Corrosin por inmersin de una probeta de acero al carbn en solucin de cloruro de sodio 6% Ramrez Naranjo Guillermo LenPrograma de Ingeniera Qumica, Universidad de Antioquia, Calle 67 No 53-108, Medelln-Colombia._____________________________________________________________________________________

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IntroduccinLas pruebas de corrosin se requieren cuando no existe informacin especfica y suficiente acerca del tipo y magnitud del ataque de un ambiente corrosivo sobre determinado material, se efectan con uno o varios de los siguientes objetivos: Determinar la velocidad de ataque corrosivo. Estudiar mecanismos de corrosin y factores que aceleran o retardan el ataque. Seleccionar de manera tcnica y econmica los mejores materiales para un medio o proceso. Desarrollar nuevos materiales. Controlar la calidad de productos metalmecnicos y metalrgicos.Pruebas de laboratorio Se simula el ambiente corrosivo mediante pruebas aceleradas que indican de manera aproximada el comportamiento que el material pueda tener cuando est sometido a condiciones reales de trabajo. Estas pruebas se deben realizar aunque se disponga de los resultados de laboratorio de los proveedores, antes de realizar una inversin o arriesgar la seguridad en la planta.Son comunes las siguientes: Inmersin: total, parcial o intermitente en la solucin de prueba con o sin aireacin y a temperatura controlada. Chorro de sal: se utiliza una solucin acuosa de cloruro de sodio al 20% y a 95F. Se mide el tiempo para penetrar un espesor determinado. Aplicacin de esfuerzos: continuos o cclicos para estudio de corrosin bajo tensin y corrosin por fatiga. Accin qumica bajo condiciones extremas: en lo posible debe usar la solucin grado comercial. Ataque con agua regia: mezcla de H2SO4 y HNO3. Grabado con Nital: HNO3 en etanol.ProbetaPara las prueba a realizarse se utilizara una probeta con forma de paralelogramo, la cual ha sido recortada de una lmina de acero al carbn, la superficie se ha limpiado.

Figura 1.apariencia inicial de la probetaPruebas de laboratorio. Composicin de la solucin de prueba: Esta corresponde a 6% (p/p) solucin de cloruro de sodio en agua. Aireacin de la solucin: en el presente trabajo no se aireara la probeta ni se expondr a chorros de aire. Velocidad de la solucin: la nica velocidad se dar por efectos de la conveccin debido a gradientes trmicos o de concentracin. Temperatura: la prueba se realizara a temperatura ambiente, la cual se asume con el valor de 25C. Volumen solucin: el volumen de la solucin corresponde a 47mL. Limpieza: las probetas se limpiaran con agua. Medicin de muestras: La medicin de muestras se realizaran los das lunes, mircoles y viernes, se medirn sus dimensiones y su peso. Soporte probeta: En la presente prueba no se utiliz soporte.

Modelos de clculo velocidad de corrosin.

(ec1)

Donde: W =peso, mg. S = rea superficial, decmetros cuadrados. t = tiempo, en da. (ec2)Donde: W = peso, mg. S = rea superficial, pulg2. t = horas de exposicin, hr. = densidad, g/cm3. v = velocidad de corrosin.La anterior ecuacin se puede utilizar asumiendo que no hay corrosin interna ni localizada o que esta ltima se calcula de manera separada.ResultadosLos resultados se encuentran registrados en la tabla 1 y tabla 2.

Tabla 1. Velocidad de corrosin acumuladavelocidad corrosin acumulada

mdd0,001666667

mpy22,05786541

Tabla 2. Mediciones registradas y velocidades de corrosin.Dimensiones (mm)Peso (g)t (da)g perdidomddmpy

36,6032,003,7039,580---

36,6032,003,7039,5720,010,0052,7572332

36,6032,003,7039,3040,280,067537,222648

36,6032,003,7039,5670,02-0,037143-20,4823

36,6032,003,7039,5690,0200

36,6032,003,7039,55170,030,00058820,3243804

36,6032,003,7039,55190,0300

36,6032,003,7039,54240,040,00041670,2297694

Figura 2. Evolucin del ataque en la superficie, A (da 0), B (da 2), C (da 4), D (da 7), E (da 9), F (da17), G (da 19), H (da 24).

Figura 3 Saturacin del medio de prueba, A (da 2), B (da 4), C (da 7), D (da 9), E (da 17), F (da19), G (da 24).

Figura 4 Prdida de masa vs da

Anlisis de resultadosComo puede apreciarse en la figura 2. No se percibe cambio en la apariencia durante las primeras 48 horas, pero en las 96 horas podemos observar como la superficie pierde lustre y se comienza a tornar opaca, en las 168 horas la superficie se ha tornado opaca, se observa que el material se corroe en forma uniforme en toda el rea expuesta, no observa corrosin por picadura, de las figuras 2,3 se puede observar que el xido formado no se deposita sobre la superficie de la probeta, por el contrario, se asienta por lo que podramos deducir que se presenta corrosin hmeda y uniforme en la probeta inmersa en la solucin de cloruro de sodio 6%. De la tabla 2 se puede inferir que la velocidad de corrosin y la prdida de masa no son lineales, inicialmente se podra decir que presentan un crecimiento parablico, de acuerdo a [1] es normal que al principio se de una rata acelerada de corrosin y que esta decrezca con el tiempo, adicionalmente el volumen de la solucin empleada es insuficiente pues la concentracin se ve alterada a medida que la prueba avanza pues al reaccionar el hierro con el cloro de la solucin, la concentracin de este ltimo disminuye, los principales iones en la solucin corresponden a sodio, cloro, y cloruro ferroso el cual se puede observar en la solucin por su intensa coloracin naranja, se propone como mecanismo de corrosin, el mostrado en la figura 3. NaCl H2O Na+(ac) + Cl-(ac)

Fe +2 H+ + 2Cl-(ac) Fe2+ + 2Cl-(ac)+H2(g)

Fe +2 HCL(ac) FeCl2 +H2(g)Reaccin globalFigura 3. As mismo la superficie de la probeta se va tornando opaca, ver figura 2 y la probeta recupera nuevamente parte de la masa perdida inicialmente, esto se podra deber a la formacin de un revestimiento de xido el cual podra o no ser protector dependiendo de los aleantes metlicos, as como de su composicin y estructura, algunos aleantes metlicos incrementan la resistencia a la corrosin tales como Molibdeno, Nquel, Cromo [2].

ConclusionesLa prueba realizada permiti estimar una velocidad de corrosin para la probeta de acero al carbn en solucin salina 6% permitiendo descartar inicialmente este material pues se obtuvieron valores altos de velocidad de corrosin, adicionalmente se sugiere realizar la prueba bajo estndares internacionales con el fin de obtener datos confiables y realizar un anlisis concluyente.Bibliografa

[1] R. Baboian, Corrosion Tests and Standards: Application and Interpretation (2nd Edition): (MNL 20). ASTM International. Online version, http://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpCTSAIEM9/corrosion-tests-standards/corrosion-tests-standards, 2005. [2] Prepared by the Working Parties on Marine Corrosion and Microbial Corrosion, Sea Water Corrosion of Stainless Steels - Mechanisms and Experiences: (EFC 19), Maney Publishing, 1996.