Los Materiales De Corrosión.docx

INSTITUTO TECNOLOGICO DE MERIDA DEPARTAMENTO DE QUIMICA-BIOQUIMICAAMBIENTAL INGENIERIA AMBIENTAL COMPONENTES DE EQUIPO INDUSTRIAL Ing. JOSÉ LUIS GASCA HEREDIA “LOS MATERIALES Y LA CORROSION” UNIDAD 1 JUAN JOSE VIVAS PEREZ 27/01/19

INTRODUCCION En este trabajo se mostrará los principales conceptos sobre la materia de componentes de equipo industrial donde abarcará los distintos tipos de materiales que existen y que se usan mayormente en el ámbito industrial, así como el equipo que podríamos manejar en alguna rama de la carrera de ingeniería ambiental y por último los tipos de corrosión que se generan. Todo esto abarcándose como una pequeña muestra de lo que hay que conocer técnicamente para poder salir al mundo laboral .

LOS MATERIALES DE CORROSIÓN. 1.1CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES POR SU NATURALEZA Y PROPIEDADES USADOS EN LOS DIFERENTES EQUIPOS. Para empezar, se debe recalcar que la clasificación de cada material es dada tanto por su Estructura como por sus propiedades. Convirtiendo que la clasificación de los materiales sea extensa y variada. Por estructura: Se clasifican en 4 tipos; Metales, Cerámicas, Polímeros, Semiconductores y Compuestos. 1) Los metales se subdividen en ferrosos, que lo comprende el hierro y sus derivados (acero y fundición) y no ferrosos que serían los otros metales y sus aleaciones. También suelen dividirse por su peso en:  Metales ligeros (aluminio, magnesio, titanio, berilio, litio, bario, sodio, potasio, etc.).  Metales pesados (plomo, hierro, cromo, estaño, etc.).

Metales ferrosos. - El 90 % de los materiales metálicos usadas por la humanidad son aleaciones ferrosas. El acero es el más importante dentro de los metales ferrosos dado a su gran resistencia mecánica, su bajo costo y su facilidad de procesado en los procesos de manufacturación. Cuando se agrega cromo obtenemos aceros inoxidables resistentes a la corrosión. Las adiciones de tungs-teno da aceros muy duros que se usan en la fabricación de herramienta.

Metales no ferrosos. – Son el resto de elementos no metálicos y sus aleaciones. Las aleaciones son más importantes que los metales puros. En estas podemos ver aleaciones con; aluminio, magnesio y titanio, que son utilizados como materiales estructurales ligeros. 2) Las cerámicas y vidrios. La palabra cerámica se asocia con materiales cristalinos, estos son pocos dúctiles, pero resistentes a la abrasión y a la corrosión. Los vidrios son materiales cerámicos no cristalinos cuya composición química es similar a las cerámicas cristalinas. Los vidrios y las cerámicas se caracterizan por su fragilidad. Características: Materiales duros que se rompen con facilidad. Son de los materiales más antiguos usados por el hombre Aíslan la electricidad Tipos de cerámicas. - loza, porcelana, arcilla, distintos tipos de vidrios, materiales de construcción (cal, cemento, arena etc.)

3) Polímeros. Pueden ser naturales (proteínas), o obtenidos artificialmente (por síntesis) mediante la unión de monómeros o por reacciones de condensación entre 2 o más productos químicos. Los polímeros artificiales son materiales sintéticos, duplicación de productos naturales, o nuevos compuestos. Características: tienen bajo peso específico elevada resistencia mecánica y gran tenacidad. Sus propiedades dependen de la temperatura, Tienen una relación resistencia-peso superior a los metales Son resistentes a la corrosión Tienen bajo coeficiente de fricción Son malos conductores eléctricos y térmicos. Se clasifican en termoplásticos y termo endurecidos o termoestables. A estas categorías se podría agregar los elastómeros que presenta gran resistencia y comportamiento elástico importante (aquí pertenece el neopreno, los cauchos de silicona, los poliuretanos, etc.). Termo endurecidos o termoestables: Son materiales que se llevan a la condición plástica por calentamiento y al enfriarse se endurecen en forma permanente, mantienen su dureza aun si se los vuelve a calentar: fenólicas (baquelita), melaminicas, ureicas, poliéster, etc.

Termoplásticos: Estos materiales no se solidifican de modo irreversible, pueden ser sometidos a múltiples ciclos de calentamiento y enfriamiento sin que se vea afectada su estructura molecular. Esta característica permite el reciclado del material. Entre estos se encuentran; el acetato de celulosa, el polietileno, el cloruro de polivinilo, el nylon, etc.

4) Semiconductores. Se diferencian de no ser buenos conductores ni buenos aisladores, sino que su capacidad de conducción eléctrica es intermedia y además presenta características particulares. Ejemplos; silicio y germanio.

5) Compuestos. Materiales formados por una combinación de componentes individuales que pueden ser metales, cerámicas, polímeros, fibras, etc. Las propiedades de estos materiales dependen de sus componentes, de la forma física de dichos componentes y de la manera en que se combinan para obtener el producto final. Ejemplos; yeso, el mortero, hormigón, asfalto, cemento.

Por su Propiedad. Cada material tiene ciertas propiedades que: Lo diferencian de los demás Determinan lo que se puede hacer con el

1) Propiedades sensoriales. Son las que están relacionadas con la impresión que produce el material al observador. Color Textura Brillo 2) Propiedades físico-químicas. Están relacionadas con el comportamiento del material frente a acciones externas. Transparencia: según el comportamiento de los materiales frente a la luz se clasifican en; transparentes, translucidos y opacos. Oxidación: hace referencia al comportamiento de un material cuando es sometido a la acción de agentes atmosféricos o químicos.

Conductividad térmica: un material tiene alta conductividad térmica cuando deja pasar el calor por él. Conductividad eléctrica: un material tiene alta conductividad eléctrica cuando deja pasar la corriente por él. 3) Propiedades mecánicas. Se relacionan con el comportamiento del material cuando se somete a esfuerzos. o Dureza: un material es duro o blando dependiendo de si otro material podría rayarlo. o Tenacidad/fragilidad: un material es tenaz si aguanta los golpes sin romperse, es frágil si cuando le damos un golpe se fractura. o Elasticidad/plasticidad: Es elástico cuando, al aplicarle una fuerza se estira, y al retirarla vuelve a la posición inicial, plástico cuando al retírale la fuerza continúa deformado. o Resistencia mecánica: cuando soporta esfuerzos sin romperse.

4) Propiedades tecnológicas. Son las que están relacionadas con el comportamiento de los materiales durante la fabricación. Fusibilidad: es la capacidad de los materiales de pasar del estado sólido al líquido cuando son sometidos a una temperatura determinada. Ductibilidad: es la capacidad de los materiales de transformarse en hilos cuando se estiran. Maleabilidad: es la capacidad de los materiales de transformarse en láminas cuando se les comprime. 5) Propiedades ecológicas. Son las que esta relacionadas con la mayor o menor nocividad del material para el ambiente.  Toxicidad: Es el carácter nocivo de los materiales para el medio ambiente o los seres vivos.  Reciclabilidad: es la capacidad de los materiales para volver a ser fabricados.  Biodegradabilidad: capacidad de descomponerse de forma natural en sustancias más simples a través de tiempo.

1.2IDENTIFICACIÓN DE LOS DIFERENTES EQUIPOS INTERESANTES AL INGENIERO AMBIENTAL.

1) Muestreo y remediación de suelos Bombas automáticas extractoras de agua subterránea y lixiviados Sistema automático para toma de muestras de agua subterránea Sistema completo de extracción de vapores

2) Muestreo y remediación de aguas residuales

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Cribado El cribado grueso y/o fino constituye la primera etapa en una planta de tratamiento de aguas residuales. Una retención eficaz de los desechos gruesos y finos es primordial para asegurar el éxito operativo del proceso de tratamiento.

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Desarenado El desarenado consiste en la retención de las arenillas para evitar su acumulación en las obras hidráulicas de una planta de tratamiento. con tanques de flujo continuo utilizados para separar arenas, y otros sólidos discretos de densidad superior a la del líquido cloacal, que por su naturaleza interfieren en la operación y mantenimiento de las unidades que siguen en el tratamiento

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Trituradores Se colocan después de los desarenadores, cuando se espera un volumen apreciable de solidos duros con el fin de desmenuzarlos para la protección de las estaciones de bombeo u otras unidades de la planta de tratamiento que requieran dicha protección. Consisten en cilindros giratorios ranurados a través de los cuales pasa el líquido cloacal, donde los sólidos son cortados por engranajes dentados, disminuyendo su tamaño.

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Aireación Componentes de la aireacion SOPLADORES DE TIPO TRI-LOBULAR SOPLADORES DE TIPO TORNILLO

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Deshidratado La eficiencia en el deshidratado del lodo depende de la fase previa:

estabilizado/espesado, acondicionamiento de fango por polímero.

3) Muestreo y remediación de residuos solidos

 Empacadoras Las empacadoras con tolva de puerta cerrada, de amarre automático, de boca ancha y de alimentación grande están disponibles para cumplir con cualquier parámetro de aplicación

1.3 Concepto de corrosión.

La corrosión es el deterioro de los materiales a causa de alguna reacción con el medio en que son usados. También se le considera como una destrucción lenta y progresiva de un material producida por un agente exterior que puede ser aire húmedo , producto químico, etc. Este fenómeno no siempre involucra un cambio de peso o un deterioro visible, ya que muchas formas de corrosión se manifiestan por un cambio de las propiedades de los materiales, disminuyendo su resistencia. El motivo de que surja la corrosión es debido a que se modifica o altera la estructura de los elementos de la naturaleza, estos tienden a volver a su estado original. La corrosión no es lo mismo a la oxidación ya que muchos casos estos fenómenos son contrarios.

 Corrosión general o uniforme Es la que se produce con el adelgazamiento uniforme del producto de la perdida regular del metal superficial. ocurre sobre toda la superficie del material de forma homogénea, deteriorándolo completamente. Este tipo de corrosión es el que mayor pérdida de material provoca, pero es relativamente fácil de predecir y controlar. La velocidad de corrosión para estos casos, es altamente influenciada por la existencia de impurezas y fases distintas en el material, ya que estas inducen a una variación en la energía potencial, formando electrodos a pequeña escala, propiciando el proceso de corrosión.

 Corrosión localizada Representa un mayor riesgo potencial, debido a su difícil detectabilidad ya que se manifiesta en zonas específicas en el material, determinadas tanto por la naturaleza del material, la geometría de este, y las condiciones del medio al que se somete. Los procesos de corrosión localizada de mayor ocurrencia son galvánica, por fisura, por picaduras, por cavitación y microbiológica

 Corrosión galvánica ocurre cuando existe una unión, física o eléctrica, entre metales de diferente naturaleza, lo cuales, en la presencia de un electrolito, forman una celda electroquímica, donde el material de menor potencial electroquímico es el que se corroe. Un factor de importante consideración es la relación de área de la zona de contacto entre los materiales. Entre mayor sea la relación del ánodo respecto al cátodo, el proceso de corrosión ocurre con mayor velocidad.  Corrosión por fisura es similar a la corrosión galvánica, que se produce en zonas estrechas donde la concentración de oxígeno es mucho menor que en el resto del sistema, y cuyo efecto induce a que estas zonas de menor concentración de oxígeno actúen como un ánodo, propiciando el proceso de corrosión, en las fisuras.  Corrosión por picaduras (pitting) se presenta en materiales pasivados, debido a las características geométricas del sistema, existe una acumulación de agentes oxidantes y un incremento del pH del medio, lo que propicia el deterioro de la capa pasivada, permitiendo que la corrosión se desarrolle en éstas zonas puntuales.

 Corrosión por cavitación ocurre en sistemas de transporte de líquidos, hechos de materiales pasivados, donde por cambios de presión en el sistema, se producen flujos turbulentos que forman burbujas de aire, las cuales implosionan contra el material del sistema, deteriorando la capa de pasivación, facilitando el desarrollo del proceso de corrosión, de forma similar a la corrosión por picaduras, cuya diferencia se observa, en que el efecto de la cavitación es de mayor tamaño.

 Corrosión microbiológica en realidad, no es un tipo de corrosión en sí, sino que más bien es un fenómeno que facilita el desarrollo de otros procesos de corrosión. Las bacterias son los microorganismos más influyentes en este caso, por lo que también es conocida como corrosión bacteriana y se produce en sistemas de transporte de líquido, facilitando la corrosión por picaduras. La naturaleza del líquido que se transporta en estos sistemas, propicia la acumulación y reproducción de bacterias, las cuales se aglomeran, y propician las condiciones, como variación en la concentración de sales y oxígeno, para que se desarrollen otros procesos de corrosión como el pitting.  Corrosión combinada con un fenómeno físico también se puede incluir dentro de la clasificación de corrosión localizada, pero la diferencia con estos es que se encuentran condicionados por la presencia de un fenómeno físico, que funciona como iniciador del proceso de corrosión.

 Corrosión – erosión Este tipo de corrosión se observa en sistema de transportes de fluidos hechos con materiales pasivados, donde existen partículas de mayor dureza que la capa de pasivación. Estas partículas al estar en movimiento, erosionan la capa pasivada, permitiendo que el proceso de corrosión se desarrolle.

 Corrosión – tensión Ocurre cuando en un material, sometido a esfuerzo de tensión, ya sea de forma interna o externa, se forman pequeñas fisuras, que dan inicio al proceso de corrosión (Revie, 2011). El material que permanece en ambos fenómenos, se deteriora con mayor rapidez, que si estuviese bajo el efecto individual de cada uno, ya que la corrosión debilita el material, lo cual permite que la tensión tenga mayor impacto, fracturando en mayor medida el material, lo cual a su vez incita a que la corrosión se propague en un área mayor.

 Corrosión – fatiga se desarrolla en materiales, sujetos a esfuerzos externos, similar al de tensión, con la diferencia de que estos esfuerzos son cíclicos o fluctuantes. De igual forma que con el

proceso de tensión, el material se deteriora en mayor medida mediante la combinación de los dos fenómenos, comparado a cada uno por separado.

 Desalación es un proceso de corrosión que actúa sobre aleaciones metálicas, en donde uno de los elementos, de mayor afinidad con el oxígeno, se separa de la aleación y dejan una estructura porosa de pobres propiedades conformada por el resto de constituyentes. El proceso se nombra alternativamente respecto al elemento que se separa de la aleación como, por ejemplo, la descincificación para el latón, aleación que sufre comúnmente de este tipo de corrosión, en la cual se separa el zinc del matriz cobre.

 Filiforme se presenta en ambientes de alta humedad sobre materiales con recubrimientos orgánicos (pinturas), los cuales al ser rayados, se induce el desarrollo de la corrosión, que se propaga como filamentos delgados.

 Oxidación es un tipo de corrosión que se desarrolla en procesos de alta temperatura, en la presencia de algún gas oxidante, como el oxígeno, azufre y elementos halógenos. Las reacciones relacionadas son meramente químicas al no existir un electrolito de por medio, por lo que también se conoce como corrosión seca. Las moléculas del gas oxidante reaccionan con el material involucrado, donde, por efecto de la temperatura, el compuesto formado se difunde al interior del material, permitiendo que el proceso continúe, fragilizando el material.

Conclusión. – Como hemos apreciado las generalidades de los distintos temas abarcado es amplia de contenido ya que desde los tipos de materiales podemos observar las distintas clasificaciones que se generan dado así sea por su estructura o como sus propiedades, ya de los equipos de industria allí vemos aún más el extenso abarcamiento que tiene puesto que se da para cada rama distintas herramientas que con el pasar del tiempo estas tienden a ir actualizándose y por lo tanto el material de estudio se sigue amplificando, y de los tipos de corrosión tenemos ya asentado las bases de estas debido a que estas ya están establecidas. Saber todo esto es algo necesario para la proximisacion del campo laboral.

Bibliografía. http://www.dicis.ugto.mx/profesores/balvantin/documentos/Ciencia%20de%20Materiales%20par a%20Ingenieria/Tema%201%20-%20Conceptos%20Basicos.pdf http://ies.almudena.madrid.educa.madrid.org/dpto_tecnologia/TI.I_distancia/T5_materiales.pdf http://www.scielo.sa.cr/pdf/tem/v28n3/0379-3982-tem-28-03-00127.pdf