Monografia hecha por mi.
Corrosión u oxidación
Se denomina así al deterioro paulatino que sufren los metales llegando a su destrucción. Este fenómeno causa importantes perdidas económicas.
La destrucción por corrosión puede hacerse solo por acción química o también combinada con acciones mecánicas.
La corrosión puede ocurrir en la atmosfera y con distinta intensidad, según sea esta rural, marina o industrial.
Cuando la corrosión se localiza en uno o varios puntos, se dice que el metal se ha picado.
Teoría de la corrosión
La teoría electroquímica es la mas moderna y aceptada y para explicarla tomaremos el caso del hierro
Si tenemos una barra de hierro sumergida en agua, este en una primera etapa emitirá iones
Los iones fe se combinan con los oh
Que se oxida formando oxido rojo o herrumbres
El h es atraído por la varilla de hierro que se ha cargado negativamente, y se transforma en hidrogeno gaseoso.
Este hidrogeno gaseoso se dispone como burbujitas rodeando al hierro, aislándolo para que la corrosión prosiga debe haber un factor que lo saque de allí.
A-por la presencia del oxigeno de la atmosfera que se disuelve en el agua y que se combina con el hidrogeno
B-si se pone en contacto con el hierro un metal que esta por debajo de la escala de potenciales. Por ejemplo el cobre: los electrones pasan del hierro al cobre y en consecuencia el hidrogeno ya no se depositara sobre el hierro, protegiéndolo y la corrosión proseguirá ya que el hierro actuara como ánodo pues se ha formado una pila.
C-Es de gran importancia el reconocimiento de la existencia de una zona anódica y de una zona catódica en estos procesos; la zona o área anódica será la que se corroerá. Cualquier heterogeneidad en el metal puede dar lugar al establecimiento de estas dos áreas, lo mismo que la presencia de impurezas o diferencias en la composición química, ej una soldadura, se convertirán en áreas anódicas, produciéndose la corrosión preferentemente en ese lugar. Cuando existe una grieta o cavidad con agua fuera de la grieta hay mas oxigeno que adentro, la zona con menos oxigeno como ánodo, la corrosión avanzara preferentemente en la superficie limite y dentro de la grieta.
Protección contra la oxidación
Sabemos que el hierro se correo cuando actúa como ánodo, hay que procurar transformarlo en cátodo poniéndolo en contacto con metales mas electropositivos que el, tales como el magnesio, zinc o aluminio. A esto se le llama protección catódica. Es lo que se hace para proteger tubos de hierro enterrados, cascos de barcos, etc.
Hay sustancias que diminuyen la velocidad de corrosión, ya sea formando una película que baja el potencial del metal o lo vuelve menos activo. Tales sustancias son las llamadas inhibidoras y pasivadoras.
Los otros factores fundamentales de la corrosión que deben evitarse son la humedad y el oxigeno, para ello se busca aislar la superficie mediante revestimientos, como los que se producen por zincado, fosfatizado, pinturas, etc.
la temperatura del medio y la salinidad de la humedad o del medio acuoso, son también factores decisivos. En el lago Nahuel Huapi, la corrosión es minima, debido a las bajas temperaturas del agua y a su bajísima salinidad.
Casos particulares de corrosión
Corrosión intergranular
Los metales están formados por granos y un cemento que los une que se llama el borde o limite grano. A veces ocurre que la corrosión ataca selectivamente a los bordes, y constituyendo estos una porción relativamente pequeña, se llega a la desintegración de los granos.
Corrosión por tensiones
Se trata de una aceleración de corrosión por las tensiones, lo que generalmente se presenta con líneas de fractura. Las tensiones pueden quedar como consecuencia del trabajado en frío, o severos gradientes térmicos producidos por soldaduras.
Descincificacion
Ocurre en los latones, se verifica ataque del zinc dejando una masa prosa de cobre puro.
Grafitizacion del hierro fundido gris
Cuando el hierro se corroe deja del grafito que luego se desintegra.
Erosión-corrosión
Se presenta en dispositivos sujetos a alta velocidad, turbulencia o con sólidos en suspensión. El roce produce la destrucción de películas protectoras.
Cavitación es un caso particular que se produce cuando hay espacios o cavidades donde se forman y estallan burbujas de vapor de aire.
Corrosión seca
Ocurre a alta temperatura y se llama así a la reacción química de un metal o aleación con el oxigeno, azufre, nitrógeno o algún halógeno. Intervienen un metal o aleación y el oxigeno, se forma una capa de oxido cuyo espesor dependerá de la presión del oxigeno y especialmente de la temperatura.
Aceros resistentes a la corrosión
Corrientemente llamados inoxidables porque no presentan formaciones de óxidos cunado están expuestos a la atmosfera normal.
Podemos considerar seis grupos ordenados en orden creciente de resistencia.
Resistentes al agua dulce
Si un metal es homogéneo o químicamente puro, no presentando heterogeneidades, no se establece el par galvanizo y la corrosión es muy lenta. Su estructura es totalmente de ferrita.
Resistentes al agua del mar
Son considerados semi inoxidables, tienen una estructura cristalina muy homogénea.
Se corroen hasta siete veces mas lentamente que el acero común por el agua de mar.
Se emplean en la construcción de navíos, vagones, depósitos, exclusas, canalizaciones de agua salada y edificios.
Inoxidables de lato cromo de estructura ferrita
El cromo, cuando se encuentra en cantidades suficientes, se oxida con facilidad formando una capa protectora my funa.
Se emplea en piezas expuestas al agua o al vapor-
Inoxidables de alto cromo de estructura martensita
El contenido de cromo también debe ser mayor del 12% pero difieren de los anteriores en que el contenido de carbono es mayor del 0,15%. Para fabricar instrumentos cortantes pueden llevar alrededor del 0,3% de carbono.
Inoxidables austeniticos
El contenido de carbono generalmente es inferior al 0,15%, el de cromo es mayor al 17%, y el de níquel mayor al 7%.
El tipo fundamental es el llamado 18-8, que contiene 18% de cromo y 8% de níquel, a temperatura ambiente son de estructura homogénea austenitica.
La propiedad de inoxidables de estos aceros puede perderse si no esta presente el oxigeno que es el elemento que mantiene las películas pasivantes. Además estos aceros se vuelven sensibles a la corrosión cuando para soldarlos.
Inoxidables para alta temperatura
Generalmente la alta temperatura va junto a la presencia de otro agente corrosivo proveniente de hornos o motores, Ej. Para válvulas de motores a explosión se mejoran los aceros 18-8 por agregado de tungsteno y molibdeno o silicio.
Decapado
Cualquier revestimiento que se aplique para protección debe ser aplicado sobre una superficie libre de grasas y de óxidos para que la corrosión no progrese debajo de ella.
La operación de eliminación del oxido se llama decapado y debe ser precedida de un desengrase, este se hace por inmersión en soda cáustica al 10% caliente, o bien en frío o caliente.
También puede desengrasarse con solventes no inflamables como el tetracloruro de carbono o el tricloretileno, mas usado este ultimo.
Luego del desengrase se lava con abundante agua.
El método para eliminar el oxido dependerá de si esta en capa gruesa o fina. Puede comenzarse por acción mecánica de cepillos de alambre o de pita, o por chorro de arena, papel, esmeril, etc., y terminarse por inmersión en baños de acido clorhídrico hasta el 50% en frío o de acido sulfúrico al 5% a 70ºC. Luego se lava abundantemente con agua y se pasa sin demora a la aplicación del revestimiento que interese.
Esmaltado
Es un vidriado que se aplica en caliente. Se hace preparando una “fritura” con mezclas de cuarzo, caolin, colorantes, minerales (óxidos), fundentes como el bórax, etc. Una vez fría la mezcla, se mule. Este polvo seco o húmedo se aplica sobre la pieza a esmaltar y esta se lleva luego a un horno a temperatura suficiente para fundir la fritura aplicada.
Zincado
En la tabla de potenciales el zinc esta por encima del hierro, es decir, que si se ponen en contacto los dos metales, el zinc actuara como ánodo y se disolverá primero que el hierro, y que mientras haya zinc presente, este lo protegerá (protección catódica). Es un método muy eficaz extensamente aplicado y suele designarse como galvanizado.
Fosfatizado
Si se sumerge el hierro en un baño de acido fosforito o fosfato de manganeso, se forma una capa porosa de fosfato de hierro que forma una excelente anclaje para aplicación posterior de pinturas, barnices o esmaltas.
Pintado, distintos métodos
Es la operación mediante la cual aplicamos una película fina de un liquido (pintura ) que luego se convertirá en sólido por secado. Tiene por objeto proteger a los metales de la corrosión, aislándolos de la humedad y el oxigeno.
Dichas películas pueden aplicarse con brochas o pinceles, por inmersión o por rociado o pulverización con pistoletes.
- Pinturas al aceite. Son suspensiones de una sustancia inerte coloreada, el pigmento, finamente molido, en un aceite llamado secante porque tiene la propiedad de endurecerse por oxidación, este es el llamado vehiculo y se emplean los aceites de lino, Tung, soja, etc.
- Las pinturas al agua tienen a esta como vehiculo del pigmento apropiado, con agregado de sustancias endurecedores o gigantes, como la cola, dextrina, caseína, látex, etc.
Cuando las piezas a pintar van a estar sometidas a la intemperie se pintan con pinturas anticorrosivas que llevan como pigmentos el minio o diversos cromatos que actúan como inhibidores de la corrosión.
- Las llamadas pinturas asfálticas son sustancias bituminosas cuya principal acción es la buena aislación e impermeabilización del objeto pintado.
- Los barnices al aceite están formados por aceites vegetales secantes con un diluyente y un secante como en el caso de las pinturas, pero con el agregado de una resina que hace que la película obtenida sea mas dura y brillante no contienen pigmento.
- Los barnices al alcohol son simplemente soluciones de una resina natural o sintética en alcohol.
- Si al barniz le agregamos un pigmento tenemos el llamado esmalte.
- Las lacas a la piroxilina son superiores a los barnices en duración y resistencias, estén formadas por nitrocelulosa disuelta en acetato de etilo, de butilo, etc. Con diluyentes como el xilol o nafta, pudiendo, además, llevar resinas sintéticas y pigmentos.
- Como laca resistente a los ácidos, álcalis, gases y productos químicos corrosivos se usa el caucho clorado disuelto en nafta solvente con agregado de resinas, secantes y pigmentos.
Equipos empleados
Las pistolas de pulverización pueden trabajar produciendo la pulverización por aire comprimido o por simple inyección por acción de un pistón.
En el primer caso trabajan con presiones altas de 1 a 5kg/cm2, o con presiones bajas de 0,2 a 0,5kg/cm2. Con alta presión se logra pulverización mas fina
La pulverización sin aire, por inyección, puede hacerse con pistolete de accionamiento eléctrico, lleva un pequeño motor que acciona una membrana metálica a 4500 oscilaciones por minuto que actúa como bomba aspirando e impulsando pulverizada a la pintura.
Pintado por deposición electroforética
Cuando en un recipiente existe un liquido con partículas muy finas en suspensión, si conectamos el recipiente al polo positivo (ánodo) y colocamos en el interior del liquido una chapa conectada al polo negativo (cátodo) se observa que las partículas en suspensión se depositan sobre el cátodo. Este fenómeno se llama electroforesis.
El procedimiento se emplea modernamente para el pintado de carrocerías de automóviles pues asegura una perfecta adherencia de las partículas cubrientes y por consiguiente una buena protección anticorrosivas.
La carrocería en proceso, es sucesivamente decapada, fosfatizada, y luego sumergida en grandes recipientes con la pintura a aplicar.
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