2 Factores de Corrosion

7/25/2019 2 Factores de Corrosion

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1.2.- Factores quepropician la

Corrosin

M. En C. Jos Antonio Gonzlez MorenoEnero del 2016

Ensayos Destructivos


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Introduccin:

En esta presentacin, se estudiarn los factoresbsicos que generan o inician la corrosin, con elfin de detectarlos a tiempo y poder minimizar losefectos de la corrosin en materiales y estructurasmetlicas.

Tambin se analizan una serie de soluciones paraalgunos tipos de corrosin que pueden aplicarsecon el propsito de controlar dichos fenmenos.

Finalmente se presentan las Conclusiones, lasReferencias bibliogrficas consultadas y laspreguntas de repaso para los estudiantes.


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Antecedentes:

-La corrosin de los metales y sus factores,probablemente se analizaron en la era temprana delacero (1200 al 500 A.C.), cuando el hombre comenza observar que los nuevos instrumentos fabricados eneste metal, despus de un cierto tiempo se volvan

quebradizos e inestables.-Otra teora de corrosin surgi alrededor del ao1900 como consecuencia del hallazgo del perxidode hidrgeno durante la corrosin de muchos

metales, dando lugar a la idea de que aquel actacomo intermediario en el proceso del mismo.-Ahora se sabe que el perxido de hidrgeno seforma cuando hay exceso de oxgeno en el ctodo.


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Contexto General:

-Cuando se habla de corrosin, es usual referirse alproceso del ataque qumico sobre los metales.-stos son susceptibles a este ataque debido a quetienen electrones libres y pueden establecer celdaselectroqumicas dentro de su estructura.

-La mayora de los metales son corrodos hasta ciertogrado por el agua y la atmsfera.-Los metales tambin pueden ser corrodos por elataque qumico directo de las soluciones qumicas e

inclusive de metales lquidos.


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Energa de Oxidacin:

La tendencia de muchos materiales a reaccionarcon el oxgeno es en base a la energa necesariapara que se produzca la reaccin:

MaterialdelxidoEnergaOxgenoMaterial

Si esta energa es positiva, elmaterial es estable y si esnegativa, el material esinestable y se oxidar.


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Energas de Formacin de xido o

Energa de Oxidacin a 273 K enKJ/mol de O2


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Medidas paraevitar la Corrosin:

1. Disminuyendo la velocidad de un fluido corrosivose reduce la corrosin por erosin. Sin embargo,para metales y aleaciones que se pasivan, es msimportante evitar las disoluciones estancadas.

2. Eliminando el oxigeno de las soluciones acuosasreduce la corrosin especialmente en las calderasde agua.

3. La reduccin de la concentracin de iones

corrosivos en una solucin que esta provocandocorrosin en un metal puede hacer que disminuyala velocidad de corrosin, se utiliza principalmenteen aceros inoxidables.


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Factores que Influyenen la Corrosin:

Los siguientes factores son los ms generales que seconsideran para que un material comience aoxidarse, se tiene que son:

1) Potencial Elctrico de los Metales (E vs SHE).2) Formacin de Pelculas y Biopelculas (Biofilms).3) Temperatura (T).4) Velocidad de Corrosin (Corr).

5) Agentes Oxidantes (Ox)6) pH del medio ambiente (Alcalino -OH u cido -H).


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Mecanismo deCorrosin:

Explicar de manera asertivael mecanismo de corrosin,no es sencillo ymatemticamente es

complejo porque involucraconceptos como1) Potencial Elctrico (Ev)2) Densidad (),

3) Viscosidad (Cinemtica, ,y Dinmica, ),

4) Difusividad()y5) Tortuosidad ().


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1) Potencial Elctricodel Metal (Ev):

1. Cuando dos metales estn en contacto a travsde un lquido se produce una corrosin galvnicao electroltica.

2. El grado de corrosin depende

fundamentalmente de la diferencia de potencialelctrico existente entre los dos metales encontacto.

3. Cuanto ms bajo (negativo) sea el potencial de

un metal, ms fcil resultar corrodo; del mismomodo cuando mayor sea la diferencia depotencial entre los dos metales en contacto,tanto mayor ser la corrosin galvnicaproducida entre ambos, siempre en perjuicio delde menor potencial.


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Tabla de Potenciales:


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2) Densidad ():

1. La Densidad se define como la relacin de masade un objeto, entre su volumen, es decir:2. Entre mayor densidad tenga un metal, ms

pesado ser, entre menos densidad tenga un

metal, ms ligero y moldeable ser. Adems esinversamente proporcional a la Temperatura.3. La mayora de los metales activos, poseen

densidades entre 0.7 a 7.9 g/mL, mientras que lamayora de los metales pasivos, oscilan entre los7 a los 20 g/mL.

4. La densidad de referencia es la del agua a 4Cque tiene un valor de 1.000 g/mL. Objetos con mayor a la del agua, se unden en ella y menores

a 1, flotan.

V

m


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2) Densidad ():


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3) Viscosidad Dinmica () y

Cinemtica ():1. La viscosidad se define como la fuerza defriccin de un fluido a fluir y depende de laTemperatura, es inversamente proporcional.

2. La Viscosidad dinmica (), se define como lavelocidad con la cual un fluido fluye al serderramado.

3. La Viscosidad cinemtica (), se define como la

velocidad con la cual se expande un fluido al serderramado.4. Las unidades de, son los centi-Poise (cP) que se

derivan de los Poise = g/cm*s. Mientras que lasunidades de , son los centi-Stokes (cSt).

5. La puede ser calculada como =/


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3) Viscosidad Dinmica () y

Cinemtica ():


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4) Difusividad () :1. La Difusividad (), se define como la expansin

de la Concentracin de un medio a otro ya seaslido, lquido o gas y depende de la

Temperatura, es directamente proporcional.2. El Coeficiente de Difusividad (), tiene lasunidades de m2/s y resulta complejo su clculo,pero involucra la concentracin final y la inicial.

3. La Difusividad(), es la causante de que existanintercambios de humedad de un lugar a otro pormedio de la porosidad.

4. La Difusividad(),se utiliza para calcular los Fluxde masa o los intercambios de masa.


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4) Difusividad (AB) :


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5) Tortuosidad ():1. La Tortuosidad (), se define como la relacin

que existe entre un camino recto y uno sinuoso ocatico que tiene que atravesar una partcula y

depende del factor tiempo, as como tambin dela temperatura para materiales que se dilatan,facilitarn el recorrido.

2. Tortuosidad (), no tiene unidades, por lo que semaneja en porcentaje y resulta complejo suclculo, pues involucra anlisis microscpico ytrazadores de concentracin.

3. La Tortuosidad (), es la causante de que existatransporte de aire y humedad por medio de la

porosidad.


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5) Tortuosidad (), Continuacin:


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Temperatura:La corrosin tiende a aumentar al elevar la

temperatura ya que sta posee efectossecundarios mediante su influencia en la

solubilidad del aire, que es la sustancia mscomn que influye en la corrosin.


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Velocidad:Un aumento en la velocidad del movimientorelativo entre una solucin corrosiva y una

superficie metlica tiende a acelerar la corrosin,ocasionando que las sustancias oxidantes

(oxigeno), lleguen a la superficie y a la mayorrapidez con que los productos de la corrosinmisma, se retiran.


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Agentes Oxidantes:Los agentes oxidantes que aceleran la corrosin de

algunos materiales pueden retrasar la corrosin deotras, mediante la formacin en sus superficies dexidos o capas de oxigeno absorbidos que los hacen

mas resistentes a los ataques qumicos.Algunos agentes oxidantes enrgicos son:

Agua Oxigenda

Nitritos y Nitratos

Percarbonatos

Boratos

cido Ntrico y Permanganatos


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pH del Medio Ambiente:La velocidad de corrosin de la gran parte de los metales

es afectada por el pH.

En metales solubles en cido como el hierro, el nivel de pHmedio (aprox. 4 a 10) controla la velocidad de corrosin y

sta a su vez controla la velocidad de transporte deloxidante (generalmente oxigeno disuelto) a la superficiemetlica.

A temperaturas altas, la velocidad de corrosin aumenta

con el incremento de la basicidad.


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Otros Factores:Existen otros factores adems de los antes mencionadosque en s estn contenidos en los antes expuestos.

Aire y humedad (El aire seco es poco agresivo).

AguaAgua saladaAtmsfera rural (CO2, O2, CO, H2S)Atmsfera urbana (CO2, O2, SO2, NO2)

Atmsfera industrial (CO2, SO2, NO2, Cl2, F2)

Vapor (H2O a una temperatura entre 200 a 400 C)

Otros gases (Como los CFC, NH3, cidos Orgnicos, etc.)


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Otros Factores Fsicos:Presencia de poros, grietas, esfuerzos internos, estadosuperficial, elementos aleantes para los diferentes tipos deacero.

Composicin y naturaleza de los iones atmosfricos,

concentracin de partculas activas, frecuencia derenovacin del electrolito, lluvia, radiacin solar, humedadrelativa.


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Medidas bsicas paraevitar la corrosin:

1. Para evitar lo anterior, las estructuras metlicas debende ser protegidas ya sea con pinturas que contenganplomo, recubrirse con polmeros plsticos o darles undepsito electroqumico con otros metales como el zinc.

2. Las condiciones ambientales son muy importantes parael control de corrosin. Bajando la temperatura seconsigue disminuir la velocidad de reaccin, por tantose disminuye el riesgo de corrosin.


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Soluciones prcticas para corrosin Galvnica:


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Propuesta de Solucin para laCorrosin por Hendidura:


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Metales resistentes a laCorrosin por Hendidura:


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Prevencin de la Corrosinpor Erosin:


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Prevencin de la Erosin porseparacin de fases:

Velocidades de Corrosin de


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Velocidades de Corrosin deacuerdo a tasas de velocidad

de Agua marina:


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Efectos de la Velocidad deagua de mar en diferentes

Materiales:


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Ambientes agresivos:


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Proteccin Catdica con nodos de Sacrificio:
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4e/Sacrificial_anode.jpghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/Galvanic-anodes_hg.jpg


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http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/GIC_cathodic_protec.jpg


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Proteccin catdica :


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Proteccin Andica :


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Conclusiones:La corrosin es un fenmeno de la naturaleza que No se

puede evitar, tan solo controlar. Las opciones de ayudapara minimizar el problema pueden variar de un medioa otro, por lo que se debe de tomar en cuenta todos losfactores ambientales posibles que puedan alterar la

estructura del material.Es necesario tomar en cuenta que No solo se va a tener un

tipo de corrosin, siempre se tiene una mezcla deellos, por lo que se tendrn que proponer varias

soluciones para varios problemas e ir controlandovarios al mismo tiempo.

Finalmente las opciones de anodizado y catodizado, anfalta perfeccionarlas para que sean efectivas.

R f i


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ReferenciasBibliogrficas:

1. S. A. Captulo II.- Antecedentes histricos de losmetales (mayo del 2004). Consultado el 11 demayo del 2015 de:http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documento

s/lim/villela_e_ij/capitulo2.pdf2. S. A. Corrosin, Historia (mayo del 2008).

Consultado el 11 de mayo del 2015 de:http://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Ser

vicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosin.pdf

Preguntas de
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/villela_e_ij/capitulo2.pdfhttp://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/villela_e_ij/capitulo2.pdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%E3%AE%AEpdfhttp://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPOSITORIO%2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Preguntas deRepaso:

1.- Definir con palabras propias lo que es la Energa deOxidacin.

R = Es la energa que emplea un metal cuando secombina con el oxgeno del medio para formar un

xido metlico.2.- Si la energa de activacin es Positiva, significa que

el material es:

R = Estable.

3.- Si se disminuye la velocidad de un fluidocorrosivo, entonces se minimizar Qu tipo deCorrosin?

R = La corrosin por Erosin.

Preguntas de


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Preguntas deRepaso:

4.- Definir con palabras propias lo que es Pasivar unmaterial, en especfico un metal.

R = Es formar una pelcula protectora sobre un metalcon la misma sustancia corrosiva con que se va a

poner en contacto.5.- En qu unidades se mide la Tortuosidad?:

R = Es adimensional, se maneja porcentaje.

6.- Cules son los tipos de Viscosidad que existen y

en que unidades se mide cada una?R = Slo hay Viscosidad Dinmica (se mide en centi-

Poise) y la Viscosidad Cinemtica (se mide encenti-Stokes).


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GRACIAS PORSU ATENCIN

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