Corrosion Ingenieria

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aqu se encontraran todos los tipos de corrosin, ademas de explicacin qumica y fsica.

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  • CORROSIN

    Fundamento caractersticas segn tipos y diagramas asociados; y Tcnicas de proteccin

    1

  • Corrosin MEDIO MECANISMO

    MATERIALES

    Econmico

    Acero Cu Zn Al Hormign Cemento Otros.

  • La seleccin de un material depende de diversos factores incluyendo su resistencia a la corrosin.

    FUNDAMENTOS

  • PORQU EXISTE LA CORROSIN?

    La corrosin puede ser definida como la

    destruccin y deterioro de un material por

    efecto de reacciones del medio ambiente.

    Mina

    Molienda

    Reduccin

    Refinacin

    Fundicin

    Laminado

    Conformado

    Placa

    Carrocera de

    automvil

    (atmsfera)

    Tubera sumergida

    (suelo y agua)

    Mineral

    de hierro

    Tube

    ra

    Orn

    (xido hidratado de

    hierro)

  • IMPACTO DE LA CORROSIN

    Plantas industriales U$500 mil /anuales pintado de acero.

    Per se cifran alrededor del 8 % de PNB.

    La OEA(Programa Regional Desarrollo Cientfico y Tecnolgico) los perjuicios causados por la corrosin equivalen del 1.5 al 3.5% del Producto Nacional Bruto en numerosos pases.

    5

  • PERDIDAS DIRECTAS E INDIRECTAS

    Directas: Reparaciones y sustituciones de equipos deteriorados.

    Ejemplo: Uso de materiales ms resistentes a la corrosin y el sobredimensionamiento de piezas en previsin de la prdida de espesor.

    6

    INDIRECTAS: Derivadas a los fallos debidos a la corrosin, como la falta de produccin por paradas no planificadas o las responsabilidades por daos en accidentes.

  • MICROBIOLOGICA

    Se estima que el 20-30 % de los casos de corrosin son causados por microorganismos.

    Las prdidas econmicas han sido calculadas en 60 billones de dlares /ao, solo en EEUU.

    La corrosin influenciada microbiolgicamente de caeras y equipamientos es afectada por factores biolgicos, qumicos, metalrgicos y operacionales.

    La biocorrosin de las superficies metlicas ( MIC) es causada por procesos biolgicos y electroqumicos que ocurren en la superficie de los metales mediante la participacin de microorganismos adheridos a las superficies de los metales a travs de formaciones denominadas biofilms. 7

  • COMO ABORDAR EL PROBLEMA?

    Conocer los principios bsicos del fenmeno. Acuoso, electroqumico, Termodinmico, Cintico. Cmo la medimos? Curvas potenciostaticas, Ecorr., Icorr Mdd= miligramo*decimetro2 dia. Mpy= mm*ao LEY DE FARADAY, etc.

    Con que lo medimos? Ampermetros/volmetros. Electrodos de referencia: H, Plata/cloruro plata. Cu,

    Zn , calomel. MEDIO Terreno, Agua , ambiente.

  • Y AHORA?

    Como luchar contra la corrosin?

    Cortar el contacto elctrico

    Modificar el Electrolito.

    Barrera (recubrimiento, pintura, metalizado, galvanizado)

    Buscar otra victima( corriente impresa, nodo sacrificio)

    Otros

  • MECANISMO BASICO DE LA

    CORROSION

    Anodo

    Ctodo

    222

    2

    HeH

    eFeFe

  • ALGUNOS EJEMPLOS

  • 15

    CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE CORROSIN

    El

    Medio

    FORMA

    El

    Ambiente

  • 16

    CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE CORROSIN

    Segn

    El

    medio

    Corrosin Qumica

    Corrosin Electroqumica

  • 17

    SEGN EL MEDIO

    Corrosin qumica

    Medio de transporte no inico

  • 18

    SEGN EL MEDIO

    Corrosin qumica: Se presenta en todos aquellos casos en que el metal reacciona con un medio no-inico.

    Ejemplo: Oxidacin en aire a altas temperaturas (Corrosin seca).Horno de TT

  • 19

    SEGN EL MEDIO

    Corrosin electroqumica

    Medio de transporte inico

  • 20

    SEGN EL MEDIO

    Corrosin electroqumica: implica la existencia de un electrolito.

    Ejemplo : Aceros de muelles sumergidos en agua de mar.(corrosin hmeda). Interaccin Inica.

  • Breve definicin

    ELECTROQUMICA , es aquella parte De la qumica que estudia todos los Fenmenos y consecuencias de la

    Interaccin entre partculas o superficies Cargadas elctricamente

    Todos los procesos de Corrosin Son de naturaleza REDOX

  • REACCIONES ELECTROQUIMICAS

  • Es la reaccin parcial en el que un tomo, ion o

    molcula, pierde electrones.

    OXIDACION

    eFeFe 2

    Es reductor la sustancia que cede electrones.

  • REDUCCION Es la reaccin parcial en que un tomo, un ion,

    o una molcula gana electrones

    )(222

    122

    OHeOHO

    Es oxidante la sustancia que acepta electrones

  • REACCIONES QUIMICAS Y ELECTROQUIMICAS

    DE CORROSION

    REACCIONES QUIMICAS

    Ejemplo de reacciones qumicas, en ellas participan, molculas, iones.

    )(2

    )(32)(2)(2

    )(2

    )(2

    )(2)(2)(2

    2

    )()(2

    2

    g

    o

    aqlg

    S

    l

    ggg

    HFeHFe

    COHOHCO

    OHFeOHFe

    OHHOH

    OHOH

  • En toda reaccin qumica la relacin entre las

    concentraciones de los reactantes y los

    productos en equilibrio es constante

    3

    2

    22

    4 5458 FeOHMnFeHMnO

    La constante de equilibrio ser:

    a temperatura constante.

    5284

    532

    FeHMnO

    FeMnK

  • CONDICIONES DE EQUILIBRIO QUIMICO

    El cambio de energa libre de una reaccin

    qumica viene dada por la siguiente ecuacin.

    KRTGG O ln

    Go = Energa libre a 1 atm. y 25C R= 2 cal = 1,9872 cal

    T= 273 + 25C

    Para la reaccin anterior

    528

    4

    532

    lnFeHMnO

    FeMnRTGG O

  • CONDICIONES DE EQUILIBRIO ELECTROQUIMICO

    La factibilidad de que una reaccin electroqumica

    ocurra viene dado por la relacin:

    nFEG ii

    La energa libre mide la tendencia a realizarse la

    reaccin qumica, pues cuando mayor sea su

    energa libre, mayor ser dicha tendencia.

  • En las siguientes reacciones de oxidacin

    tenemos:

    caloriasGOHAuOOHAu

    caloriasGOHFeOOHFe

    caloriasGOHMgOOHMg

    700.15)(2

    3

    2

    3

    630.66)(

    630.150)(

    32

    22

    22

  • La tendencia a la oxidacin del Mg y del Fe es bastante

    elevada, pero cuando la energa libre del proceso de

    oxidacin es muy baja como ocurre en el Au, para el

    cual G es incluso positiva, puede asegurarse que no

    tendr lugar la reaccin. Cuando mayor sea la energa

    libre , mayor ser la tendencia a la oxidacin.

    En nuestro caso la tendencia a la oxidacin de un

    metal puede expresarse tambin en funcin de la

    fuerza electromotriz de una pila de corrosin. Puesto

    que la energa elctrica viene expresada en Julios

    (Voltios*Coulombios) la energa libre del proceso ser:

  • nFEG

    Donde: n= nmero de electrones que se transfieren F= constante de Faraday =96500 (Coulomb/eq. gramo) F= 23063 (Cal/volt eq. gramo) E= Potencial del electrodo en el sistema electroqumico

    Luego cuando mayor es la f.e.m. mayor ser la

    tendencia a realizarse la reaccin que tiene lugar en la

    pila

  • DEDUCCIN DE LA LEY DE NERNST

    Comparando las reacciones

    KnF

    RT

    KnF

    RT

    nF

    G

    nF

    G

    nFKRTGG

    nFEG

    o

    O

    O

    ln3,2

    ln3,2

    :/ln3,2

    R= 8,314 Julios/mol C

    F= 96500 Coulomb/ equivalente

    T=298C

  • Kn

    o ln0592,0

    lmolductor

    lmoloxidanteo

    /)(Re

    /)(ln

    2

    0592,0

    [Ox.] y [Red.] = mol/l de los cuerpos que intervienen en

    el equilibrio de los miembros de la igualdad qumica

  • eZnZn 2

    lmolZnlmolZn

    lmolZno

    /log/

    /log

    La ecuacin de Nerst nos dice a T constante, el

    potencial electrnico depende del log de la

    concentracin inica (actividad inica de la solucin)

    o= es el potencial que toma el metal cuando se haya sumergido en una disolucin normal de sus iones (K=0)

  • PILA DE DANIELL

    La fem de una pila es la suma algebraica de los potenciales particulares de

    dos electrodos o semi-elementos. Un alambre de cobre sumergido en una

    disolucin de sulfato de cobre constituye un semi-elemento, otro de Zn

    sumergido en una disolucin formar un electrodo de Zn.

    Las reacciones que tienen lugar son:

    y los potenciales particulares de cada electrodo tendrn por

    expresin:

    eCuCu

    eZnZn

    2

    2

    CuCuoCu

    ZnZnoZn

    CF

    RTEE

    CF

    RTEE

    ln2

    ln2

  • PILA DE DANIELL

  • Las expresiones anteriores se transforman en las siguientes multiplicando por un factor 2,303 y sustituyendo el valor de las constantes RT/F. (T=298,2C ; R=8,314 J/molC y F=96500 C/equiv)

    ZnZn

    CuCu

    CE

    CE

    ln2

    059,0763,0

    ln2

    059,0337,0

  • La reaccin total que tiene lugar en la pila de

    Daniell es la siguiente:

    y la expresin de la f.e.m. creada es la suma

    algebraica de ambas expresiones

    ZnCuCuZn

    VoltC

    CE

    Cu

    Zn

    log029,010,1

  • Cuando las actividades de ambos iones sean iguales

    la f.e.m. vale 1,10 [volt]

    Como la pila funciona espontneamente segn la

    reaccin:

    la corriente elctrica que se engendra pasar del Cu

    (polo +) al Zn (polo-).

    ZnCu

    ZnCuCuZn

  • ELECTRODOS DE REFERENCIA

    Para la medida del potencial particular de un

    electrodo en una clula electroltica, se hace uso de