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Curso de corrosión




Enviado por TRIGUN-X



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    UNIDAD 1. ¿Qué se entiende por corrosión?.
    Por que se corroen los metales. Clasificación de la
    corrosión. Ánodo. Cátodo. Electrolito.
    Conductor. Corrosión en soluciones acidas. Básicas
    y neutras. Formación anódica. Material de Estudio:
    Corrosión Basics.- Capítulo II / III
    Corrosión Engineenring.- Capitulo I

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    CORROSIÓN – CIENCIA E INGENIERÍA ? CIENCIA:
    Es el estudio de los procesos Químicos y
    Metalúrgicos que ocurren durante la corrosión. ?
    INGENIERÍA: Es el diseño y aplicación de
    métodos para prevenir la corrosión. ? Idealmente la
    ciencia debe estar unida a la ingeniería de manera tal que
    nuevos inventos y mejores métodos de prevención
    permitan mayor eficiencia en el control de la
    corrosión.

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    CORROSIÓN – CIENCIA E INGENIERÍA ? En
    ocasiones los científicos se dedican al propósito
    del conocimiento puro con poca o ninguna perspectiva sobre las
    posibles aplicaciones de su trabajo. ? De otro lado los
    Ingenieros a menudo aplican métodos con poco o
    ningún conocimiento de los principios que los rigen. ? Una
    meta del curso es fortalecer el aprendizaje del estudiante en
    ambos campos Ciencia e Ingeniería.

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    CORROSIÓN – CIENCIA E INGENIERÍA

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    CORROSIÓN – CIENCIA E INGENIERÍA ?
    CORROSIÓN ES EL DETERIORO DE UNA SUSTANCIA (USUALMENTE UN
    METAL) O DE SUS PROPIEDADES A CAUSA DE UNA ACCIÓN CON EL
    MEDIO AMBIENTE. ? LOS METALES SE CORROEN PORQUE SON
    TERMODINAMICAMENTE INESTABLES. ? NO SE ENCUENTRAN LIBRES EN LA
    NATURALEZA.

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    CORROSIÓN – CIENCIA E INGENIERÍA ? EXISTEN EN
    COMBINACIÓN CON OTROS ELEMENTOS TALES COMO OXIGENO Y
    AZUFRE. ? Fe203 ? Fe3O4 ? AI2O3 Hematita Magnetita
    Alúmina

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    CORROSIÓN – CIENCIA E INGENIERÍA

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    CORROSIÓN – CIENCIA E INGENIERÍA ? LA
    ENERGÍA NO SE CREA NI SE DESTRUYE ? TODO CAMBIO ESPONTANEO
    OCURRE CON LIBERACIÓN DE ENERGÍA LIBRE DEL SISTEMA
    A LOS ALREDEDORES A PRESIÓN Y TEMPERATURA CONSTANTE.

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    Tabla 1. Ordenación de los materiales de acuerdo a la
    energía requerida para convertirse en metales.

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    A) Átomo de hidrogeno B) Íon hidrogeno (H+) C)
    Molécula de hidrogeno (H2)

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    CLASIFICACIÓN DE LA CORROSIÓN ? La corrosión
    ha sido clasificada de maneras diferentes: ? Corrosión
    húmeda: Ocurre cuando un liquido esta presente. Usualmente
    incluye soluciones acuosas o electrolitos. ? Corrosión
    seca: Ocurre en ausencia de una fase líquida o por encima
    del punto de rocío del ambiente.

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    REACCIÓN ELECTROQUÍMICA ?Se define como una
    reacción química que incluye transferencia de
    electrones. ?Es también una reacción química
    que incluye oxidación y reducción.

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    ACIDEZ Y ALCALINIDAD ? Los iones existen en un medio
    eléctricamente conductor, normalmente agua. ? El exceso de
    iones H+ o OH- define que la solución sea acida o
    alcalina. ? Solución neutra, equilibrio de iones H+ y OH-
    pH Ácida < 7 > Neutro Básica

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    COMPONENTES CELDA DE CORROSIÓN ? CELDA DE
    CORROSIÓN: 1. 2. 3. 4. Ánodo Cátodo
    Electrolito Conductor ? Reacciones electroquímicas que
    ocurren durante la corrosión del zinc en ácido
    clorhídrico al ambiente.

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    Zn COMPONENTES CELDA DE CORROSIÓN Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 Zn
    + 2H+ + 2Cl- Zn+2 + 2Cl- + H2 Zn+2 + 2e- .Oxidation- Reaction
    Anodic 2H+ + 2e- H2 .Reduction – Reaction Cathode Zn + 2H+
    Zn+2+H2

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    Flujo de corriente entre un ánodo y un cátodo en
    una celda de corrosión.

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    Vista de una sección transversal de una celda seca
    típica

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    Reacción electroquímica: corrosión de zinc
    en ácido clorhídrico aireado

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    CORROSIÓN EN ÁCIDOS

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    CORROSIÓN EN SOLUCIONES ALCALINAS Y NEUTRAS

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    CORROSIÓN EN OTROS SISTEMAS ? Los metales pueden
    también ser atacados corrosivamente en soluciones que no
    contengan ni oxígeno ni ácidos. ? Las soluciones
    más típicas son las sales oxidantes tales como
    compuestos férricos y cúpricos. ? Las podemos
    indicar:

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    REACCIONES CATÓDICAS ? CORROSIÓN DE METALES

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    REACCIÓN NO ELECTROQUÍMICA

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    Se 1. Desordenación: Los átomos y moléculas
    carecen de un arreglo ordenado. distribuyen aleatoriamente. 2.
    Ordenamiento Particular (corto alcance): Se presenta si el
    arreglo característico de los átomos se restringe
    solamente a átomos circunvecinos. Ejemplo:
    Polímeros – cerámicos.

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    3. Ordenamiento general (largo alcance): Se presenta cuando el
    arreglo atómico específico se distribuye por todo
    el material. Los átomos forman un patrón reticular
    repetitivo. Cada átomo tiene un ordenamiento particular o
    de corto alcance con el átomo vecino y en general largo
    ordenamiento general o de largo alcance, puesto que la red se
    distribuye uniformemente en todo el material. La
    configuración reticular difiere de un material a otro en
    forma y en dimensión dependiendo del tamaño de los
    átomos y del tipo de enlace interatómico. Ejemplo:
    metales, algunos cerámicos, algunos
    polímeros.

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    REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LAS CELDAS UNITARIAS
    DE LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS MAS COMUNES ENCONTRADAS EN LOS
    METALES. A) CÚBICA CENTRADA EN EL CUERPO B) CÚBICA
    CENTRADA EN LA CARA C) HEXAGONAL COMPACTA

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    de DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE IMPERFECCIONES CRISTALINAS
    A)Vacancias -Ausencia átomos en el cristal B)Impurezas –
    Átomos de diferente tamaño C)Átomos
    intersticiales D)Perturbaciones en la red – Dislocaciones

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    del metal base. ALEACIONES ? Intersticial: Átomos ?
    Sustitucional: Los átomos pequeños ocupan espacios
    del elemento aleante entre los átomos del metal ocupan el
    lugar en el látice de tamaño atómico mas
    grande. ? Sólido intersticial cúbico ?
    Sólido sustitucional cúbico centrado en cuerpo.
    centrado en cara.

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    DEFORMACIÓN PLÁSTICA ? En metales altamente
    deformados los granos son deformados y la estructura granular
    sufre rupturas. El material es más reactivo a ambientes
    electroquímicos. ? Impurezas, inclusiones, trabajo en
    frío, límites de grano y diferencia en la
    orientación de los granos, también pueden generar
    reacciones electroquímicas en muchos, metales y
    aleaciones.

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    ? Metales listados como puros o comercialmente puros contienen
    cantidad de impurezas e imperfecciones. ? Estas impurezas e
    imperfecciones son causa inherente de corrosión en
    ambientes agresivos.

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    Ejemplo Suponga que la composicion de una moneda de 5 centavos de
    dolar segun la siguiente figura es de 100% de cobre (en la
    realidad es de 95% Cu y 5% Zn). Si el diametro de esta moneda es
    de 1.9 cm. Determine la cantidad aproximada de vacantes en un
    piano (100) paralelo a las caras que se encuentra a una
    temperatura de 1080°C, suponiendo que existe una vacante por
    cada 1600 atomos. Solucion: El plano (100) en el cobre fcc
    contiene el equivalente de dos átomos por cara de celda
    unitaria, como se muestra en la figura (b). El parametro del
    latice del Cu es: El radio del cobre, rCu = 1.278 Å

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    ? Por lo tanto: a=3.61*10-8cm ? Luego el numero de
    átomos/cm2 en este plano (100), es: NA = 1.54 * 1015
    átomos/cm2 ? El área de la cara de la moneda es: A
    = 2.83 cm2 ? Luego, la cantidad total de átomos en un
    (100) paralelo a la cara es: NT = (1.54 * 1015
    átomos/cm2)*(2.83 cm2) NT = 4.4 *1015 átomos ? El
    numero total de vacantes es: NV = 2.8 *1012 vacantes

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    UNIDAD 2. Fenómenos de superficie. Procesos
    electrónicos. Interfase electro-electrolito. Diferencia de
    potencial, electrización de los dos lados de la interfase,
    medición de cambios de diferencia de potencial metal-
    disolución. Interfases no polarizables. Electrodo normal
    de hidrógeno. Potenciales de los electrodos standar.
    Utilización sistemas electroquímicos.
    Electrólisis. Generadores de energía. Consumidores
    de energía. Electroquímica Moderna.-
    Capítulo I / VII

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    Ciencia de las superficies ? Muchas de las propiedades de los
    materiales por ejemplo su estabilidad o inestabilidad en contacto
    con otros materiales no pueden explicarse adecuadamente en
    función de las propiedades medias. Gran parte de los
    conocimientos necesarios sobre las propiedades de los materiales
    se encuentran en el campo de la ciencia de superficies.

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    ? CAMPO DE LOS PROCESOS IONICOS (Iónica). Concerniente a
    los iones en disolución y en los líquidos que se
    forman por fusión de sólidos compuestos por iones.
    ? CAMPO DE LOS PROCESOS ELECTRODICOS (Electródica).
    Concerniente a la región entre un conductor iónico
    y un conductor electrónico y la transferencia de cargas
    eléctricas a través de ella. Estudio de las
    interfases cargadas y las condiciones que gobiernan la
    transferencia de cargas a través de la misma

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    ? INTERFASES ELECTRIZADAS. Casi todas las superficies de
    separación entre dos fases se encuentran electrizadas y
    las superficies de los materiales son sedes de exceso de cargas.
    Son estos excesos de cargas los que afectan las propiedades
    superficiales de los materiales y hacen que desvíen sus
    propiedades medias.

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