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CORROSION

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by

Moritha Mackormic

on 20 November 2012

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CORROSION CONSIDERACIONES GENERALES VELOCIDADES DE LA CORROSION TIPOS DE LA CORROSION PREVENCION DE LA CORROSION OXIDACION DE METALES CORROSION DE MATERIALES CERAMICOS LA CORROSION EN EL CAMPO PETROLERO La corrosión es definida como el deterioro de un material metálico a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. El deterioro de los materiales, a causa de alguna reacción con el medio ambiente en que son usados. La corrosión se puede clasificar según
su morfología o según el medio en que
se desarrolla. La reacción con el oxígeno es la causa más común de deterioro.
Estos materiales reaccionan con el oxigeno y otros gases. Igual que la corrosión, estas reacciones pueden alterar la composición, las propiedades y la integridad del material. La corrosión ocurre cuando un metal refinado vuelve a su estado mineral natural. Materiales de todo tipo pueden reaccionar con el oxigeno y otros gases. El fenómeno se encuentra prácticamente en todas las etapas de procesamiento y refinación del petróleo.
Se deriva de una gran cantidad de agentes químicos manipulados y condiciones de operación de los sistemas de producción La corrosión es un fenómeno espontáneo que afecta prácticamente a todos los materiales procesados por el hombre. Es una oxidación acelerada y continua que desgasta, deteriora e incluso puede afectar la integridad física de objetos y estructuras.
La degradación se lleva acabo en los materiales poliméricos y cerámicos donde se produce al ser atacados químicamente por disolventes orgánicos o sales. Corrosion y degradacion







Anodo: Es el electrodo sobre el que se produce la oxidación.
Catodo: Es el electrodo sobre el que se produce la reducción.
Puente salino: Es un Tubo de vidrio relleno de un electrolito que impide la migración rápida de las sustancias de una celda a otra, permitiendo no obstante el contacto eléctrico entre ambas. El electrolito suele ser una disolución saturada de KCl retenida mediante un gel. Una celda electroquímica es un dispositivo experimental por el cual se puede generar electricidad mediante una reacción química (celda Galvánica). O por el contrario, se produce una reacción química al suministrar una energía eléctrica al sistema (celda Electrolítica). Estos procesos electroquímicos son conocidos como “reacciones electroquímicas” o “reacción redox” donde se produce una transferencia de electrones de una sustancia a otra, son reacciones de oxidación-reducción.
La celda electroquímica consta de dos electrodos, sumergidos en sendas disoluciones apropiadas, unidos por un puente salino y conectado por un voltímetro que permite el paso de los electrones. Sus componentes característicos son: Celdas Electroquímicas La corrosión es definida como el deterioro de un material metálico a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción química (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, la salinidad del fluido en contacto con el metal y las propiedades de los metales en cueEl oxigeno es un oxidante por naturaleza, es corrosivo. Pero la corrosión se ve afectada también por otros aspectos, como la temperatura del agua, cuanto más alta más corrosión. El nivel de Ph, cuanto más bajo más corrosión.stión. Que es la corrosion • La reacción no se da de forma espontánea.
• No se obtiene energía eléctrica. La aplicación de una fuente de energía externa produce una reacción química. Celda electrolítica. Permite obtener energía eléctrica a partir de un proceso químico
La reacción química se produce de modo espontáneo
Son las llamadas pilas voltaicas o baterías. Celda Galvánica. Decimos entonces, que ha comenzado un proceso de corrosión en un medio húmedo con una circulación de corriente eléctrica, denominada pila galvánica. Para determinar la velocidad de corrosión por este método hay que someter al material en estudio a un ataque del agente corrosivo durante un periodo de tiempo. Una vez finalizado el ataque se determina el cambio de peso que el material experimenta con el fin de obtener la velocidad de corrosión en miligramos de material perdido por día transcurrido. Método gravimétrico El método más utilizado para calcular la velocidad de corrosión es:

El método gravimétrico Estimación de la Velocidad de Corrosión El fenómeno de la velocidad de corrosión puede ser definido como el deterioro de los materiales, a causa de alguna reacción con el medio ambiente en que son usados.

Este fenómeno no siempre involucra un cambio de peso o un deterioro visible, ya que muchas formas de corrosión se manifiestan por un cambio de las propiedades de los materiales, disminuyendo su resistencia. Velocidad de Corrosión De este modo los aceros inoxidables pueden mantener su resistencia a la corrosión, incluso si se hubiesen producido daños mecánicos. Así mismo la resistencia a la corrosión de estos aceros, puede mejorarse con la adición de otros elementos de aleación como Ni, Mo, N y Ti; el cual mejora otras propiedades como la fuerza y la resistencia térmica. Este es el estado normal de las superficies de acero inoxidable y se conoce como “estado pasivo” ó “condición pasiva”. No obstante la capa pasiva aumenta de grosor durante algún tiempo después de su formación inicial. La resistencia a la corrosión del acero inoxidable se debe a una película “pasiva” de un óxido rico en Cr, que se forma espontáneamente en la superficie del acero. Pasivación Donde:
w= peso (g), del metal corroído
t= tiempo (s), en el que el metal corroe
I= Intensidad de corriente (A)
M= masa atómica del metal (g/mol)
n= numero de electrones/átomo
F= constante de Faraday, 9.6485*104 C*mol-1 La cantidad de metal corroído de un ánodo sobre un cátodo, en una disolución acuosa durante un periodo de tiempo, se puede determinar usando la ecuación de Faraday, que establece: “Tipos de corrosión “ La corrosión se puede clasificar según su morfología o según el medio en que se desarrolla. Ataque Uniforme

Fig. 1 “Ejemplo de corrosión
uniforme metal-liquido”.

 Corrosión Galvánica
Fig. 2 “Celda galvánica”

Corrosión por picaduras
Fig. 3 “Corrosión por picaduras”. Ataque Uniforme

Fig. 1 “Ejemplo de corrosión
uniforme metal-liquido”.

 Corrosión Galvánica
Fig. 2 “Celda galvánica”

Corrosión por picaduras
Fig. 3 “Corrosión por picaduras”. Fig.6 “Ejemplo de corrosión por bajo esfuerzo” Corrosión por bajo esfuerzo




Corrosión por Temperatura Elevada

Fig. 7 “Corrosión a altas temperaturas” Un efecto benéfico, típico de aleación, se presenta en las de cobre con 2 a 10 % de aluminio. Al principio, se forma con rapidez, una capa de Cu2O pero también se forma una capa protectora de Al2O3 en la interficie metal-óxido, que impide a los iones Cu+ llegar a la interfaz óxido-oxígeno; entonces cesa, virtualmente, la oxidación.

El cromo actúa de manera análoga para proteger de la oxidación a una aleación de hierro (10 % cromo), pero en este caso la capa de Cr2O3 se forma en la interficie óxido-oxígeno.

Por arriba de 15 % de cromo (aprox.), sólo se forma la capa de Cr2O3. Oxidación de aleaciones metálicas Si:
Relación P-B < 1 : se forma un recubrimiento poroso y la oxidación continua con rapidez, como por ejemplo el Magnesio.
1 ≤ Relación P-B ≥ 2 : se forma una película protectora adherente no porosa, ejemplos como el Aluminio y el Titanio.
Relación P-B > 2 : la capa de óxido se desprende de la superficie, como ejemplo tenemos el Hierro. A pesar de que muchos factores afectan el grado en que se oxidan los metales, el carácter de la capa de óxido es casi siempre decisivo ya que determina la proporción a la cual ocurre la oxidación. Relación de Pilling-Bedworth 2. El Transporte de carga eléctrica en forma de electrones ( o huecos electrónicos). La teoría de oxidación debida a Wagner emplea el concepto de celda electroquímica y destaca el hecho de que debe ocurrir el transporte de dos tipos distintos para que haya crecimiento de un óxido: Son interesantes tres aspectos de este fenómeno que ocurre en los metales:

1. La facilidad con la cual el material se oxida. Esta dada por la energía libre de formación para el óxido.
2. La naturaleza de la película de oxido que se forma.
3. La velocidad a la que ocurre la oxidación. Oxidación de metales Los metales pueden reaccionar con el oxigeno produciendo un óxido en su superficie. Estos materiales reaccionan con el oxigeno y otros gases. Igual que la corrosión, estas reacciones pueden alterar la composición, las propiedades y la integridad del material. Cuando los materiales se someten a altas temperaturas (como sucede con los componentes de turbinas de gas, hornos, etc.), pueden fallar por pérdida de resistencia, o bien deteriorarse gradualmente según una reacción con la atmósfera circundante. La reacción con el oxígeno es la causa más común de deterioro. Oxidación Oxidación rápida:
Ocurre durante lo que ya sería la combustión, desprendiendo cantidades apreciables de calor, en forma de fuego, y ocurre principalmente en hidrocarburos Oxidación lenta:
Ocurre casi siempre en los metales a causa del agua o aire, causando su corrosión y pérdida de brillo y otras propiedades características de los metales. La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. Oxidación Bajo presión todas las fuerzas de atracción se concentran al final de la línea de la fisura, hasta que se rompen más uniones moleculares, con lo cual la grieta se amplia a una velocidad vertiginosa y la pieza se quiebra. No hay deformación sino fractura. Un ejemplo:
Solución:
En un horno básico al oxigeno se baja el contenido de carbono en un metal, desde aproximadamente el 4% a mucho menos del 1%, al soplar oxigeno puro atreves del metal fundido. Si ya existiera el cromo antes de elaborar el acero el cromo se oxidaría antes que el carbón, ya que el oxido de cromo tiene una energía libre de formación inferior(o es mas estable) que el bióxido de carbono. Por lo que cualquier costosa cantidad de cromo que se hubiera agregado, se perdería antes de eliminar el carbono del hierro de fundición. Sin embargo no todo es perfecto en estos materiales. En las cerámicas las uniones interatómicas son muy fuertes y rígidas, sin ningún gire errante, por lo que no hay ninguna posibilidad de desplazar algunos de sus átomos sin provocar la ruptura de la unión, por ello una mínima fisura de apenas el grosor de un pelo puede conducir a una catástrofe. Las uniones atómicas de las cerámicas son mucho más fuertes que la de los metales. Por eso un pieza cerámica es muy eficaz, tanto en dureza como en resistencia a las altas temperaturas y choques térmicos. Además, los componentes cerámicos resisten a los agentes corrosivos y no se oxidan. ¿Corrosión de Materiales Cerámicos? Los metales pueden reaccionar con el oxigeno produciendo un oxido en su superficie. Son interesantes tres aspectos de esta reacción: la facilidad con la cual el material se oxida, la naturaleza de la película de oxido que se forma y la velocidad a la que ocurre la oxidacion. Materiales de todo tipo pueden reaccionar con el oxigeno y otros gases. Igual que la corrosión, estas reacciones pueden alterar la composición, las propiedades y la integridad del material. Oxidación y otras reacciones gaseosas Oxidacion de los materiales ceramicos
LA CORROSIÓN EN EL CAMPO PETROLERO El profundo conocimiento en la industria petrolera transportadora de hidrocarburos, así como en la industria petroquímica ha hecho posible crear una nueva generación de recubrimientos plásticos anticorrosivos para tuberias y recubrimientos antiácidos para pisos y fosas de neutralización, así como sistemas de reparación de tuberías que presentan pérdida de metal con envolventes no metálicas.
Un material anticorrosivo es un material que sirve para proteger una superficie de un proceso de degradación llamado corrosión. Recubrimiento anticorrosivo es una barrera firmemente adherida a la superficie metálica a proteger que la aísla de los agentes agresivos del ambiente. RECUBRIMIENTOS ANTICORROSIVOS DISTRIBUCIÒN DE LA CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA Los efectos de la corrosión sobre instalaciones y equipos industriales produce anualmente pérdidas que llegan a cifras muy importantes: en los países industrializados se ha valorado en el 3% del PBI.

De todas las fallas que ocurren en las operaciones de la industria del gas y del petróleo la más Importante es la corrosión con el 33% Mortero epóxido, que ofrece ventajas significativas en la reparación permanente de ductos en operación por el sistema de encamisado no metálico. Especialmente formulado para la reparación de tuberías (RAISER) que presentan bajos espesores, con la ventaja de contar con un producto estable, antiácido y anticorrosivo. Duc-fill Es un recubrimiento anticorrosivo plástico tipo cemento epoxico monolítico antiácido libre de aminas aromáticas. su tecnología es para la protección de ductos en operación, para tuberías que van a ser enterrada y/o sumergidas, así como sus interfaces, para la aplicación en planta o en campo, de forma manual. DUC-LINE  
El sistema comprende un compuesto de fibra de vidrio que contiene una matriz moldeable. Las fibras de vidrio están compuestas en forma continua y están alineadas circunferencialmente para maximizar la resistencia del compuesta en dirección al aro FIBER WRAP Daubert Cromwell se especializa en protección para metales con inhibidores volátiles contra la corrosión (VCI siglas en ingles.
Ofrece productos de calidad para prevenir la corrosión y servicios para las necesidades crecientes de nuestros clientes globales. PREVENCION DE LA CORROSION EN LA INDUSTRIA La primera medida de prevención de la corrosión consiste en una adecuada selección del material. También se puede atenuar el efecto corrosivo mediante una reducción de la temperatura de trabajo o de la velocidad del fluido. La utilización de inhibidores: sustancias que, añadidas al medio, disminuyen el efecto corrosivo del mismo— hacen que la velocidad a la que se produce la corrosión se reduzca. Los tratamientos superficiales, otro de los métodos de prevención, deben poseer una buena capacidad de adherencia, ser inertes a los ambientes corrosivos y resistir adecuadamente el deterioro mecánico. PREVENCION DE LA CORROSION La corrosión ocurre cuando un metal refinado vuelve a su estado mineral natural. La corrosión en los sistemas de agua ocurre cuando dos superficies de metal con carga eléctrica diferente están en contacto o unidas vía un conductor, como el agua.  ¿QUE CAUSA LA CORROSION? Fig. 5 Líquidos con VCI Nox-Rust Aplicaciones típicas:

Desmantelamiento y preservación de motores en:

La selección del líquido Nox-Rust apropiado depende de una serie de condiciones:

Uso interior o al aire libre.
Duración del uso.
Tipo de metal a proteger.
Método de aplicación.
Extracción Fig. 4 Película de Polietileno La película de polietileno tiene sus propiedades únicas como material de empaque. 

Se puede sellar al calor
Resistente y elástica
Económica
Gran flexibilidad
Gran resistencia al agua
Se puede aplicar automáticamente y quitar rápidamente Fig. 3 Papel anticorrosivo Daubert Cromwell El papel con VCI de Daubert Cromwell:

Es fácil de usar
Tiene buena resistencia a la tensión
Es resistente a raspaduras y la abrasión
Es ideal para ambientes de trabajo
Tiene alta resistencia al calor y rigidez
Protege con VCI rápidamente Fig. 2 Par galvánico Zn-Cu La técnica más utilizada es la construcción de un par galvánico, de forma que el material a proteger se conecta eléctricamente a un metal más activo, denominado ánodo de sacrificio, que será el que se corroa y suministre electrones que protegerán de la corrosión al otro metal. Los metales más utilizados para este fin son el magnesio y el zinc, siendo éste el empleado para galvanizar mediante la deposición, en la superficie del acero, de una fina capa de zinc por inmersión en caliente. Fig. 1 Protección catódica Uno de los métodos más eficaces de prevención de la corrosión es la protección catódica, que llega incluso a impedir la corrosión en determinadas situaciones, haciendo que se convierta en cátodo el metal a proteger, mediante el suministro de electrones desde una fuente exterior. De este modo se invierte el sentido de la reacción de corrosión, convirtiéndose en una reducción "CORROSION"

presentan: CARPIO GONZALEZ URIEL INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ANGELES TREJO OMAR
Escuela Superior de Ingenieria Quimica e Industrias Extractivas CIENCIA Y TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES CONTRERAS RAMIREZ CICELI GRAJALES GARCIA KAREN MIER RUIZ ALAN SALVADOR VIDAL TAJICA JAVIER TOSHIAKI PICHARDO TLAPA ARTURO Profesor encargado:

Dr. Cecilia Chacon Roa FIN

Gracias por su atención.
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