrosión uniforme y corrosión localizada. En este

caso el ataque se extiende más en algunas zonas, pero se presenta aún como un

ataque general.

Debe tenerse en cuenta que en el caso de la corrosión atmosférica en ambiente

marino e industrial , las capas de oxido que se forman tienen mayor volumen que el

metal , de tal manera que algunas planchas de acero al carbono que almacenadas en

malas condiciones pueden presentar una corrosión generalizada o en placas cuyo

aspecto pudiese engañar al inexperto , puesto que generalmente el espesor del oxido

representa entre 9 a 10 veces el espesor de la plancha corroída.

10 mm de espesor de óxidos de Fe

Equivale a 1 mm de hierro

o acero al carbono

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Una manera de reconocer las placas corroídas del hierro o acero al carbono es

por el color de sus óxidos.

4.4 CORROSION FATIGA

La corrosión fatiga es un caso de corrosión bajo tensión causado por los efectos

combinados de tensión cíclica y corrosión. Ningún metal es inmune de alguna reducción

de su resistencia a la tensión cíclica si el metal está en un ambiente corrosivo. El daño de

la corrosión fatiga es mayor que la suma del daño de tensiones cíclicas y corrosión. El

control de la corrosión fatiga puede lograrse si bajamos el número de las tensiones

cíclicas o por el control de la corrosión.

Las “marcas de playa” muestran las marcas de la progresión de la fatiga en la superficie.

Similares marcas de playa se muestran abajo en la parte izquierda en una pieza

aerospacial. En la foto de lado derecho la ampliación de la imagen examinada por un

escáner de un microscopio electrónico muestra las estrías (la progresión de las

marcas de las fisuras individuales).

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4.5 CORROSION EN RENDIJAS O GRIETAS (CREVICE CORROSION)

Como su nombre lo indica se presenta en rendijas, uniones e intersticios, donde la

renovación del medio corrosivo (oxigeno del aire) es por difusión. Se presenta en

empaquetaduras, tornillos, juntas soldadas traslapadas, bajo depósitos o suciedad y/o

óxidos de corrosión

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5. CLASIFICACION DE LA CORROSION SEGUN SU MECANISMO.

5.1 OXIDACION DIRECTA.

También denominada oxidación seca u oxidación a alta temperatura.

La combinación del metal (corrosión) con el medio corrosivo se realiza por

reacción directa; los átomos metálicos reaccionan químicamente con la sustancia

agresiva, atacando toda la superficie metálica en forma uniforme.

5.2 REACCION GLOBAL DE OXIDACION DE UN METAL.

a. Valencia + 1 Me + ½ O2 → Me O

Ejem. Cobre (Cu)

Cu + ½ O2 → CuO oxido cuproso u oxido Cobre (I)

b.- Valencia + 2 2Me + O2 →2Me O

Ejem. Hierro o Fierro (Fe)

2 fe + O2 → 2Fe O Oxido ferroso u oxido de Fe (II)

c.- Valencia + 3 2Me +3/2 O2 → Me2O3

Ejems.

c1. Hierro (Fe) 2Fe + 3/2 O2 → Fe2O3 Oxido férrico u oxido de

Fe (III)

c2. Aluminio (Al) 2Al + 3/2O2 → Al2O3 Oxido de Al (III)

c3. Cromo (Cr) 2Cr + 3/2O2 → Cr2O3 Oxido de Cr (III)

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6. Inhibidores de corrosión:

Son llamados catalizadores negativos y son compuestos o sustancias que impiden

la aceleración de una reacción química .Un inhibidor de corrosión forma una película

protectora de moléculas adsorbidas sobre la superficie de metal a proteger creando

una barrera al electrolito que transporta el agente corrosivo.

Los inhibidores de corrosión, son productos que actúan ya sea formando películas

sobre la superficie metálica, tales como los molibdatos, fosfatos o etanolaminas, o

bien entregando sus electrones al medio. Por lo general los inhibidores de este tipo

son azoles modificados que actúan sinérgicamente con otros inhibidores tales como

nitritos, fosfatos y silicatos. La química de los inhibidores no está del todo

desarrollada aún. Su uso es en el campo de los sistemas de enfriamiento o

disipadores de calor tales como los radiadores, torres de enfriamiento, calderas y

"chillers". El uso de las etanolaminas es típico en los algunos combustibles para

proteger los sistemas de contención (como tuberías y tanques).

Se han realizado muchos trabajos acerca de inhibidores de corrosión como

alternativas viables para reducir la velocidad de la corrosión en la industria. Extensos

estudios sobre IC y sobre factores que gobiernan su eficiencia se han realizado

durante los últimos 20 años. Los cuales van desde los más simples que fueron a

prueba y error y hasta los más modernos los cuales proponen la selección del

inhibidor por medio de cálculos teóricos. Una práctica comúnmente utilizada para el

control del deterioro de instalaciones industriales, equipos, maquinarias y estructuras

de diversa índole es el uso de inhibidores de corrosión, que al ser añadidos en

pequeñas cantidades en un ambiente determinado (líquido o gaseoso) reduce la

acción nociva que ejerce el medio sobre el material. Si bien se han estudiado

innumerables compuestos que pueden actuar como inhibidores de corrosión en

medios acuosos, la gran mayoría no cumplen con los requisitos que plantean las

nuevas normativas de toxicidad y de protección del medio ambiente.

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Clases de inhibidores de corrosión Hay cinco clases de inhibidores de la corrosión. Estos son:

1. Inhibidores pasivos (pasivos 2. Inhibidores catódicos3. Inhibidores orgánicos4. Precipitación inducida por los inhibidores5. Inhibidores Volátiles De la Corrosión (IVC

Inhibidores de corrosión inorgánicos

Inhibidores de corrosión inorgánicos. Son sales que forman una película en el

interior del conducto, neutralizando las sales disueltas en el agua e impidiendo su

incrustación. Se suele utilizar sal de molibdeno mezclado con nitritos o fosfatos.

Son útiles para circuitos de refrigeración, pero no recomendados para circuitos de

calefacción o térmicos solares dado que la temperatura dificulta la formación de la

película protectora en el metal. Además, dicho film, disminuye las propiedades

caloportadoras del fluido. Otra característica a destacar es que dichos inhibidores

en su gran mayoría son tóxicos.

Inhibidores pasivos (pasivos) :

Éstos causan un cambio del potencial de la corrosión, forzando la superficie

metálica en el tipo pasivo. Los ejemplos de los inhibidores de la pasividad son

aniones oxidantes, tales como iones del cromato, del nitrito y del nitrato y los no

oxidantes tales como fosfato y molibdato. Estos inhibidores son los más eficaces

y por lo tanto posiblemente los más usados extensamente.

Inhibidores catódicos:

Algunos inhibidores catódicos, tales como compuestos del arsénico y del

antimonio, trabajan haciendo la recombinación y la descarga del hidrógeno más

difíciles. Otros inhibidores catódicos, iones tales como calcio, cinc o magnesio, se

pueden precipitar como óxidos para formar una capa protectora en el metal

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Fig.Nº1: HALCÓN - inhibidor de corrosión para el pozo de petróleo


Inhibidores orgánicos.

Éstos afectan a la superficie entera de un metal corrosivo cuando están presentes

en cierta concentración. Los inhibidores orgánicos protegen el metal formando una

película hidrofóbica en la superficie del metal. Los inhibidores orgánicos serán

fijados por adsorción según la carga iónica del inhibidor y la carga en la superficie.

Precipitación inducida por los inhibidores:

Éstos son los compuestos que causan la formación de precipitados en la superficie

del metal, de tal modo que proporciona una película protectora. Los inhibidores

más comunes de esta categoría son silicatos y fosfatos.

Inhibidores Volátiles De la Corrosión (IVC):

Estos son compuestos transportados en un ambiente cerrado al sitio de la

corrosión por volatilización de una fuente. Los ejemplos son morfolina e hidracina y

sólidos volátiles tales como sales del diciclohexilamina, ciclohexilamina y

hexametileno-amina. En contacto con la superficie del metal, el vapor de estas

sales condensa y es hidrolizado por húmedad, para liberar iones protectores.

Los inhibidores de corrosión más comunes, incluyen: fosfato de sodio, nitrato de

sodio, tolitriazol de sodio, molibdato de sodio, borato de sodio, benzoato de sodio y

silicato de sodio. Nótese que todos estos son sales de sodio. Actualmente solo el

grupo de la derecha de estas sales es el inhibidor, ejemplo benzoato y silicato. Estas

sales se disocian en el agua, o sea que se separan en sodio con carga positiva y el

inhibidor con carga negativa. Se usan sales de sodio por la alta solubilidad del sodio;

nunca usted va a ver depósitos de sodio en su motor. En el único lugar donde usted

puede encontrar el sodio, fuera del laboratorio, es dentro de válvulas de alta

performance y sistemas de transferencia de calor.

Los compuestos de cromo (VI), de comprobada actividad carcinogénica, juegan un

papel fundamental en las formulaciones de inhibidores para medios neutros. Pero

además se usan como inhibidores del tipo barrera de conversión, sobre todo en

superficies que deban recibir un tratamiento posterior (pintado, barnizado, etc.), al

que sirven de anclaje.

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CONCLUSIONES

Los inhibidores de corrosión, actúan ya sea formando películas sobre la superficie

metálica del Fe y el Al, o bien entregando sus electrones al medio.

Existen otras formas de evitar la corrosión, como en el caso de los inhibidores y

también la protección catódica.

El proceso de corrosión debe ser visto como un hecho que pone en

evidencia el proceso natural de que los metales vuelven a su condición

primitiva y que ello conlleva al deterioro del mismo.

Los inhibidores proporcionan una solución elegante al problema de la corrosión.

Sin embargo, hay que utilizarlos con mucha prudencia, dado el gran número de

factores que intervienen en los fenómenos de corrosión.

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BIBLIOGRAFIAINDUSTRIAL WATER CONDITIONING. BETZ HANDBOOK.

http://www.uaeh.edu.mx/investigacion/icbi/LI_RecCorr/victor_reyes/29.pdf

http://www.frlp.utn.edu.ar/materias/corrosion/inhibidores.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3n

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corrosion en la industria metalurgica -minera

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