REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA

DEFENSAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL

POLITECNICADE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA

INGENIERÍA PETROQUÍMICANUCLEO ZULIA

ING. CORROSION 

INTRODUCCION A LA CORROSION CORROSIÓN BASICA - MATERIALRES

PROF. ING. YUDITH LÓPEZ

MARACAIBO, JUNIO DEL 2015

CORROSIÓN“ OXIDACION DESTRUCTIVA DE UN METAL, ALEACION O MATERIAL POR EL MEDIO AL CUAL SE ENCUENTRA

EXPUESTO”

ESTA DEFINICIÓN SE REFIERE TANTO AL DETERIORO FÍSICO DEL MATERIAL COMO AL DE SUS PROPIEDADES. ALGUNAS FORMAS DE CORROSIÓN NO SE PERCIBEN A SIMPLE VISTA, PERO PRODUCEN UN DAÑO EN LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL QUE HACE QUE ESTE FALLE EVENTUALMENTE. LOS ÁTOMOS DEL METAL SE DISUELVEN EN FORMA DE IONES. UN MODELO SIMPLE ES LA CORROSIÓN ACUOSA.

CORROSION SEGÚN:UHLIG: ATAQUE DESTRUCTIVO DE UN METAL POR UNA REACCION QUIMICA O ELECTROQUIMICA

SHEREIR : PROCESO DONDE EL METAL/ ALEACION, COMO MATERIALES DE CONSTRUCCION, SON TRANSFORMADOS DE METAL A UN ESTADO COMBINADO DE INTERACCION CON EL MEDIO.

EVANS : DESTRUCCION DE UN METAL/ALEACION POR CAMBIOS QUIMICOS, ELECTROQUIMICOS O DISOLUCION FISICA.

SCULLY: REACCION DEL METAL CON EL MEDIO

WRANGLIN: ATAQUE NO INTENCIONAL SOBRE UN MATERIAL A TRAVES DE UNA REACCION CON EL MEDIO QUE LO RODEA.

CORROSIÓN

La composición y la integridad física de un material sólido se alteran en un ambiente corrosivo. Si se trata de la corrosión química, un líquido corrosivo disuelve el material.

En la corrosión electroquímica, se retiran átomos de metal del material sólido como resultado de un circuito eléctrico producido.

CORROSIÓNLos metales y ciertos materiales cerámicos reaccionan en un ambiente gaseoso, y el material puede destruirse debido a la formación de óxidos y otros compuestos.

Los polímeros se degradan al ser expuestos al oxígeno a temperaturas elevadas. Los materiales pueden alterarse si se les expone a la radiación o incluso a las bacterias.

CORROSIÓNUna diversidad de mecanismos de desgaste y de desgaste-corrosión modifica la forma de los materiales.

El secreto para impedir la corrosión consiste en colocar un recubrimiento que evite el contacto con el reactante o aplicar una fuerza impulsora en oposición para reducir la velocidad del proceso. La corrosión química es de especial consideración en muchos sectores.

CORROSIÓN

Los factores más conocidos

Alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero.

Formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).

LA MATERIAEs todo aquello que tiene un lugar

en el espacio, posee una cierta cantidad de energía y está sujeto a cambios en el tiempo.

PROPIEDADES DE LA

MATERIA

PROPI. GENERALES.  MASA, PESO,VOLUMEN, LA INERCIA, LA

ENERGÍA, IMPENETRABILIDAD, POROSIDAD, DIVISIBILIDAD,

ELASTICIDAD, MALEABILIDAD, TENACIDAD Y DUREZA

PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS

PROP. FÍSICAS : DENSIDAD, EL PUNTO DE FUSIÓN, EL PUNTO DE

EBULLICION, EL COEFICIENTE DE SOLUBILIDAD, EL INDICE DE

REFRACCION, EL MODULO DE YOUNG Y LAS PROPIEDADES

ORGANOLEPTICAS

PROP. QUÍMICAS;  COMPORTAMIENTO DE LAS SUSTANCIAS AL

COMBINARSE CON OTRAS, Y LOS CAMBIOS CON SU ESTRUCTURA ÍNTIMA

COMO CONSECUENCIA DE LOS EFECTOS DE DIFERENTES CLASES DE

ENERGÍA

CORROSIÓN Material : es un elemento que puede transformarse y agruparse en un conjunto.

Los elementos del conjunto pueden tener naturaleza real (tangibles), naturaleza virtual o ser totalmente abstractos.La palabra material adquiere diferentes significados según el contexto en el que se encuentre: En economía ,  En ciencia de la materia o masa, en ingeniería un material es una sustancia  con alguna propiedad útil, sea mecánica, eléctrica, óptica, térmica o magnética, etc.

CORROSIÓNCLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES POR SUS PROPIEDADES

MATERIALES

PROPIEDADES QUIMICAS

OXIDACION

INFLAMABILID

AD

CORROSION

REACTIVIDAD

PROPIEDADES FISICAS

PROP. OPTICAS

PROP. ACUSTICAS

PROP. TERM ICAS

PROP. MECANICAS

PROP. ESTETICAS.

PROP.

ECONOMICAS.

OPACOS

TRANSPARENTE

S

TRANSLUCIDOS

COHESION,

PLASTICIDAD,

MALEABILIDAD,

DUREZA, RESISTENCIA,

DUCTILIDAD,

ELASTICIDAD,

HOGROSCOPICIDAD,

HENDIBILIDAD,

CORROSIÓNCLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Metales:• Elevada conductividad calorífica y eléctrica• Un brillo característico llamado brillo metálico en su superficie (por lo menos recién cortada)• Elasticidad y resistencia a la ruptura.

Entre los compuestos metálicos se encuentran también las aleaciones (metal compuesto por más de un elemento), estas incluyen:• Aceros o aleaciones basadas en hierro• Aleaciones de aluminio, magnesio, titanio, níquel, cinc y de cobre• Aleaciones de cobre: latones Cu-Zn, bronces Cu-Sn

CORROSIÓNCLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES Cerámicas y Vidrios• Las cerámicas tienen una estructura cristalina• Los átomos están agrupados de forma regular

y repetitiva, en contraposición un material cerámico con estructura no cristalina se conoce como vidrio.

• La composición de los vidrios es químicamente igual a la de las cerámicas cristalinas pero sus átomos están agrupados de manera aleatoria formando conjuntos irregulares.

• Los vidrios poseen propiedades como la capacidad de transmitir la luz (visible, ultravioleta e infrarroja) así como su inercia química.

CORROSIÓNCLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Materiales Poliméricos:Los polímeros o macromoléculas están constituidos por una unidad repetitiva conocida como monómero.

Los polímeros poseen la propiedad de la ductilidad, baja densidad y bajo costo. En comparación con los metales poseen menos resistencia y menor punto de fusión.

Respecto a las cerámicas y vidrios, presentan mayor reactividad química. Avances tecnológicos proporcionan materiales poliméricos para fabricar carrocerías automotrices.

CORROSIÓNCLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Materiales compuestos:Representan un conjunto de materiales fabricados por la combinación de los tres tipos de materiales recientemente citados.

Un ejemplo es el plástico reforzado con fibras de vidrio, este material compuesto por fibras de vidrio embebidas en una matriz polimérica presenta lo mejor de las propiedades de los materiales individuales que lo conforman. Posee la resistencia del vidrio aunada a la ductilidad del plástico.

CORROSIÓN

Elasticidad: propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

Plasticidad: propiedad mecánica que tiene un material para deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su limite elástico.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MATERIALES

CORROSIÓN

Resistencia a la fluencia: es la fuerza que se le aplica a un material para deformarlo sin que recupere su antigua forma al parar de ejercerla.

Resistencia a la tracción o resistencia última: indica la fuerza de máxima que se le puede aplicar a un material antes de que se rompa.

Resistencia a la torsión: fuerza torsora máxima que soporta un material antes de romperse.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MATERIALES

CORROSIÓN

Resistencia a la fatiga: deformación de un material que puede llegar a la ruptura al aplicarle una determinada fuerza repetidas veces.

Dureza: la dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie.

Fragilidad : la fragilidad intuitivamente se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MATERIALES

CORROSIÓN

Tenacidad: la tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse. Resiliencia o resistencia al choque: es la energía que absorbe un cuerpo antes de fracturarse.

Ductilidad: la ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MATERIALES

CORROSIÓN

Maleabilidad: la maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa.

Maquinabilidad: la maquinabilidad es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de virutas.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MATERIALES

CORROSIÓN

Colabilidad: capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas a partir de un molde.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MATERIALES

CORROSIÓNLos Materiales Metálicos son metales transformados mediante procesos físicos y/o químicos, que son utilizados para fabricar productos.

La estructura cristalina de los materiales es la forma solida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio.

CORROSIÓN

CORROSIÓNPROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MATERIALES

Cúbica Centrada en el Interior (CCI)

Cúbica Centrada en las Caras (CCC)

Hexagonal Compacta (HC)

CORROSIÓNFUNDAMENTOS

METALURGICOSLa metalurgia es la técnica de la obtención y tratamiento de los metales a partir de minerales metálicos. También estudia la producción de aleaciones, el control de calidad de los procesos.

Esta rama aprovecha la ciencia, la tecnología y el arte de obtener metales y minerales industriales, partiendo de sus menas, de una manera eficiente, económica y con resguardo del ambiente, a fin de adaptar dichos recursos en beneficio del desarrollo y bienestar de la humanidad.

CORROSIÓNFUNDAMENTOS

METALURGICOSEn la metalurgia extractiva dependiendo el producto que se quiera obtener, se realizarán distintos métodos de tratamiento.

Objetivos de la metalurgia extractiva Utilizar procesos y operaciones simples. Alcanzar la mayor eficiencia posible. Obtener altas recuperaciones (especie de

valor en productos de máxima pureza). No causar daño al medio ambiente.

CORROSIÓNFUNDAMENTOS

METALURGICOSEtapas de la metalurgia extractiva Transporte y almacenamiento. Conminución. Clasificación. Separación del metal de la ganga. Purificación y refinación.

CORROSIÓNFUNDAMENTOS METALURGICOS

PROCESOS METALÚRGICOS

Los procesos metalúrgicos comprenden las siguientes fases:

- Obtención del metal a partir del mineral que lo contiene en estado natural, separándolo de la  ganga- El afinado, enriquecimiento o purificación: eliminación de las impurezas que quedan en el metal- Elaboración de aleaciones- Otros tratamientos del metal para facilitar su uso.

CORROSIÓNFUNDAMENTOS METALURGICOS

PROCESOS METALÚRGICOS

Operaciones básicas de obtención de metales:

- Operaciones físicas: triturado, molido, filtrado (a presión o al vacío), centrifugado, decantado, flotación, disolución, destilación, secado, precipitación física.

- Operaciones químicas: tostación, oxidación, reducción, hidrometalurgia, electrólisis, hidrólisis, lixiviación mediante reacciones ácido-base, precipitación química, electrodeposición y cianuración.

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

Prueba de tensión (diagramas de esfuerzo-deformación)

De esta prueba de tensión (de tracción) se puede obtener considerable información acerca de las propiedades de un material. Las probetas generalmente son cilíndricas para materiales voluminosos y rectangulares para materiales laminados cuya relación anchura/espesor es relativamente grande.

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

Pruebas de durezaLa dureza de un material es una propiedad importante para muchas aplicaciones y puede ser definida como la resistencia de un material a ser penetrado o su resistencia a ser rayado o desgastado.

Prueba Brinell de durezaLa prueba Brinell de dureza consiste en aplicar una fuerza P a un balín de acero templado de diámetro D, para que presione en una parte plana del material sujeto a prueba. 

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

Prueba de dureza Brinell

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

Prueba Vickers de durezaUna pirámide de diamante (ángulo de 136º) de base cuadrada se usa como penetrador en la prueba Vickers de dureza, y la dureza se define como la carga dividida entre el área de contacto:

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

Prueba Rockwell de durezaEn la prueba Rockwell el penetrador es un cono de diamante (C) con un ángulo comprendido de 120º o un balín de acero (B) con un diámetro do 1/16 de plg. La dureza Rockwell se identifica por las letras HRC cuando se usa el cono de diamante.  El numero HRC se determina a partir de la expresión 

HRC = 100 – e

Donde e se mide en múltiplos de 0.002 mm. La prueba Rockwell es práctica para una inspección rutinaria rápida y confiable.

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

Prueba Rockwell de dureza

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

ENSAYO DE IMPACTO (Charpy V)El péndulo de Charpy es un dispositivo a modo de péndulo ideado por Georges Charpy. Se utiliza en ensayos para determinar la tenacidad de un material. Son ensayos de impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3 puntos. . La energía absorbida en el impacto por la probeta usualmente se calcula como la diferencia de alturas inicial y final del péndulo

La fórmula de cálculo para la energía de impacto: 

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

Donde:τ es la energía empleada en la rotura en JoulesP es la masa del péndulo en Kgg es la gravedad (9,8 m/s²)h es la altura inicial del pénduloh' es la altura final del péndulol es la longitud del péndulo en metrosα y β son los ángulos que forma el péndulo con la vertical antes y después de soltarlo, respectivamente.

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

 A La cinética de la carga aplicada en

el tiempo 

B

Tipo de tensiones engendradas en la pieza, como consecuencia de la aplicación de la carga. Entre ellas: Axiales originadas por tracción o compresión. Axiales originadas por flexiones. Cortantes causadas por torsión. Combinadas.

 

C

Tipo de trabajo característico del conjunto de la pieza en la máquina. Entre ellos: Tracción. Flexión plana. Flexión rotativa. Torsión.

ENSAYO DE FATIGA

Este ensayo tiene por objetivo analizar las características resistentes de los materiales cuando trabajan en las condiciones de fatiga prescritas. Entre los parámetros fundamentales ante la fatiga de los materiales están:

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

ENSAYO DE FLUENCIASe define que un material trabaja a fluencia, comportamiento viscoelástico, cuando experimenta alargamientos crecientes en función del tiempo, aún para cargas aplicadas constantes.

Los ensayos de fluencia se realizan para analizar las características resistentes de los materiales en las condiciones que muestran un comportamiento viscoelástico. El comportamiento viscoelástico es característico de materiales plásticos a temperatura, incluida la ambiente; y también materiales metálicos en ciertos rangos de temperaturas.

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

Equipo de fluencia y Esquema del ensayo de fluencia

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

El examen estructural de los materiales y aleaciones por vía microscópica es una de las armas principales que posee el metalurgista, ya sea en investigación científica como en el control de la calidad de los materiales, teniendo en cuenta la conocida relación estructura – propiedades. Se mencionan microscopio electrónico y el de emisión, el microscopio metalográfico óptico no ha sido desplazado en modo alguno y conjuntamente con los medios indicados y los Rayos X, puede dar un panorama bastante completo del estado estructural o constituyentes metalográficos del metal o aleación en estudio.

CORROSIÓNMÉTODO DE PREPARACIÓN:- SELECCIÓN Y EXTRACCIÓN- MONTAJE (EN CASO DE SER NECESARIO):

En calienteEn frioImpregnación al vacío

- PREPARACIÓN MECÁNICAEsmerilado grueso: grano grueso (80 - 320), discos o

papeles abrasivos al agua. Esmerilado fino - Pulido final: papeles (400 a 1200) o

diamante en pasta desde 3 a 0,25 micrones- PULIDO MECANICO

Con diamante: (paños), utilizar lubricante (etilenglicol)Con óxidos (SiO, Al2O3, MgO)

- ATAQUE QUÍMICO (NORMAS ASTM E 304 (macroataque) y E 407 (microataque))

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

CORROSIÓNMETODOS ESTANDARIZADOS DE PRUEBAS

EXÁMEN METALOGRÁFICO

CORROSION

TERMODINAMICA

METALURGIA

(MATERIALES Y METALES)

CINETICA

ELECTROQUIMICA

PARA ESTUDIAR PORQUE OCURRE LA CORROSION SE REQUIERE: