Post on 05-Aug-2015
transcript
CORROSIÓN EN PROCESOS CORROSIÓN EN PROCESOS DE MINERÍADE MINERÍA
DESDE LA EXPERIENCIA DESDE LA EXPERIENCIA CHILENACHILENA
FERNANDO PUCHI THIELEFERNANDO PUCHI THIELE
2
RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS
Antofagasta Minerals ha desarrollando el proyecto Esperanza
mediante explotación a rajo abierto de donde se extraerá mineral
de cobre, oro y molibdeno a una tasa nominal de 95.000 tpd.
Esperanza es una planta concentradora de sulfuros de cobre,
donde el concentrado producido se obtendrá a través de los
procesos de conminución y flotación los cuales utilizan agua de
mar sin tratar para su proceso.
El agua de mar será bombeada a través de una línea de impulsión
de 38” de diámetro recorriendo una distancia de 145 km hasta la
Planta donde se producirá el concentrado que es trasportado hasta
el puerto donde será espesado, filtrado, lavado y posteriormente
almacenado para su embarque, en un muelle propio del proyecto.
3
RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS
4
RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS
5
RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS
• ENSAYO PERFORMANCE: solicitamos resultados pre-fabricación para reafirmar
la correcta elección de los componentes del esquema de pinturas y ensayos
con muestra obtenida durante la fabricación para confirmar su correcta
aplicación,
• CONTROL PROCESO APLICACIÓN: controla el correcto método de preparación
de la superficie y correcta forma de aplicación de las pinturas,
• HISTORIAL DE FALLAS: permite anticiparse a la aparición de daños, reafirmando
sistema de mantenimiento que conducen a “defender” la vida útil del
recubrimiento.
• COMPROMISO MONITOREO EN PLANTA: reafirma todo lo anterior, pues
compromete al proveedor aportar su experiencia en forma efectiva.
6CARMEN SILVA 2 - 20 22 026
RECUBRIMIENTOSRECUBRIMIENTOS
Los factores fundamentales responsables de una vida útil exitosa de un Sistema
Protector son:
• la correcta elección de los componentes que constituyen el esquema de
recubrimiento de pinturas,
• el correcto método de preparación de la superficie,
• la correcta forma de aplicación de las pinturas.
• los controles “ad hoc” de calidad de los procesos de aplicación y de los
productos especificados,
• sistema de mantenimiento adecuado para equipo en funcionamiento.
Cuando alguno de los factores anteriores no es correctamente realizado,
disminuye la vida útil de los recubrimientos.
Bis A Epoxy PU Elastomer Polyurea
Tensile 7,000 psi 1,000 psi 3,000 psi
ElongationASTM D4541
1 % 500 % 425 %
Compressive StrengthASTM D 695
10,000 psi N/A N/A
Abrasion ResistanceASTM D 4060
100 mg Loss 42 mg Loss 6.2 mg Loss
Flammability ASTM E-84
Class A*Flame spread 0
Smoke Density 0
Class BFlame Spread> 25
Class AFlame Spread 10Smoke Density 35
Hardness ASTM D 2240
Shore D 85 Shore D 40-60 Shore D 40-80
Application Temp. 10°C - 32° C 13 °C - 32 ° C -29 ° C - 177 °C
Impact ResistanceASTM D 2794
F160, R80 LBS >160 Lbs.F and R
>160 Lbs.F and R
Permeability ASTM E 96 .16 perm-in. .080 perm-in. .02 perm-in.
Comparación de Epóxicos, elastómeros de Poliuretano y Poliureas
Comparación de Epóxicos y Poliuretanos
Munger, C.G., Coatings-Resistant, Kirk-Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Ed., Vol. 6, John Wiley & Sons, New York, NY (1979)
Comparación de Epóxicos y Poliuretanos
10
PROVEEDOR DE PINTURAS SELECCIONADO
1.El proveedor seleccionado debe capacitar al personal que realizará
la aplicación, de modo que conozcan la importancia de respetar
indicaciones técnicas para sus productos, que influenciarán la calidad
del esquema de protección.
2.El proveedor indicará la garantía por los trabajos realizados con sus
productos. (NACE TM0174 - 96: Laboratory Methods for the Evaluation
of Protective Coatings and Lining Materials in Immersion Service).
3.El proveedor debe asumir el compromiso de participar en un futuro
programa de monitoreo periódico (inspección y mantención).
11
INSPECCIÓN INDEPENDIENTE
•Además del auto control del Contratista, recomendamos a Proyecto
Esperanza contratar otro organismo externo del rubro.
•Certificados de calibración de equipos de control de aplicación.
•Entregar a ITO, probetas preparadas por aplicador para realizar
ensayos normalizados en Centros certificados.
12
CONTRATISTA APLICADOR
Mantener equipos
1.Rugosímetro: Para determinar la rugosidad del proceso de arenado,
cuyo rango óptimo debe ser entre 1,5 y 3,0 [mils] (25-75 micrones).
2.Termómetro Ambiental y de Contacto
3.Higrómetro: Para comprobar las condiciones ambientales
adecuadas, calculando además el punto de rocío.
4.Detector de Espesores de Película Húmeda y Seca
5.Holiday Detector: Instrumento con bajo voltaje y esponja saturada
con electrolito, destinado a detectar poros.
6.Adhesímetro: Para realizar los test de adherencia sobre el sustrato y
sobre capas de revestimiento.
13
CONTRATISTA APLICADOR
Confeccionar Hoja de reporte diaria de los trabajos que se efectúen.
Ellas serán una ayuda memoria para las reuniones de coordinación y
toma de decisiones. Es un documento evidencial en los casos en que
el recubrimiento falla prematuramente y debe incluir, entre otros:
1.avance diario, número de personas, horas trabajadas, rendimiento
diario por persona y por el equipo.
2.información respecto a las condiciones climáticas como temperatura
y humedad
3.condiciones de la superficie a pintar
4.materiales usados (material abrasivo, pinturas, solventes y ortros
materiales) y equipos usados
5.condiciones de secado y curado
14
TENER PRESENTE
15
TENER PRESENTE
16
MANTENCIONES
Resultados de reportes de NACE indican la conveniencia de realizar
inspecciones cada 6 a 12 meses. Repintados (spot painting) deben ser
realizados antes que aparezcan cantidades importantes de óxido. En
los casos en que más del 10% de la superficie está comprometida,
entonces es más económico repintar toda la superficie.
17
TRANSPORTE AGUA DE MARTRANSPORTE AGUA DE MAR
Antofagasta Minerals ha desarrollando el proyecto Esperanza
mediante explotación a rajo abierto de donde se extraerá mineral
de cobre, oro y molibdeno a una tasa nominal de 95.000 tpd.
Esperanza es una planta concentradora de sulfuros de cobre,
donde el concentrado producido se obtendrá a través de los
procesos de conminución y flotación los cuales utilizan agua de
mar para su proceso.
El agua de mar será bombeada a través de una línea de impulsión
de 38” de diámetro recorriendo una distancia de 145 km hasta la
Planta donde se producirá el concentrado que es trasportado hasta
el puerto donde será espesado, filtrado, lavado y posteriormente
almacenado para su embarque, en un muelle propio del proyecto.
Endcor GCC9717
Inhibidores de Corrosión
1.Endcor GCC9717 es una mezcla especialmente preparada de fosfato
inorgánico y zinc.
2.El producto puede ser dosificado en una sola ubicación para tratar de
todo el sistema, pero pueden ser añadidas dosis complementarias
en áreas especialmente problemáticas.
3.Antes de recomendar un producto Endcor GCC9717, su especialista
GE ejecutar una extensa evaluación de su sistema para establecer los
parámetros operacionales específicos y las necesidades de tratamiento.
Utilizando esas informaciones, el especialista trabajará con los
ingenieros del Departamento de Marketing Técnico-Industrial del
proveedor con el objeto de diseñar una fórmula especia para satisfacer
las necesidades de su sistema.
¿Cuál es la tasa del inhibidor que debe ser aplicada al agua de
mar para el Proyecto Esperanza, considerando que la aducción
tiene 144 Km de longitud en tubería de acero de 28” de diámetro
y la descarga a una elevación de 2275 m.s.n.m.?
Para definir la dosis de trabajo se requiere de una muestra de agua de mar y realizar
ensayos SIR (Sistema de inmersión rotativa), y que se nos defina cual es la tasa de
corrosión requerida para el proyecto.
La dosis que hemos aplicado con buenos resultados se encuentran entre 10-15 ppm con
una tasa de corrosión entre 5 a mpy. También hay ensayos realizados con agua de mar a
25 ppm y la tasa obtenida es menor a 2 mpy.
Además deben instalarse testigos en el sistema para medir la tasa de corrosión y ajustar
la dosis de acuerdo a los resultados que se obtengan en el seguimiento de la puesta en
marcha y a través del tiempo en la aplicación.
Desde principios de abril se han estado probando distintas dosificaciones del inhibidor de corrosión End Cor GCC 9717 en la línea de impulsión. Para esto, se probaron dosificaciones de 10 ppm, 9 ppm y 8 ppm de producto por un periodo de 7 días cada una, y los resultados fueron medidos mediante el uso de cupones. En estas pruebas se obtuvieron los siguientes resultados: Dosis: 10 ppm End Cor GCC 9717 % disminución Tc: 86,02% Fecha de prueba: 8 de abril – 15 de abril
Cupón Identificación Peso inicial, Pi (g)
Peso depósito, Pd (g)
Peso final, Pf (g)
Tasa depositación, Td
(mpd)
Tasa corrosión, Tc
(mpy)
ZCD 3450 Agua sin producto 9.2325 8.9824 8.8654 5.55 49.43
ZCD 3451 Agua sin producto 9.2624 8.9957 8.8802 5.48 51.46
ZCD 3452 Agua con producto 9.2756 9.2444 9.2245 0.94 6.88
ZCD 3453 Agua con producto 9.2537 9.2258 9.2001 1.22 7.22
Dosis: 9 ppm End Cor GCC 9717 % disminución Tc: 89,54% Fecha de prueba: 15 de abril – 22 de abril
Cupón Identificación Peso inicial, Pi (g)
Peso depósito, Pd (g)
Peso final, Pf (g)
Tasa depositación, Td
(mpd)
Tasa corrosión, Tc
(mpy)
ZCD 3454 Agua sin producto 9.087 8.823 8.7592 3.03 44.14
ZCD 3455 Agua sin producto 9.2003 8.9513 8.8569 4.48 46.27
ZCD 3456 Agua con producto 9.2209 9.196 9.1855 0.49 4.77
ZCD 3457 Agua con producto 9.1739 9.1529 9.137 0.76 4.69
Dosis: 8 ppm End Cor GCC 9717 % disminución Tc: 88,01% Fecha de prueba: 22 de abril – 29 de abril
Cupón Identificación Peso inicial, Pi (g)
Peso depósito, Pd (g)
Peso final, Pf (g)
Tasa depositación, Td
(mpd)
Tasa corrosión, Tc
(mpy)
ZCD 3330 Agua sin producto 9.2205 8.9761 8.891 4.04 44.38
ZCD 3331 Agua sin producto 9.2119 8.936 8.8757 2.86 45.27
ZCD 3458 Agua con producto 9.109 9.0745 9.068 0.31 5.52
ZCD 3459 Agua con producto 9.281 9.2495 9.2422 0.35 5.23
23
INSTALACIÓN DE RACK NORMA ASTM D 2688
24
NACE Standard RP0775Preparation and Installation of Corrosion Coupons and Interpretation of Test Data in Oilfield Operations
Corrosion coupons used as suggested in this document measure the total metal loss during exposure period. They show corrosion that has already occurred. A single coupon cannot be used to determine whether the rate of metal loss was uniform or varying during the exposure period. Information on the change in corrosion rate can be obtained by installing several coupons at one time and removing and evaluating individual coupons at specific short-term intervals.
25
NACE Standard RP0775 Exposure time must be considered when interpreting corrosion coupon data. Short-term exposure (15 to 45 days) will provide quick answers but may give higher corrosion rates than long-term exposures. Aggravating conditions, such as bacterial fouling, may take time to develop on the coupon. Short exposure times may be advantageous when evaluating inhibitor effectiveness. Longer exposures (60 to 90 days) are often required to detect and define pitting attack. Multiple coupon holders can be used so that both the short- and long-term effects can be evaluated.
De la evaluación realizada se observa que con una dosis de 9 ppm, se obtuvo el mejor resultado. A partir del 29 de Abril se inicia una evaluación por un periodo de 27 días para esta dosis, posterior a esta evaluación se realizara una a dosis de 10 ppm.
En paralelo a la evaluación de dosis, hemos realizado muestreos para evaluar concentración de los activos del producto, hemos observado que para dosis de 10-9 ppm la concentración de activos no varia mayormente en el trazado del piping.
PREGUNTAS REALIZADAS AL PROVEEDOR FEBRERO 2008
PREGUNTA 1:
¿Qué componente del ENDCORR GC 9717 puede ser analizado al final de la
ruta actual (a la llegada en la Planta) que permita asegurar la efectividad del
inhibidor en todo ese tramo?
Respuesta:
Se pueden realizar análisis de Zinc y Fosfato, un análisis importante de
realizar además es el de Fe+2 que es más simple de efectuar, midiendo el
contenido de esta especie al inicio y su comportamiento a través del trazado.
PREGUNTA 2:
¿Basta con tener inyección sólo en la primera estación de bombeo o debe
acondicionarse otra unidad dosificadora de ENDCORR GC 9717 a lo largo de
la trayectoria hasta Esperanza?
Respuesta:
En PCS YUMBES SCM existían dos estaciones de bombeo intermedias con
una distancia total de 45 km aproximadamente. Se analizó la posibilidad de
reforzar la aplicación en las estaciones de bombeo, pero el resultado era el
mismo que aplicar el producto en la etapa inicial de bombeo y solamente se
aumentaba el consumo de producto.
Mi recomendación en la etapa incial de aplicación sería para este nuevo
proyecto dejar las posibilidades abiertas a reforzar la aplicación en
algún punto intermedio y esta decisión definirla en función del programa de
seguimiento, donde se debiese analizar residual de activo, aportes de hierro
desde el sistema al agua de mar e instalación de testigos.
PREGUNTA 3:
Una vez que haya sido instalado el ducto de Esperanza y después que
se asegura su limpieza interior, existe sugerencia de dosificación inicial
a cumplir (distinta de las 14 ppm) para la puesta en servicio?
Respuesta:
Puede existir la posibilidad de reforzar con una dosis inicial mayor para
la rápida estabilización del producto de corrosión en el piping.
Como experiencia puedo comentar que en PCS YUMBES SCM, no se
realizó limpieza de piping (piping con tres años de uso) y detectamos en
el seguimiento diario durante la puesta en marcha que el nivel de Fe+2
disminuía a una tasa baja, para lo cual en conjunto con la gerencia de
operaciones se decidió dejar la línea llena con agua, con una dosis
de 40 ppm, por 24 horas, después de esto el nivel de hierro que
llegaba a planta era del mismo orden del que habia al inicio en la
impulsión 0.04 ppm Fe+2. En Minera Michilla no fue necesario realizar
sobre dosificación.
PREGUNTA 4:
Es necesario planificar prueba en instalación existente en Minera
Michilla para confirmar tiempo y longitud de efecto del inhibidor, es
decir, determinar la cinética de consumo de inhibidor de corrosión a lo
largo del ducto de Esperanza?
Respuesta:
Es factible realizar esta prueba, midiendo residual de producto a través
de la línea, pero cabe señalar que el producto se aplica en función del
volumen de agua que va pasando ya que es un sistema de un solo
paso, e.d, para la aplicación del producto una vez definida la dosis de
trabajo da lo mismo el largo del piping, el consumo de producto o el
residual de producto que logra disminuir la corrosión va avanzando con
el agua y su reposición es continua. En Minera Michilla a través de todos
estos años de aplicación se evaluó el efecto de la disminución de la
dosis se observo que al bajar la tasa de corrosión se incrementa de
inmediato.
PREGUNTA 5:
En el caso que AMSA decida realizar mediciones orientadas a medir
tasas de corrosión con muestras de acero y agua de mar de la futura
línea de Esperanza, probando diferente dosificación del inhibidor
ENDCORR GC 9717, podemos recibir muestra de ese producto para
realizar esas mediciones?
Respuesta:
Para pruebas de laboratorio si puedo hacer llegar muestras, para una
prueba industrial habría que definir la cantidad de producto a
proporcionar y el mecanismo. Se podría instalar una “carretilla” (trozo
tuberia enflanchada) en la zona de impulsión costa y evaluar diferentes
dosis de producto, paralelo a esto se debiese instalar una cuponera
para cuantificar los valores de tasa de depositación y corrosión.
ACTIVIDADES A REALIZAR
VALIDAR RESULTADOS DE VELOCIDAD DE CORROSIÓN EN PLANTA EN LAPSO QUE
NO EXISTA ADICIÓN DE INHIBIDOR
1.Extracción de muestras de agua a la llegada de Planta y medición del
contenido de oxígeno, análisis de Zinc, Fosfato, Fe+2
2.Medición de tasa de corrosión con muestra de agua extraídas tanto a
la llegada a Planta como a la salida de la piscina.
VALIDAR RESULTADOS DE VELOCIDAD DE CORROSIÓN EN PLANTA EN LAPSO QUE
EXISTA ADICIÓN DE INHIBIDOR
1.Extracción de muestras de agua a la llegada de Planta y medición del
contenido de oxígeno, análisis de Zinc, Fosfato, Fe+2
2.Medición de tasa de corrosión con muestra de agua extraídas tanto a
la llegada a Planta como a la salida de la piscina.
Se extrajeron 12 muestras de agua de mar para ser analizadas por Zn+2,
PO4=, pH y someter 5 de esas muestras a determinación de tasa de
corrosión con probetas de acero API 5L X65.
La extracción de muestras de aguas permitió confirmar, que la
presencia de iones cinc y fosfato es indicativa de la efectividad del
inhibidor para disminuir la tasa de corrosión.
M2: es agua de mar extraída en el Filtro 3, ubicado a 10 metros aguas arriba del punto
de inyección de inhibidor e indica que la tasa de corrosión es 54 mpy.
M20 y M21: corresponden a muestras en duplicado y contienen 9,7 ppm de inhibidor
GCC 9717 e indica que la tasa de corrosión medida es 8,7 y 6,0 mpy.
M10: corresponde a muestras extraídas a 5300 metros de distancia aguas abajo del
punto de inyección e indica que la tasa de corrosión medida es 6,0 mpy, siendo este valor
idéntico al valor obtenido para M21, lo que nos permite inferir, que el inhibidor
alimentado aguas abajo, a 5300 metros de distancia es aún efectivo.
M9: corresponde a muestra duplicada de M10 e indica que la tasa de corrosión medida es
11 mpy.
36
Endcor GCC9717 es una mezcla especialmente preparada de fosfato inorgánico
y zinc (texto extraído desde documento fabricante)
El Zinc pasa a formar parte de un complejo con el fosfato juntamente con el
fierro presente en la forma de hidróxido de fierro o con el producto de corrosión
inicial de las superficies metálicas.
En este complejo formado existe exceso de carga negativa, lo que hace que se
mueva en dirección de una superficie metálica donde existe predominancia de
carga positiva (ánodo). El film polimérico actúa como protector del área
anódica.
Parte del zinc excedente que no participa en estas reacciones con el fosfato
actúa como inhibidor catódico formando una película sobre la superficie
metálica compuesta básicamente de hidróxido de Zinc soluble.
Mecanismo Acción del Inhibidor de Corrosión
¿El inhibidor ENDGOR 9717 permite una protección para el Pitting (picado de la tubería)?
El inhibidor EndCor GCC9717 protege la superficie metálica contra corrosión
general y contra corrosión por picadura (pitting).
EndCor GCC9717 es una mezcla de dos componentes que le permite actuar tanto
como un inhibidor catódico como también anódico.
Inhibidor catódico
Al actuar como un inhibidor catódico, EndCor GCC9717 forma una película en la
superficie del metal que inhibe la formación de iones hidroxilo en la presencia del
oxigeno disuelto en el agua. Esta película es una barrera que previene que
oxigeno disuelto alcance la superficie y en esta forma reciba electrones. Estas
películas que actúan como barreras se forman por la precipitación del inhibidor
catódico como resultado de un pH alto en el cátodo. El EndCor GCC0717 permite
la formación de fosfato de zinc como película protectora. El zinc es un inhibidor
catódico muy efectivo.
¿El inhibidor ENDGOR 9717 permite una protección para el Pitting (picado de la tubería)?
El orto fosfato presente en el producto actúa como un inhibidor anódico.
El inhibidor anódico funciona al:
• Promover la formación de una película protectora de gama Fe2O3 y
• Formando precipitados que se incorporan en los agujeros que puedan
formarse en la película protectora del Fe2O3, realzando en esta forma la
eficacia de la película. El orto fosfato funciona formando fosfato férrico di-
hidratado, el cual se forma en los agujeros y cavidades de la película
eliminando los sitios no protegidos donde la reacción anódica ocurre. El orto-
fosfato no es efectivo en la ausencia de oxigeno ya que si el oxigeno no esta
presente, no puede oxidar el hierro a gama Fe2O3 y así formar la película que
sirve como barrera primaria.
¿Cuál es la relación del inhibidor ENDGOR 9717 con el oxigeno disuelto?
El papel del inhibidor EndCor GCC97171 no es el de remover el oxigeno del agua.
El producto trabaja formando una película que actúa como una barrera que limita la
difusión del oxigeno hacia la superficie metálica no oxidada. En la ausencia del
inhibidor, la velocidad de corrosión del hierro es directamente proporcional a la
concentración de oxigeno. Sin embargo, cuando el inhibidor esta presente,
incremento del nivel de oxigeno causa una reducción en la corrosión debido a la
formación de una película protectora de gama Fe2O3 en la superficie en la
presencia del orto-fosfato, siempre y cuando el nivel de concentración de producto
se mantenga a una dosis efectiva. Dosis bajas de producto, no permiten la
precipitación del fosfato de zinc así como no proveen la concentración de orto-
fosfato necesaria para permitir la formación de la película protectora de Fe2O3.
40
VEAMOS GENERALIDADES
IMPACTO DE LA CORROSIÓN
Representa entre el 3.1 to 4.5% del Producto Interno Bruto,
valor del cual puede ahorrarse hasta el 30%, si a tiempo se
utilizan herramientas conocidas de control de la corrosión.
DEFINICIÓN DE CORROSIÓN
Es el fenómeno de deterioro de los materiales, usualmente metales o
aleaciones, por la acción del medio en que se usan.
Variables del medio, como contenido de cloruros, oxigeno, bacterias,
temperatura influyen en la velocidad de deterioro.
La corrosión se inicia por motivo de existir pequeñas diferencias en la
estructura de la superficie del acero (debido a diferencias del contenido de
carbono, tratamiento térmico, o deformaciones mecánicas), que generan
pequeñas áreas anódicas y catódicas muy cercanas, donde se inicia un
proceso de corrosión .
ESQUEMATIZACIÓN DE LA CORROSIÓN
2Fe + 2H2O+O2 2Fe ++ + 4OH– 2Fe(OH) 2
2Fe -->2Fe++ +4e reacción anódica (oxidación) )
2H2O+O2+4e -> 4OH– catódica reacción (reducción)
2Fe+++4OH– -> 2Fe(OH)2 reacción subsequente
MEDIO
METAL
La termodinámica nos dice que:
LOS METALES NO PUEDEN SER USADOS EN UNA ATMÓSFERA
COMO LA TERRESTRE
Desde el punto de vista cinético:
TODOS LOS METALES PUEDEN SER USADOS, SIEMPRE QUE SU
VELOCIDAD DE DETERIORO SEA ACEPTABLEMENTE BAJA.
Termodinámica
ASPECTOS TERMODINÁMICOS DE LA CORROSION
El cambio de energía libre ∆G, que acompaña a una reacción electroquímica puede ser calculada mediante la ecuación:
∆G = -n FEEn que E es el potencial de celda de la reacción.Realizando una combinación de semireacciones con sus respectivos parámetros físico químicos se construyen los diagramas de Pourbaix, reperesentando ellos condiciones de equilibrio y nunca deben ser utilizados para predecir velocidades de reacción.
Pourbaix
DIAGRAMA POURBAIX
Fe
Potenciales estándar de oxidación – reducción
PILAS
Au+3 +3e = Au + 1.498O2 + 4H+ +4e = 2H2O + 1.229 (pH = 0, pO2 =1)Pd+2 + 2e = Pd + 0.951O2 + 2H2O + 4e = 4OH- + 0.815 (pH = 7, pO2 =1) O2 + 2H2O + 4e = 4OH- + 0.401 (pH =14,pO2 =1) Cu+2 + 2e = Cu + 0.3422H+ + 2e = H2 0.000Fe = Fe+2 + 2e - 0.440Cr = Cr+3 + 3e - 0.744Zn = Zn+2 + 2e - 0.763
Pares galvánicos
46CARMEN SILVA 2 - 20 22
026
PARES GALVANICOSPARES GALVANICOS
Grupo 17 y 19
47CARMEN SILVA 2 - 20 22
026
PARES GALVANICOSPARES GALVANICOS
Prevención: actuar sobre metal y medio
De la Tabla anterior observamos que al unir materiales del grupo 19 (que incluye el
cinc) con materiales del grupo 17 (que corresponde a acero) DEBE existir a lo
menos, una capa de pintura primer que impida el contacto eléctrico, contribuyendo
a defender la corrosión del cinc.
CONTROL Y PREVENCION
METAL•SELECCIÓN DE MATERIALES•PROTECCIÓN CATÓDICA•PROTECCIÓN ANÓDICA•RECUBRIMIENTOS: Aísla el metal del medio
MEDIO: ALTERACION Y/O CONTROL•pH,•CONDUCTIVIDAD, •OXIGENO, •TEMPERATURA•CLORURO,etc
Alternativa: reparar o prevenir
¿Reparar el daño una vez detectado el problema?
O?
¿Realizar una prevención efectiva contra la corrosión?
¡¡PREVENCION!!
ALTERNATIVAS
Etapas del diagnóstico
Es indispensable realizar un buen diagnóstico.
Para realizar un buen diagnóstico es indispensable tener en consideración que la corrosión es un fenómeno multidisciplinario
DIAGNOSTICO:
RECONOCIENDO EL CARACTER INTERDISCIPLINARIO Y APLICANDO METODOLOGÍA DE LAS SIGUIENTES ACCIONES:
Preguntar - observar – seleccionar - analizar - estudiar – medir – sistematizar – coordinar – informar - probar - implementar –
controlar -evaluar – actuar
SE OBTIENE COMO RESULTADO:
• velocidad de corrosión bajo control• selección del lugar donde monitorear
Medición valores de corriente
50
OBTENCION CURVAS CON POTENCIOSTATO
Permite mantener constante el potencial del espécimen 1; medido respecto al electrodo de referencia 2. Velocidad de respuesta: 1 a 10 microsegundos. La corriente medida en el instrumento 6, es igual a la que circula por la probeta y se usa como medida de velocidad de corrosión de la probeta.
Curva polarizaicón
51
CURVAS DE POLARIZACION ANODICA
1 - 2: disolución activa:Me → Me+n + ne-
vdis = a + b*logi
2 - 3 :pasivación:
Me + n H2O →Me(OH)n + nH+ + ne-
3 - 4 : la película irá aumentando su espesor al aumentar η, sin aumento importante en i
Curva polarización
52
CURVAS DE POLARIZACIONSi el metal es llevado, artificialmente, a un potencial por debajo del punto 1, la corrosión se vuelve termodinámicamente imposible y se dice que el metal se encuentra bajo PROTECCION CATODICA. En cambio, cuando mediante suministro de corriente externa, el potencial de un metal es controlado y mantenido en un valor entre los puntos 3 y 6, la corrosión será despreciable y se tiene la llamada PROTECCION ANODICA.
Polarización catódica
53
CURVAS DE POLARIZACION CATODICA
• Una de las reacciones catódicas más importantes en los procesos de corrosión, es la reducción del oxígeno. ½ O2 + H2O + 2 e- → 2 OH-
• Esta reacción interviene en prácticamente todos los procesos de corrosión en medios acuosos.
• Otra reacción catódica importante, en especial en los casos de corrosión en ácidos o en ausencia de oxígeno, es la de desprendimiento de hidrógeno:2 H+ + 2 e- → H2
Curvas Evans
54
CURVAS EVANS
La combinación de diferentes curvas de polarización forman los diagramas de Evans, que permiten predecir el compor- tamiento de diferentes metales en diversos medios corrosivos. Por ejemplo el hierro en medios ácidos oxidantes dará el diagrama indicado.
Curvas Evans
55
CURVAS EVANS
Ataque con desprendimiento de hidrógeno en el punto 1. La presencia de oxígeno aumenta la velocidad de ataque y sube el potencial al punto 2. La presencia de ácido nítrico diluido acrecienta aún más el ataque, llegando al punto 3. Con ácido nítrico concentrado, el potencial de corrosión del hierro sube hasta el punto 4, y el metal se pasiva.
Pendiente de Tafel
56
RESULTADOS DE MUESTRAS DE TERRENO
Esquema equipo
POLARIZACIONEsta reacción
electroquímica, en que los sitios anódicos y sitios catódicos son inseparables puede
ser representada por la celda reversible
Zn|Zn+2 |H+, H2 | Pt
consistente en dos semiceldas reversibles
Velocidad de corrosión
58CARMEN SILVA 2 - 20 22 026
ingenieros
'
VELOCIDAD DE CORROSION
DENSIDAD DE CORRIENTE VELOC. de PENETRACION TIEMPO PARA AVANZAR 1 mm
cm/año mm/año años días minutos
1 µA/cm2 1,2 * 10 -3 1,16 * 10-2 86 31395
1 mA/cm2 1,16 11,6 0,086 31
1 A/cm2 1163 11600 0,031 45
DENSIDAD DE CORRIENTE – DETERIORO ACERO