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La corrosión por grietas se refiere a la corrosión que se produce en espacios confinados a los que el acceso del fluido de trabajo del entorno es limitado. Estos espacios generalmente se denominan hendiduras. Ejemplos de grietas son espacios y áreas de contacto entre piezas, debajo de juntas o sellos, grietas y uniones internas, espacios llenos de depósitos y debajo de pilas de lodo.
Mecanismo [ editar ]
La resistencia a la corrosión de un acero inoxidable depende de la presencia de una película protectora de óxido ultradelgada (película pasiva) en su superficie, pero es posible, bajo ciertas condiciones, que esta película de óxido se descomponga, por ejemplo, en soluciones de haluros o reductores. ácidos. Las áreas donde la película de óxido puede romperse también pueden ser a veces el resultado de la forma en que se diseñan los componentes, por ejemplo, debajo de las juntas, en esquinas afiladas de reentrada o asociadas con una penetración de soldadura incompleta o superficies superpuestas. Todos estos pueden formar grietas que pueden promover la corrosión.. Para que funcione como un sitio de corrosión, una hendidura debe tener el ancho suficiente para permitir la entrada del corrosivo, pero lo suficientemente estrecha para garantizar que el corrosivo permanezca estancado. En consecuencia, la corrosión por grietas se produce normalmente en espacios de unos pocos micrómetros de ancho y no se encuentra en ranuras o ranuras en las que es posible la circulación del corroyente. Este problema a menudo puede superarse prestando atención al diseño del componente, en particular para evitar la formación de grietas o al menos manteniéndolas lo más abiertas posible. La corrosión por grietas es un mecanismo muy similar a la corrosión por picaduras ; las aleaciones resistentes a uno son generalmente resistentes a ambos. La corrosión por grietas puede verse como una forma menos severa de corrosión localizada en comparación con las picaduras. La profundidad de penetración y la tasa de propagación enLa corrosión por picaduras es significativamente mayor que la corrosión por grietas.
Las grietas pueden desarrollar una química local que es muy diferente a la del fluido a granel. Por ejemplo, en las calderas, la concentración de impurezas no volátiles puede ocurrir en las grietas cerca de las superficies de transferencia de calor debido a la vaporización continua del agua. Los "factores de concentración" de muchos millones no son infrecuentes para las impurezas comunes del agua como el sodio, el sulfato o el cloruro. El proceso de concentración a menudo se denomina "escondite" (HO), mientras que el proceso opuesto, por el cual las concentraciones tienden a nivelarse (por ejemplo, durante el cierre) se denomina "regreso al escondite" (HOR). En una solución de pH neutro, el pH dentro de la grieta puede caer a 2, una condición muy ácida que acelera la corrosión de la mayoría de los metales y aleaciones.
Para un tipo de hendidura dado, dos factores son importantes en el inicio de la corrosión por hendidura: la composición química del electrolito en la hendidura y la caída potencial en la hendidura. Los investigadores habían afirmado anteriormente que uno u otro de los dos factores era responsable de iniciar la corrosión por grietas, pero recientemente se ha demostrado que es una combinación de los dos lo que causa la corrosión activa por grietas. [1]Tanto la caída de potencial como el cambio en la composición del electrolito de la grieta son causados por la desoxigenación de la grieta y una separación de áreas electroactivas, con reacciones anódicas netas que ocurren dentro de la grieta y reacciones catódicas netas que ocurren fuera de la grieta (en la superficie en negrita). . La relación de las áreas superficiales entre la región catódica y anódica es significativa.
Algunos de los fenómenos que ocurren dentro de la grieta pueden recordar algo a la corrosión galvánica :
- corrosión galvánica
- dos metales conectados + entorno único
- corrosión por grietas
- una pieza metálica + dos entornos conectados
El mecanismo de la corrosión por grietas puede ser (pero no siempre) similar al de la corrosión por picaduras . Sin embargo, existen suficientes diferencias para justificar un tratamiento por separado. Por ejemplo, en la corrosión por grietas, se debe considerar la geometría de la grieta y la naturaleza del proceso de concentración que conduce al desarrollo de la química local diferencial. Deben tenerse en cuenta las condiciones químicas locales extremas y a menudo inesperadas dentro de la grieta. Los efectos galvánicos pueden influir en la degradación de las grietas.
Modo de ataque [ editar ]
Dependiendo del entorno desarrollado en la hendidura y la naturaleza del metal, la corrosión de la hendidura puede tomar la forma de:
- picaduras (es decir, formación de picaduras),
- Corrosión filiforme (este tipo de corrosión por grietas que puede ocurrir en una superficie metálica debajo de un recubrimiento orgánico),
- ataque intergranular, o
Agrietamiento por corrosión bajo tensión [ editar ]
Una forma común de falla por grietas ocurre debido al agrietamiento por corrosión bajo tensión , donde se desarrollan grietas en la base de la hendidura donde la concentración de tensiones es mayor. Esta fue la causa principal de la caída del Silver Bridge en 1967 en West Virginia., donde una única grieta crítica de solo unos 3 mm de largo creció repentinamente y fracturó una junta de barra de unión. El resto del puente cayó en menos de un minuto. Los ojales en el Puente de Plata no eran redundantes, ya que los eslabones estaban compuestos de solo dos barras cada uno, de acero de alta resistencia (más del doble de fuerte que el acero dulce común), en lugar de una pila gruesa de barras más delgadas de material modestamente resistente "peinado "juntos como es habitual para la redundancia. Con sólo dos barras, la falla de una podría imponer una carga excesiva a la segunda, provocando una falla total, poco probable si se usan más barras. Si bien una cadena de baja redundancia puede diseñarse de acuerdo con los requisitos de diseño, la seguridad depende completamente de una fabricación y ensamblaje correctos y de alta calidad.
Importancia [ editar ]
La susceptibilidad a la corrosión por grietas varía ampliamente de un sistema material-ambiente a otro. En general, la corrosión por grietas es de gran preocupación para los materiales que normalmente son metales pasivos, como el acero inoxidable o el aluminio. La corrosión por grietas tiende a ser de gran importancia para los componentes fabricados con superaleaciones altamente resistentes a la corrosión y que operan con la química del agua más pura disponible. Por ejemplo, los generadores de vapor de las plantas de energía nuclear se degradan en gran medida por la corrosión por grietas.
La corrosión por grietas es extremadamente peligrosa porque está localizada y puede provocar fallas en los componentes, mientras que la pérdida general de material es mínima. El inicio y el progreso de la corrosión por grietas pueden ser difíciles de detectar.
Referencias [ editar ]
- ^ Kennell, Glyn F .; Evitts, Richard W .; Heppner, Kevin L. (2008). "Una solución crítica de grietas y un modelo de corrosión por grietas por gota IR". Ciencia de la corrosión . 50 (6): 1716-1725. doi : 10.1016 / j.corsci.2008.02.020 .
Enlaces externos [ editar ]
- Corrosión por grietas de aceros inoxidables
