Cuando un metal se somete a temperaturas elevadas normalmente es difícil la presentación de una película liquida conductora sobre la superficie, por lo que no tiene un lugar un mecanismo de corrosión electroquímica, sino que se produce una reacción química entre el metal y el gas agresivo, normalmente el oxigeno.
Las características distintivas de este mecanismo respecto del electroquímico son los siguientes:
1. No hay electrolito en el medio de reacción.
2. Solamente es relevante a temperaturas elevadas, normalmente por encima de los 100 grados centígrados.
3. Se suele producir un ataque del metal garantizado.
4. El producto de corrosión primario es un oxido metálico.
5. El oxido se genera directamente en la superficie metálica, teniendo lugar la circulación de electrones e iones a través de la capa de oxido.
Entre los aspectos de corrosion por alta temperatura tenemos lo siguiente:
1. Termodinámica de la oxidación a alta temperatura.
2. Mecanismo de formación del oxido.
3. Atmósferas formadas por mezclas de gases:
4. Cinética de la corrosión por alta temperatura.
Termodinámica de la oxidación a alta temperatura.
Normalmente las reacciones de formación de óxidos están termodinámicamente favorecidos, ya que los correspondientes valores son negativos a cualquier temperatura
Mecanismo de formación del oxido.
Cuando se forma una primera capa de oxido sobre la superficie del metal o aleación, se establece una barrera entre la superficie del material metálico y el gas agresivo, la formación de nuevas moléculas de oxido tiene lugar en varias capas, que se detallan a continuación para el oxido de cobre.
1 interfase del metal-oxido.
2. paso de los electrones a través de la película de oxido desde la interfase metal oxido hasta la interfase oxido-atmosférica.
3. En la interfase oxido atmosférica.
4. Paso por difusión, debido al gradiante de concentración del cation, en este caso desde la interfase metal-oxido hacia la interfase oxido atmosfera, o bien, el paso del anion desde la interfase oxido atmosférica hasta la interfase metal-oxido o paso de ambos para entrar en contacto entres i y que se forme una nueva molécula de oxido.
2Cu O² Û Cu2O
La formación de oxido será tanto mas dificultosa cuanto mas difícil sea la conducción de electrones a través de la película (baja conductividad electrónica) y cuanto mas difícil sea la conductividad de los iones a través de la película (baja conductividad iónica) por consiguiente una selección de materiales resistentes a la corrosión a alta temperatura deberá tener en cuenta que la formación de películas protectoras exige una baja conductividad electrónica e iónica.
3. Atmósferas formadas por mezclas de gases:
Muchos procesos industriales les tienen lugar cuando un metal esta expuesto a una mezcla de varios gases a temperatura elevada, el fenómeno en este caso es mas complejo que si solamente tiene lugar el proceso de oxidación en presencia de oxigeno.
Dependiendo de las características de la mezcla de gases, esta se suele tratar a partir de las presiones de oxigeno y azufre para mezclas sulfurantes-oxidantes y por la actividad de carbono en medios carburantes.
4. Cinética de la corrosión por alta temperatura.
Aunque una reacción de corrosión puede estar favorecida termodinámicamente, su cinética puede llegar a ser tan lenta que no constituya un problema desde el punto de vista practico.
Algunos metales expuestos a gases oxidantes en condiciones de muy altas temperaturas, pueden reaccionar directamente con ellos sin la necesaria presencia de un electrolito. Este tipo de corrosión es conocida como Empañamiento, Escamamiento o Corrosión por Altas Temperaturas.
Generalmente esta clase de corrosión depende directamente de la temperatura. Actúa de la siguiente manera: al estar expuesto el metal al gas oxidante, se forma una pequeña capa sobre el metal, producto de la combinación entre el metal y el gas en esas condiciones de temperatura. Esta capa o “empañamiento” actúa como un electrolito “sólido”, el que permite que se produzca la corrosión de la pieza metálica mediante el movimiento iónico en la superficie.
Algunas maneras de evitar esta clase de corrosión son las siguientes:
Alta estabilidad termodinámica, para generar en lo posible otros productos para reacciones distintas.
Baja Presión de Vapor, de forma tal que los productos generados sean sólidos y no gases que se mezclen con el ambiente.
La corrosión por Altas Temperaturas puede incluir otros tipos de corrosión, como la Oxidación, la Sulfatación, la Carburización, los Efectos del Hidrógeno, etc.
CORROSIÓN POR SULFATACIÓN:
La sulfatación, es conocida también como corrosión. Es decir, la superficie metálica se ve atacada por un agente electroquímico. Recordemos que al interior de una batería, existe ácido en solución. Este ácido llega hasta las partes metálicas de los terminales por:
1) Porosidad del borne de la batería. El electrolito ácido asciende desde el interior permeabiliza el cuerpo del borne y de allí al terminal de los cables conectores.
2) Por gasificación excesiva a que es sometida la batería.
Toda sulfatación, o corrosión crea dificultad al libre paso de la corriente eléctrica. Esta resistencia, puede ser tan alta, que llega a impedir el normal funcionamiento de los equipos conectados a la batería.
CARBURIZACION
La carburización es un modo de degradación corrosiva de los metales que generalmente ocurre en el rango de temperaturas entre 800 y 1100 ºC en ambientes reductores caracterizados por una baja actividad Es un fenómeno termoquímico determinado por la temperatura del proceso. El alcance de la carburización en un componente es una función del contenido de sus aleantes, de la temperatura, del tiempo en servicio y de la química de la atmósfera.
La carburización se reduce al incrementar progresivamente el contenido de Cr en el acero, elemento que actúa como limitador en la incorporación de C en el acero. El proceso de carburización tiene como consecuencia la formación y precipitación interna de carburos estables de Cr, en menor escala de Fe y muy raramente de Ni debido a su limitada estabilidad térmica (Skinner, 1960).
Ataque por hidrógeno:
A temperaturas elevadas y presión parcial de hidrógeno alta, hidrogeno penetra el acero al carbono, reaccionando con el carbón del acero para formar metano. La presión generada causa una perdida de ductilidad (fragilización por hidrógeno, "hydrogen embrittlement") y fallos por rotura o formación de burbujas en el acero. La eliminación de carbono del acero (descarburización) provoca el descenso de la resistencia del acero.
Daños Por Hidrógeno En La Corrosión
Son fenómenos destructivos que se relacionan de manera directa con la presencia de hidrógeno atómico o molecular, exceptuando la formación de hidruros, no producen oxidación metálica y no constituyen fenómenos típicos de corrosión aunque por su procedencia o efecto similar son tratados por los encargados de estudiar estos fenómenos de la corrosión.
Suelen suceder en gases a elevadas temperaturas o en electrólitos a bajas temperaturas, los que suceden en electrólitos se caracterizan por su predominio de los efectos físicos y físico-químicos sobre las acciones químicas y electroquímicas, por lo que se incluyen dentro de los tipos de corrosión con efectos mecánicos.
Los daños por hidrógeno más importantes son:
1. Descarburización
2. Ataque por hidrógeno
3. Ampollamiento por hidrógeno
4. Fragilidad y ruptura por hidrógeno
Los primeros dos corresponden al campo de la corrosión gaseosa de los metales y aleaciones a temperaturas elevadas.
DESCARBURIZACIÓN
El fenómeno de descarburación acompaña a la corrosión gaseosa cuando sucede en el acero es decir, además de la formación de la costra o capa de productos de corrosión, oxidada, adyacente a la costra, se descarburiza en varios grados.
Esto sucede cuando desde la capa adyacente de metal que aun no se ha alterado, los átomos de carbono con mayor movilidad se difunden hacia la zona de reacción (la superficie del metal o posteriormente la interfase metal-óxido) con una mayor velocidad que la difusión de los átomos del metal.
REALIZADO POR:
YETXIBEL RAMIREZ
JESUS BUCARITO
MARIANNIS PEREZ
En las pinturas a base de Siliconas resistentes hasta 650°C, es importante contar con un anticorrosivo muy adherente que no sufra descomposición.Mi pregunta los oxidos de metales pesados - no ecológicos- cromato de zinc, oxido de zinc silicatos de bario. Serían una buena opción ?. mi correo para su contestación sinbaveinticcinque@hotmail.com
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