3.1. Mecanismo de corrosión “La corrosión se defne como el deterioro de un material a consecuencia de
un ataque electroquímico electroquímico por por su ento entorn rno. o. De mane manera ra más más gene genera ral, l, pued puede e entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su orma más estable o de menor energía interna. interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oidación ( oidación!. !. "n los los proc proces esos os de corr corros osió ión n elec electr troq oquí uím mica ica de los los metal etales es se tien tiene e simultáneamente un paso de electrones libres entre los espacios anódicos # catódicos $ecinos, separados entre sí, seg%n el esquema siguiente&
'enómeno anódico& "d 'enómeno catódico& "c- ) n e*
"c ) n e* "d-(!
"+. .* "+. ..*-
“Los más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la /errumbre del /errumbre del /ierro # /ierro # el acero o acero o la ormación de pátina $erde en el cobre # cobre # sus aleaciones (bronce (bronce,, latón!. latón!. "n condiciones atmoséricas ambientales, el /ierro /ierro se se cubre de una capa de solución electrolítica (/umedad (/umedad # aire del ambiente! # la película de óido no lo protege adecuadamente porque no es capa0 de e$itar el acceso de los iones /asta el metal. 1demás esta capa es quebradi0a # permite la penetración de la solución electrolítica. +uando esto ocurre esto se cree que se lle$an a cabo los siguientes procesos electroquímicos& electroquímicos& +uan +uando do una una part parte e de la pelí pelícu cula la metá metáli lica ca se quie quiebr bra a act% act%a a como como ánod ánodo o liberando electrones, # la corrosión procede& "+. .*
Los electrones son transeridos desde el /ierro /ierro reduciendo reduciendo el oígeno atmoséric atmosérico o en agua en el cáto cátodo do en otra otra regi región ón de la pelí pelícu cula la metálica& "+. .*2
3eacción 4lobal& "+. .*5
La em em estándar estándar para la oidación del /ierro& "+. .*6
La corrosión del /ierro se lle$a a cabo en medio ácido7 los 8) pro$ienen de la reacc eacció ión n entr entre e el dió iói ido do de ca carb rbon ono o # del agua de la atmósera,
ormando 9cido carbónico. Los iones 'e-) se oidan seg%n la siguiente ecuación& ” (2) "+. .*:
3.2 Factores que infuyen la corrosión “Potencial eléctrico de los metales: +uando dos metales están en contacto
a tra$és de un líquido se produce una corrosión gal$ánica o electrolítica. "l grado de corrosión depende undamentalmente de la dierencia de potencial eléctrico eistente entre los dos metales en contacto. +uanto más ba;o (negati$o! sea el potencial de un metal, más ácilmente resultara corroído7 del mismo modo cuando ma#or sea la dierencia de potencial entre los dos metales en contacto, tanto ma#or será la corrosión gal$ánica producida entre ambos, siempre en per;uicio del de menor potencial. Formación de películas: Los productos insolubles de la corrosión pueden ser
completamente impermeables al líquido corrosi$o, por eso son totalmente protectores, o impermeables # permitir la corrosión local # general sin obstáculos. Las películas pueden tener tendencia a absorber la /umedad o retenerla, incrementando la corrosión resultante de la eposición a la atmosérica o los $apores corrosi$os. Temperatura: La corrosión tiende a aumentar al ele$ar la temperatura #a que
esta posee eectos secundarios mediante su in
solución corrosi$a # una superfcie metálica tiende a acelerar la corrosión, in
algunos materiales pueden retrasar la corrosión de otras, mediante la ormación en sus superfcies de óidos o capas de oigeno absorbidos que los /acen más resistentes a los ataques químicos. !cide$ de la solución: La $elocidad de corrosión de la gran parte de los
metales es aectada por el p8. Los metales solubles en acido, como el /ierro, el ni$el de p8 medio (apro. 2 a>! la $elocidad de corrosión está controlada por la $elocidad de transporte del oidante (generalmente oígeno disuelto! a la superfcie metálica temperaturas mu# altas la $elocidad de corrosión aumenta con el incremento de la basicidad. Los metales anot?ricos como el aluminio # el cinc se disuel$en rápidamente en soluciones acidas o básicas. La tendencia que tienen los metales a corroerse
mediante el despla0amiento de iones de /idrogeno de solución de indica de modo general por su posición en la serie electromotri0. Los metales por en0ima del /idrogeno, despla0an al /idrogeno con ma#or acilidad que los que se encuentran deba;o del /idrogeno7 una disminución en la concentración del ion /idrogeno tiende a /acer ascender el /idrogeno en reacciones con los metales, mientras que si se aumenta el ion metálico tiende a despla0ar a los metales /acia aba;o en relación al /idrogeno.(! (1)Corrosion 5è éd., vol. 13 de ASM Handbook , éd. ASM International (American Society for Materials), 1!. (2)"#an$, %aymond (2&&'). lectro*+mica-. Química (ovena dici/n edici/n). Mc0ra ill. . 11&&. (4)#tt66.cicloscom7inados.com6inde8.#6control9*+imico9en9centrales6corrosion9e9 incr+staciones6'29corrosion9e9incr+staciones
(5! /ttp&@@es.AiBipedia.org@AiBi@"cuaciC+CnEdeE1rr/enius (!) #tt66es.t#efreedictionary.com6indicador (') #tt66*+imica.la$+ia2&&&.com6acidos9y97ases6indicadores
3.3. %escri&ir el ciclo ener"ético de la corrosión y relacionar con este la ecuación de !rr'enius( )ernst y *i&&s “
:a corrosi/n y las incr+staciones son los efectos m;s er<+diciales de +n control *+mico inadec+ado, y
tienen s+ efecto ne$ativo en la rod+cci/n de rot+ras, érdidas de rendimiento, érdidas de material, de$radaci/n acelerada de elementos y dese*+ili7rios en e*+ios rotativos. =odemos definir la corrosi/n como la reacci/n *+mica o electro*+mica *+e se rod+ce entre +n metal y el medio, *+e rovoca s+ de$radaci/n y la érdida de s+s roiedades. sta corrosi/n se rod+ce or el o8$eno dis+elto en el a$+a, or el di/8ido de car7ono o or ;cidos. l ata*+e *+mico comien>a en la s+erficie y se roa$a #acia el interior. ?iferentes >onas de la s+erficie met;lica act@an como ;nodo y c;todo. :os iones met;licos or dif+si/n a través de la matri> met;lica se o8idan en la >ona an/dica y los electrones, dif+ndidos de i$+al modo, reaccionan en el o8$eno dis+elto en la >ona cat/dica. l res+ltado de la corrosi/n es la érdida de esesor y de c+alidades mec;nicas as como el desrendimiento de material *+e +ede ac+m+larse en ciertos +ntos de la instalaci/n. n caldera y ciclo a$+a9vaor, las artes m;s afectadas de la instalaci/n ser;n las artes fras”, es decir circ+ito de alimentaci/n y economi>adores, ya *+e en las artes calientes se forma de manera nat+ral +na caa s+erficial de /8ido de #ierro denominado ma$netita, *+e imide *+e la o8idaci/n ro$rese al interior del metal, formando as +na caa rotectora. Sin em7ar$o estas artes calientes si se ver;n afectadas or los desrendimientos de las artes fras. :os efectos directamente ocasionados son
•
:a red+cci/n del coeficiente de transmisi/n de calor
•
:a red+cci/n de la secci/n li7re de aso de fl+ido
•
:a rot+ra de t+7os or so7recalentamiento, al ser el intercam7io de calor menor”(4)
“La ecuación de 1rr/enius aparece en la Fteoría del estado de transiciónF de las reacciones químicas, ormulada por "ugene Gigner, 8enr# "#ring,Hic/ael Iolan#i # H. 4. "$ans en los aJos K>s. "sto toma $arias ormas, pero una de las más comunes es
donde& •
GM es la energía libre de 4ibbs de acti$ación,
•
k B es la constante de olt0mann, #
•
h es la constante de IlancB.
1 primera $ista esto luce como un eponencial multiplicado por un actor que es lineal en temperatura. Sin embargo, se debe recordar que la energía libre es por sí misma una cantidad dependiente de la temperatura. La energía libre de acti$ación es la dierencia de un término de entalpía # un término de entropía multiplicada por la temperatura absoluta. +uando todos los detalles son considerados, se termina con una epresión que nue$amente toma la orma de la ecuación eponencial de 1rr/enius multiplicada por una unción de T que $aría lentamente. La orma precisa de la dependencia de temperatura depende de la reacción, # puede ser calculada usando órmulas de la mecánica estadística, que en$uel$en las unciones de partición de los reacti$os # del comple;o acti$ado. (5! 3.+. ,ué es un indicador en las $onas electródicas. “Sustancia orgánica utili0ada para determinar el p8 de una solución mediante
un cambio de color7 cada indicador $iraen una 0ona determinada del p8 (6! 3.-. /u0l es la $ona de irae de la enoltaleína y en que medio cam&ia de coloración4 y porque
“La enoltaleína tiene un punto de $ira;e entre p8NO,- (incoloro! a p8N> (magenta o rosado!. "l ion P8* se reconoce con enoltaleína. De medio básico a medio muy básico: 'enoltaleína -* ) P8* Q 'enoltaleína(P8!* "+. .5. * 3osa R ncoloro (:!