La corrosión generalmente se conoce como la degradación del metal por reacción química o electroquímica con su entorno, ver Figura 1. Cuando se considera en términos generales, la corrosión se puede considerar como la tendencia del metal a volver a su estado natural similar al óxido del que se fundió originalmente. Solo los metales preciosos, como el oro y el platino, se encuentran en la naturaleza en su estado metálico.
Algunos metales producen una capa de óxido protectora apretada en la superficie, lo que impide una mayor corrosión. Si la capa superficial se rompe, es autocurativa. Estos metales están pasivados. En condiciones atmosféricas, los productos de corrosión del zinc y el aluminio forman una capa bastante compacta y se evita una mayor corrosión.
Asimismo, en la superficie del acero inoxidable se forma una capa compacta de óxido de hierro y cromo y en la superficie del titanio se forma una capa de óxido de titanio. La capa protectora de estos metales explica su buena resistencia a la corrosión. El óxido, por otro lado, es un producto de corrosión no protector del acero. El óxido es poroso, no se adhiere firmemente y no previene la corrosión continua, consulte Figura 2.
Tipos de corrosión
Generalmente, la corrosión metálica implica la pérdida de metal en un punto de una superficie expuesta. La corrosión ocurre en varias formas que van desde ataques uniformes sobre toda la superficie hasta ataques locales severos.
Las condiciones químicas y físicas del entorno determinan tanto el tipo como la velocidad de los ataques de corrosión. Las condiciones también determinan el tipo de productos de corrosión que se forman y las medidas de control que deben tomarse. En muchos casos, es imposible o más bien costoso detener por completo el proceso de corrosión; sin embargo, normalmente es posible controlar el proceso a niveles aceptables.
En las siguientes páginas repasaremos las diferentes formas de corrosión para darle una idea de sus características.
Corrosión uniforme
La corrosión uniforme o general se caracteriza por ataques corrosivos que se desarrollan uniformemente sobre toda la superficie, o sobre una gran parte del área total. El adelgazamiento general continúa hasta que el metal se descompone. La corrosión uniforme es el tipo de corrosión donde se desperdicia la mayor cantidad de metal.
Ejemplos de metales que están sujetos a una corrosión uniforme:
- Acero en agua gaseosa
- Acero inoxidable en ácidos reductores (como EN 1.4301 (AISI 304) en ácido sulfúrico)
Corrosión por picadura
La corrosión por picadura es una forma localizada de ataques corrosivos. La corrosión por picadura forma agujeros o hoyos en la superficie del metal. Perfora el metal mientras que la corrosión total, medida por la pérdida de peso, puede ser mínima. La velocidad de penetración puede ser de 10 a 100 veces mayor que la de la corrosión general, dependiendo de la agresividad del líquido. Las picaduras ocurren más fácilmente en un ambiente estancado.
Ejemplo de metal que está sujeto a la corrosión por picaduras:
- Acero inoxidable en agua de mar
Corrosión por grietas
La corrosión por grietas, como la corrosión por picaduras, es una forma localizada de ataque de corrosión. Sin embargo, la corrosión por grietas comienza más fácilmente que las picaduras. La corrosión en grietas ocurre en aberturas estrechas o espacios entre dos superficies metálicas o entre superficies metálicas y no metálicas y generalmente se asocia con una condición de estancamiento en la grieta. Las grietas, como las que se encuentran en las juntas de brida o en las conexiones roscadas, son a menudo los puntos más críticos para la corrosión.
Ejemplo de metal que está sujeto a la corrosión por grietas:
- Acero inoxidable en agua de mar
Corrosión intergranular
Como su nombre lo indica, la corrosión intergranular ocurre en los límites de grano. La corrosión intergranular también se denomina corrosión intercristalina. Por lo general, este tipo de corrosión ocurre cuando el carburo de cromo se precipita en los límites del grano durante el proceso de soldadura o en relación con un tratamiento térmico insuficiente. Por lo tanto, una región estrecha alrededor del límite de grano puede empobrecerse en cromo y volverse menos resistente a la corrosión que el resto del material. Esto es desafortunado porque el cromo juega un papel importante en la resistencia a la corrosión.
Ejemplos de metales que están sujetos a corrosión intergranular:
- Acero inoxidable, que no está suficientemente soldado o tratado térmicamente
- Acero inoxidable EN 1.4401 (AISI 316) en ácido nítrico concentrado
corrosión selectiva
La corrosión selectiva es un tipo de corrosión que ataca un solo elemento de una aleación y disuelve el elemento en la estructura de la aleación. En consecuencia, la estructura de la aleación se debilita.
Ejemplos de corrosión selectiva:
- La descincificación de latón no estabilizado, mediante la cual se produce una estructura de cobre porosa debilitada.
- Grafitización de fundición gris, en la que queda un esqueleto de grafito quebradizo debido a la disolución del hierro.
corrosión por erosión
La corrosión por erosión es un proceso que involucra corrosión y erosión. La tasa de ataque de corrosión se acelera por el movimiento relativo de un líquido corrosivo y una superficie metálica. El ataque se localiza en áreas con alta velocidad o flujo turbulento. Los ataques de corrosión por erosión se caracterizan por surcos con patrón direccional.
Ejemplos de metales que están sujetos a corrosión por erosión:
- Bronce en agua de mar
- cobre en agua
Corrosión por cavitación
Un líquido bombeado con alta velocidad reduce la presión. Cuando la presión cae por debajo de la presión de vapor del líquido, se forman burbujas de vapor (el líquido hierve). En las áreas donde se forman las burbujas de vapor, el líquido está hirviendo. Cuando la presión vuelve a aumentar, las burbujas de vapor colapsan y producen ondas de choque intensas. En consecuencia, el colapso de las burbujas de vapor elimina el metal o el óxido de la superficie.
Ejemplos de metales que están sujetos a cavitación:
- Hierro fundido en agua a alta temperatura
- Bronce en agua de mar
Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC)
El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) se refiere a la influencia combinada de la tensión de tracción (aplicada o interna) y el ambiente corrosivo. El material puede agrietarse sin ninguna deformación significativa o deterioro evidente del material. A menudo, la corrosión por picaduras está asociada con los fenómenos de agrietamiento por corrosión bajo tensión.
Ejemplos de metales que están sujetos a agrietamiento por corrosión bajo tensión:
- Acero inoxidable EN 1.4401 (AISI 316) en cloruros
- Latón en amoníaco
fatiga por corrosión
La fatiga mecánica pura es cuando un material sometido a una carga cíclica muy por debajo de la resistencia máxima a la tracción puede fallar. Si el metal se expone simultáneamente a un ambiente corrosivo, la falla puede ocurrir con una tensión aún más baja y después de un tiempo más corto. Contrariamente a la fatiga mecánica pura, no hay límite de fatiga en la fatiga asistida por corrosión.
Ejemplo de metales que están sujetos a fatiga por corrosión:
- Estructuras de aluminio en atmósfera corrosiva
Corrosión galvánica
Cuando un electrolito corrosivo y dos materiales metálicos están en contacto (celda galvánica), la corrosión aumenta en el material menos noble (el ánodo) y disminuye en el más noble (el cátodo). El aumento de la corrosión se denomina corrosión galvánica. La tendencia de un metal o una aleación a corroerse en una celda galvánica está determinada por su posición en la serie galvánica. La serie galvánica indica la nobleza relativa de diferentes metales y aleaciones en un entorno determinado (por ejemplo, agua de mar).
Cuanto más separados estén los metales en la serie galvánica, mayor será el efecto de corrosión galvánica. Los metales o aleaciones del extremo superior son nobles, mientras que los del extremo inferior son los menos nobles.
Ejemplos de metales que están sujetos a corrosión galvánica:
- Acero en contacto con 1.4401
- Aluminio en contacto con cobre
Los principios de la corrosión galvánica se utilizan en la protección catódica. La protección catódica es un medio para reducir o prevenir la corrosión de una superficie metálica mediante el uso de ánodos de sacrificio (zinc o aluminio) o corrientes impresas.
