Corrosión bajo tensión
El agrietamiento por corrosión bajo tensión ( SCC ) es el crecimiento de la formación de grietas en un ambiente corrosivo . Puede provocar una falla inesperada y repentina de las aleaciones de metales normalmente dúctiles sometidas a un esfuerzo de tracción , especialmente a temperaturas elevadas. El SCC es químicamente muy específico en el sentido de que es probable que ciertas aleaciones se sometan a SCC solo cuando se exponen a una pequeña cantidad de entornos químicos. El ambiente químico que causa el SCC para una aleación dada es a menudo uno que es levemente corrosivo.al metal. Por lo tanto, las piezas metálicas con SCC severo pueden aparecer brillantes y relucientes, mientras se llenan de grietas microscópicas. Este factor hace que sea común que el SCC no sea detectado antes de la falla. El SCC a menudo progresa rápidamente y es más común entre las aleaciones que entre los metales puros. El entorno específico es de importancia crucial, y solo se necesitan concentraciones muy pequeñas de ciertos productos químicos altamente activos para producir un agrietamiento catastrófico, que a menudo conduce a fallas devastadoras e inesperadas. [1]
Las tensiones pueden ser el resultado de las cargas en las hendiduras debidas a la concentración de tensiones , o pueden ser causadas por el tipo de ensamblaje o las tensiones residuales de la fabricación (por ejemplo, trabajo en frío); las tensiones residuales pueden aliviarse mediante recocido u otros tratamientos superficiales.
El SCC es el resultado de una combinación de tres factores: un material susceptible, exposición a un ambiente corrosivo y tensiones de tracción por encima de un umbral. Si se elimina cualquiera de estos factores, la iniciación de SCC se vuelve imposible.
Con la posible excepción de este último, que es un ejemplo especial de agrietamiento por hidrógeno , todos los demás muestran el fenómeno del crecimiento de grietas subcríticas , es decir, las pequeñas fallas superficiales se propagan (generalmente suavemente) en condiciones en las que la mecánica de la fractura predice que la falla no debería ocurrir. Es decir, en presencia de un agente corrosivo, se desarrollan grietas y se propagan muy por debajo del factor crítico de intensidad de la tensión ( ). El valor subcrítico de la intensidad de la tensión, designado como , puede ser inferior al 1% de .
Un proceso similar ( agrietamiento por estrés ambiental ) ocurre en los polímeros , cuando los productos se exponen a solventes específicos o químicos agresivos como ácidos y álcalis . Al igual que con los metales, el ataque se limita a polímeros específicos y productos químicos particulares. Por tanto, el policarbonato es sensible al ataque de los álcalis, pero no de los ácidos. Por otro lado, los poliésteres se degradan fácilmente por los ácidos y el SCC es un mecanismo probable de falla . Los polímeros son susceptibles al agrietamiento por estrés ambiental donde los agentes atacantes no necesariamente degradan los materiales químicamente. Nylones sensible a la degradación por ácidos, un proceso conocido como hidrólisis , y las molduras de nailon se agrietan cuando son atacadas por ácidos fuertes.
Por ejemplo, la superficie de fractura de un conector de combustible mostró el crecimiento progresivo de la grieta desde el ataque del ácido (Ch) hasta la cúspide final (C) del polímero. En este caso, la falla fue causada por la hidrólisis del polímero por contacto con el ácido sulfúrico que se escapa de la batería de un automóvil . La reacción de degradación es la inversa de la reacción de síntesis del polímero:
