Ctm 21 Sdd Corrosio II

8/17/2019 Ctm 21 Sdd Corrosio II

1/57

a d e M a t e

r i a l s

21 – Corrosió II

Índex de la classe

Tema 5. Propietats químiques. Corrosió i degradació Formes de corrosió Prevenció contra la corrosió Oxidació

• Callister: – -

C i è n c i a

i T e c n o l o g

21/1AUTOR Jordi Llumà


2/57

a de Materials

2 1 – C

or r o si ó

I I

F or m e s

d e c or r o s i ó

Ciència i Tecnolog

A U T OR

J or d i L l um à


3/57

a d e M a t e

r i a l s

21 – Corrosió II

Atac uniformeFormes de corrosió

C i è n c i a

i T e c n o l o g



4/57

a d e M a t e

r i a l s

21 – Corrosió II

Formes de corrosió

Corrosió galvànica

C i è n c i a

i T e c n o l o g



5/57

a d e M a t e

r i a l s

21 – Corrosió II

Acer inoxidable

Formes de corrosió


C i è n c i a

i T e c n o l o g


Acer alcarboni


6/57

a d e M a t e

r i a l s

21 – Corrosió II

Formes de corrosió


C i è n c i a

i T e c n o l o g



7/57

a d e M a t e

r i a l s

21 – Corrosió II

Formes de corrosió Corrosió galvànica

C i è n c i a

i T e c n o l o g



8/57

a d e M a t e r i a l s

21 – Corrosió II

Formes de corrosió Corrosió galvànica

Tables galvàniques

C i è n c i a

i T e c n o l o g



9/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió Corrosió per aireació diferencial

Piles de concentració

C i è n c i a

i T e c n o l o g



10/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió Corrosió per aireació diferencial

O2

O2

O2

OH –

OH –

Cl –

M+

Na+

Na+

e –

e –

C i è n c i a

i T e c n o l o g


2

O2 O2 O2

OH –

OH –

OH –

Cl –

Cl –

Cl –

Cl

–

Cl –

Cl –

Cl –

Cl –

Cl –

Cl

–

Cl –

Cl –

M+

M+

M+

M+

M+

M+

M+

M+

M+

M+M

+

M+H

+

H+

H+

H+

H+

e –


11/57


21 – Corrosió II

Corrosió per picadures Tub d’acer en medi corrosiu (medi salí)

Formes de corrosió

C i è n c i a

i T e c n o l o g

21/11AUTOR Jordi LlumàW.D. Callister “Fundamentals of Materials Science and Engineering”, p S-226


12/57


21 – Corrosió II

Corrosió per picadures

Formes de corrosió

C i è n c i a

i T e c n o l o g



13/57


21 – Corrosió II

Corrosió per picadures

Formes de corrosió

C i è n c i a

i T e c n o l o g



14/57


21 – Corrosió II

Corrosió per cavitació

Trinomi de Bernouilli

Formes de corrosió

C i è n c i a

i T e c n o l o g



15/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió


Quan un líquid flueix a través d'una regió on la pressió ésmenor que la seva pressió de vapor, el líquid bull i formabombolles de vapor.

C i è n c i a i T e c n o l o g


a una regió de major pressió, on el vapor torna a l'estat líquidde manera sobtada, implotand bruscament les bombolles.


16/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió





17/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió





18/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió

Corrosió intergranular

Acers inoxidable austenítics




19/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió Corrosió intergranular

Zonaempobridaen crom

C i è n c i a i T e c n o l o

g


Límitde gra

Carbur de crom

Precipitat decarbur de

crom (Cr23C6)

Gra

Metall disolt per la

corrosió

Gra


20/57


21 – Corrosió II

Eliminació selectiva Eliminació selectiva del zinc en una vàlvula de llautó

Formes de corrosió


g



21/57


21 – Corrosió II

Corrosion per erosió

Formes de corrosió


g



22/57


21 – Corrosió II

Corrosion per erosió (Mecanisme)

Formes de corrosió


g



23/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió

Corrosió per erosió Bomba d’aigua de llautó Canonada de coure


g



24/57


21 – Corrosió II

Formes de corrosió

Corrosió per erosió

Turbulències


g


• Curvatures en la conducció (colzes)

• Vàlvules de pas• Línies de desguàs de diàmetre petit• Soldadures amb penetració excessiva• Altres estructures que canvien l'adreça de flux o la velocitat


25/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II

Formes de corrosió

Corrosió per erosió


g



26/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II

Corrosió sota tensions (SCC) Acer inoxidable austenític

Formes de corrosió

MitjàAliatge

susceptible


g


Tensióde tracció

SCC


27/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II

Corrosió sota tensions Acer inoxidable austenític

Formes de corrosió

Esquerdes

transgranularsramificades

F


g

21/27AUTOR Jordi LlumàF


28/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II

Corrosió bacteriana o microbiològica

Formes de corrosió

Els microrganismes participen del procés en forma activa sense

modificar la naturalesa electroquímica del fenomen.

Els m.o. artici en del rocés


g


de corrosió: produintsubstàncies corrosives,originades en el seucreixement o metabolisme,que transformen un mitjàoriginalment inert enagressiu.


29/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II


Formes de corrosió

Alguns compostos químics produïts pels microorganismes acceleren

l'atac localitzat, com per exemple: CO2, H2S, NH3, àcids orgànics iinorgànics, metabòlits que actuen com a depolarizants, compostossulfurats, etc.


g


2 C ió II


30/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II


Formes de corrosió


g


Colonia del bacteri Desulfovibro vulgaris. Bacteri reductor que generasulfur d'hidrogen com a subproducte del seu metabolisme. Aquest

bacteri està implicat en els processos de corrosió microbiològicad'acers, acers inoxidables i aliatges d'alumini, zinc i coure.

21 C ió II


31/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II

Corrosió bacteriana o microbiològica Mecanisme

Formes de corrosió

AcerFeS

Fe2+


g


H2

H+

H2S SO42-Fe

21 C ió II


32/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II

Formes de corrosió

- QuímicMECANISME - Electroquímic

- Microbiològic

MEDI EN EL QUEES PRODUEIX

- i! "ec! #químic!$

CLASSI%ICACI&DE LA

CORROSI&

- i! 'umi(! #electroquímic!$

- U)i*orme

- +!lb,)ic!

C i è n c i

a i T e c n o l o

g


ASPECE DE LASUPER%ICIE

- Ero"io

- E"quer(!me)t

- M!cro"cò.ic! - C!/it!ci0

- Pic!(ur!

- E1*ol!ci0

- Loc!lit2!(! - At!c "electiu

- Micro"cò.ic!

- I)tergr!)ul!r

- Corro"i0 "ot! te)"io)"

21 C ió II


33/57

a d e M a t

e r i a l s

21 – Corrosió II

Prevenció contra la corrosió

C i è n c i

a i T e c n o l o

g


21 Corrosió II


34/57


21 – Corrosió II


Disseny

EVITAR FORMACIÓ CEL·LESSELECCIÓ MATERIAL UNIONS

EVITAR ESPAIS TANCATS (CLIVELLES O CAVITATS)

’ ’

C i è n c i

a i T e c n o l o

g


GRAN QUE LA DEL CÀTODEPLANXA DE Cu AMB ROBLONS DE Fe OXIDACIÓ ↑↑↑

PLANXA DE Fe AMB ROBLONS DE Cu OXIDACIÓ

EVITAR CEL·LES CONCENTRACIÓ / COMPOSICIÓRECIPIENTS TANCATS (NO DISSOLUCIÓ GAS)

RECIPIENTS SEMPRE PLENS (PARETS FLEXIBLES)

21 Corrosió II


35/57


21 – Corrosió II


Disseny

EVITAR FENEDURES I ESPAIS

SOLDADURES DIRECTES (NO CEL·LESCOMPOSICI

C i è n c i

a i T e c n o l o

g


RECOBRIMENTS

AÏLLAMENT REGIONS (ÀNODE/CÀTODE)

TEMPORALS (GREIXOS)

ORGÀNICS (PINTURES)

INORGÀNICS (ESMALT, VIDRE)

METÀL·LICS (DIPÒSITS ELECTROQUÍMICS)

21 Corrosió II


36/57


21 – Corrosió II


Protecció catòdica Ànode de sacrifici

TERRA

C i è n c i

a i T e c n o l o

g


OXIDACIÓ: REDUCCIÓ:

CATIONSDEL TERRA

ANIONS DELTERRA

CANONADA (CÀTODE)ÀNODE DE SACIFICI

21 Corrosió II


37/57


21 – Corrosió II


Protecció catòdica Corrent imposat o ànode auxiliar

C i è n c i

a i T e c n o l o

g


21 – Corrosió II


38/57


21 – Corrosió II


Protecció catòdica Corrent imposat o ànode auxiliar

Flux de corrent direct

al recobriment i elsdefectesÀNODE(GRAFIT)

RECTIFICADORDE CORRENT


g


21 – Corrosió II


39/57


21 – Corrosió II

• AÏLLAMENT REGIONS (ÀNODE/CÀTODE)

• TEMPORALS (GREIXOS)

RECOBRIMENTS



g


• ORGÀNICS (PINTURES)• INORGÀNICS (ESMALT, VIDRE)

• METÀL·LICS (DIPÒSITS ELECTROQUÍMICS)

21 – Corrosió II


40/57


21 Corrosió II

RECOBRIMENTS INORGÀNICS (vidre,porcellana):Són fràgils però aïllen molt el substrat (metall) de l’entorn.

RECOBRIMENTS



g


RECOBRIMENTS ORGÀNICS (pintures,vernissos, laques…):Són barreres fines, tenaces i durables. Cal preparació de la

superfície per afavorir l’adhesió.

21 – Corrosió II


41/57


21 Corrosió II

RECOBRIMENTS METÀL·LICS:S’apliquen en capes fines per separar el metall (substrat) del’entorn.

RECOBRIMENTS



g


En ocasions, la capa superficial pot actuar d’ànode desacrifici (galvanitzat de l’hacer: capa de Zn sobre Fe).

Es poden realitzar per electrodeposició (Sn sobre Al,

cromats, niquelats…), sovint amb capes successives.

21 – Corrosió II


42/57


21 Corrosió II

RECOBRIMENTS ÀNODICS


2+ 2+ 2+ 2+

Corrosive environment

Cathode regionZinc coating

(anode)


g


e – e – e – e –

Steel

21 – Corrosió II


43/57


21 Corrosió II

RECOBRIMENTS ÀNODICS


ACER

CÀTODE

ZINC

La càrrega negativa en l’hacerinhibeix l’oxidació del ferro del’acer


g


RECOBRIMENT DE SACRIFICIÀNODE

21 – Corrosió II


44/57



ACER

CROM

CÀTODE

RECOBRIMENTS CATÒDICS


g


RECOBRIMENT NOBLEÀNODE

21 – Corrosió II


45/57



PASIVACIÓ (anoditzat)

FORÇAR FORMACIÓ PELÍCULA PROTECTORA D’ÒXID

ACERS INOXIDABLES

ALIATGES DE CROM


g


ALIATGES DE TITANIALIATGES DE NÍQUEL

ALIATGES D’ALUMINI...

21 – Corrosió II


46/57



PASIVACIÓ (anoditzat)

RELACIÓ DE PILLING-BEDWORTH


g


3XIDS AM4 P-4 5 6%orme) e"c!te" que c!ue)Dei1e) )o/! "u.er*icie (e"cobert!

No .rotegei1e)

3XIDS AM4 P-4 7 6

C!.e" .oro"e"

Dei1e) )o/! "u.er*icie (e"cobert!No .rotegei1e)

3XIDS AM4 P-4 8 6

C!.e" co)ti)ue"

No !cc9" (e l:e)tor) ! )o/! "u.er*icie

Protector"

21 – Corrosió II


47/57



INHIBICIÓ DE LA CORROSIÓ

Es denomina inhibidor de la corrosió a aquella substància que afegida

en petites quantitats a un mitjà corrosiu, disminueix o elimina la sevaagressivitat enfront del metall.


g


21 – Corrosió II


48/57





g


Grup hidrofílic

Cadena hidrofòbica

21 – Corrosió II


49/57





g


Superficie protegidaSuperficie lliure

21 – Corrosió II


50/57


Oxidació (Corrosió seca o uniforme)



21 – Corrosió II


51/57

a d e M a

t e r i a l s

OxidacióLes diferències fonamentals entre l’oxidació (corrosió seca) i la corrosióelectroquímica són les següents:

• Absència d'electròlit.

• Es important només quan el material metàl· lic treballa a temperaturaelevada.

• '



electroquímica, sobre les regions de comportament anòdic).

• El producte de corrosió primari quan el metall treballa en contacte ambl'atmosfera és un òxid i no un hidròxid que és el producte característic encorrosió electroquímica.

• Al no existir electròlit l'òxid s'apareix directament sobre la superfície

metàl·lica.

• La circulació d'electrons es produeix a través de la capa d'òxid, unavegada formada.

• La circulació d'ions té lloc també a través de la capa d'òxid.

21 – Corrosió II


52/57

a d e M a

t e r i a l s

Oxidació

Formació de capa d’òxid

Atmosfera (Gas-O2)

M2+

Capa `d’òxidMetall

O2-



e-

M M2+ + 2 e- ; O + 2 e- O2-

21 – Corrosió II


53/57

a d e M a

t e r i a l s

Oxidació

Formació de capa d’òxid

M M2+ + 2 e-



½ O2 + 2 e-

O2-

M + ½ O2 MO

21 – Corrosió II


54/57

a d e M a

t e r i a l s

Oxidació

Tipus d’òxid Relació Pilling–Bedworth

Ox M

M Ox

A APB

ρ ⋅⋅=



• AOx: Pes Mol·lecularde l’òxid• A

M : Massa atòmica

del metall

• ρ Ox : Densitat del’òxid• ρ

M : Densitat delmetall

21 – Corrosió II


55/57

a d e M a

t e r i a l s

Oxidació

Cinètica d’oxidació Relació parabòlica:

• Òxids protectors

Relació Lineal:

212 K t K W +⋅=

e r u n i t a r e a

, W

Linear

Parabolic

C i è n c

i a i T e c n o l o g


• Òxids no protectors

Relació logarítmica:• Estadi inicial

t K W ⋅=3

( )654

K t K LogK W +⋅⋅=

Time, t

W e i g h t g a

i n

ogar t m c

21 – Corrosió II


56/57

a d e M a

t e r i a l s

Aprenentatge autònom

Callister: Tema 18: Degradació de polímers

• 11 Inflament i dissolució

• 12 Ruptura de l’enllaç• 13 Degradació exposició a intempèrie

C i è n c



21 – Corrosió II


57/57

a d e M a

t e r i a l s

Properes classes

Tema 6. Propietats elèctriques Conducció elèctrica

• Callister:

– Tema 19: 1-13

Tema 6. Propietats elèctriques

C i è n c



• Callister: – Tema 19: 10-13 Problemes a resoldre:

• Callister: 19.1, 19.2, 19.5, 19.13, 19.16, 19.22

Ctm 21 Sdd Corrosio II

Documents

Transcript of Ctm 21 Sdd Corrosio II