La corrosión
se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera
más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los
materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre
que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en
alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el
metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos
también sufren corrosión mediante otros mecanismos. El proceso de corrosión es
natural y espontáneo.
La
corrosión es una reacción química (oxido reducción) en la que intervienen tres
factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una
reacción electroquímica.
Los
factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del
aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en
el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a
todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los
ambientes (medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.). Es un problema industrial importante, puede causar accidentes (ruptura de una pieza)
y, además, representa un costo importante, ya que se calcula que cada pocos
segundos se disuelven 5 toneladas de acero en el mundo, procedentes de unos
cuantos nanómetros o picómetros, invisibles en cada pieza pero que, multiplicados
por la cantidad de acero que existe en el mundo, constituyen una cantidad
importante.
La
corrosión es un campo de las ciencias de materiales que invoca a la vez
nociones de química y de física (fisicoquímica).
TIPOS DE CORROSIÓN.
No todos los fenómenos corrosivos son
idénticos, debido a que existen varios tipos de corrosión, podemos distinguir:
Corrosión intergranulada, por picaduras, por esfuerzo, galvánica, por fatiga y
por fricción:
1-
CORROSIÓN INTERGRANULAR: Se produce en los límites de los
granos de una aleación o metal. Cuando es fuerte presenta una pérdida de resistencia y de
ductilidad del material.
2-CORROSIÓN
POR PICADURAS: Se produce en zonas muy localizadas de una
superficie metálica y da como resultado el desarrollo de cavidades y agujeros.
La utilización de inhibidores resulta muy útil para evitar este tipo de
corrosión.
3- CORROSION
POR ESFUERZO: Se refiere a las tensiones internas luego de una deformación
en frio. Es posible q ocurra debido al cloruro en el acero inoxidables
ausenticos cuando los cloruros se concentran en la superficie metálica a una
temperatura aproximada a 60ºC o mayor.
4-CORROSIÓN
GALVÁNICA: Es la más común de todas y se establece cuando dos metales
distintos entre sí actúan uno de ellos como ánodo y el otro como cátodo.
Para reducir este tipo de corrosión se puede utilizar películas protectoras de
óxidos también aislando un metal de otro.
5-CORROSIÓN
POR FATIGA: Es una reducción de la capacidad de un metal
para soportar esfuerzos cíclicos o repetidos, los cuales producen la rotura de
las películas de protección de óxidos que evitan la corrosión con una mayor
rapidez. Tiene como consecuencia la formación anódica en los puntos de rotura;
esas zonas producen además picaduras que sirven como punto de concentración del
esfuerzo para el origen de grietas que provocan fallos finales.
6-CORROSION
POR FRICCION: es la que se produce por el movimiento
relativamente pequeño (como una vibración) de 2 sustancias en contacto, de las
que una o ambas son metales. Este movimiento genera una serie de picaduras en
la superficie del metal, las que son ocultadas por los productos de la
corrosión y sólo son visibles cuando ésta es removida.
ANALISIS DE FALLAS.
El análisis de falla es un
examen sistemático de la pieza dañada para determinar la causa raíz de la falla
y usar esta información para mejorar la confiabilidad del producto.
Cuando un producto ingenieril cesa de
realizar una o más de sus funciones, mucho antes del
fin de su vida útil, se dice que ha fallado. Estas fallas pueden causar
pérdidas de vidas, paradas imprevistas de planta, incrementos de los costos de
mantenimiento y reparación. En razón de sus aspectos legales, los resultados de
los análisis de fallas pueden ser usados como base de litigaciones y reclamos
de seguros.
Los
informes de los análisis de fallas pueden ser leídos por una vasta
audiencia, incluyendo expertos y neófitos. De aquí que los informes tienen que
ser claramente escritos evitando el uso de un lenguaje impreciso. Por otra
parte, al poder ser usados también en ámbitos judiciales, es imperativo usar
los términos técnicos correctos con definiciones claras para evitar
confusiones. El perfil del analista de fallas debe incluir un adecuado
conocimiento de varias disciplinas, particularmente en ingeniería de
materiales y ciencias de materiales. Esto define el carácter multidisciplinario
del análisis de falla.
El
análisis de falla está diseñado para:
a)
Identificar los modos de falla (la forma de fallar del producto o pieza)
b)
Identificar el mecanismo de falla (el fenómeno físico involucrado en la falla)
c)
Determinar la causa raíz (el diseño, defecto, o cargas que llevaron a la falla)
d)
Recomendar métodos de prevención de la falla.
Causas
comunes de falla (la lista no es exhaustiva):
• Mal
uso o abuso
•
Errores de montaje
•
Errores de fabricación
•
Mantenimiento inadecuado
•
Errores de Diseño
•
Material inadecuado
•
Tratamientos térmicos incorrectos
•
Condiciones no previstas de operación
•
Inadecuado control o protección ambiental
•
Discontinuidades de colada
•
Defectos de soldadura
•
Defectos de forja.
TIPOS DE ANÁLISIS DE FALLAS.:
Tipos de fallas:
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CELDAS GALVÁNICAS.
La celda galvánica o celda voltaica,
denominada en honor de Luigi Galvani y Alessandro Volta respectivamente, es una
celda electroquímica que obtiene la energía eléctrica a partir de reacciones
redox espontáneas que tienen lugar dentro de la misma. Por lo general, consta
de dos metales diferentes conectados por un puente salino, o semiceldas
individuales separados por una membrana porosa. Volta fue el inventor de la
pila voltaica, la primera pila eléctrica.
En el uso común, la palabra pila es una
celda galvánica única y una batería propiamente dicha consta de varias celdas,
conectadas en serie o paralelo.
FALLAS.
La palabra falla es un término general que
se utiliza para designar que un
componente, equipo o maquina ha fallado en servicio, se considera que una
pieza, maquina o equipo ha fallado cuando ocurre unas de las siguientes
condiciones:
I. Cuando se vuelve completamente
inoperable.
II. Cuando el componente aún es
operable pero no es capaz de cumplir la función para la cual fue concebido,
diseñado y manufacturado.
III. Cuando el deterioro del
componente ha llegado a una condición seria que lo hace inconfiable o inseguro
para continuar su utilización.
Decimos que algo falla cuando deja de brindarnos el servicio que debía
darnos o cuando aparecen efectos indeseables, según las especificaciones de
diseño con las que fue construido o instalado el bien en cuestión.
Tipos de
fallas
Fallas temprana:
Ocurren al principio de la vida útil y constituyen un porcentaje pequeño
del total de fallas. Pueden ser causadas por problemas de materiales, de diseño
o de montaje.
Fallas adultas:
Son las fallas que presentan mayor frecuencia durante la vida útil. Son derivadas
de las condiciones de operación y se presentan más lentamente que las
anteriores (suciedad en un filtro de aire, cambios de rodamientos de una
máquina, etc.).
Fallas tardías:
Representan una pequeña fracción de las fallas totales, aparecen en
forma lenta y ocurren en la etapa final de la vida del bien (envejecimiento de
la aislación de un pequeño motor eléctrico, perdida de flujo luminoso de una lámpara,
etc.
PROTECCION CATODICA.
La protección catódica (CP) es una técnica
para controlar la corrosión galvánica de una superficie de metal convirtiéndola
en el cátodo de una celda electroquímica. El método más sencillo de aplicar la
CP es mediante la conexión del metal a proteger con otro metal más fácilmente corrosible
al actuar como ánodo de una celda electroquímica. Los sistemas de protección
catódica son los que se usan más comúnmente para proteger acero, el agua o de
combustible el transporte por tuberías y tanques de almacenamiento, barcos, o
una plataforma petrolífera tanto mar adentro como en tierra firme.
La protección catódica (CP) puede, en
bastantes casos, impedir la corrosión galvánica.
PROTECCIÓN ANÓDICA.
La protección anódica está fundamentada en
la pasivación de un metal anódico cuando se le somete a un potencial más
positivo que el de E0 de corrosión. Para ciertos metales y electrolitos sucede
que al aumentar el potencial aumenta fuertemente la oxidación hasta alcanzar
una intensidad máxima imax. A partir de este punto y para pequeños incrementos
de E la densidad de corriente disminuye hasta la i pasiva, que indica unos
bajos valores de corrosión. Este bajo nivel de oxidación se mantiene para
valores de la tensión mayores a Epp, pero no tanto para llegar a la destrucción
de la capa pasiva, transpasiva.
Los electrolitos que pueden proteger a cada
metal o aleación son seleccionados, de acuerdo con la tabla de iones que los
pasivan formando una película pasiva protectora en la superficie. Así el acero
puede protegerse anódicamente por los iones sulfúrico, fosfórico o álcalis;
pero no con los iones cloro. Sin embargo el titanio puede protegerse por los
iones cloro.
La protección anódica se aplica a aleaciones
que se pasivan con rapidez para pequeñas densidades de corriente.
PROTECCIÓN DE
RECUBRIMIENTO.
El recubrimiento de protección está especialmente formulado
para proteger del medio ambiente los PCBs y los equipos relacionados. Lo
anterior optimiza y prolonga la vida útil de los PCBs y garantiza su seguridad
y confiabilidad. El recubrimiento se ajusta a la forma de la tarjeta y sus
componentes, para crear una capa protectora que es a la vez ligera y flexible.
Este duradero recubrimiento protector
protege a los circuitos de materiales tales como productos químicos (por
ejemplo, combustibles, refrigerantes, etcétera), vibración, rocío salino,
humedad y alta temperatura, hongos, corrosión y choques térmicos.
