OXIDACIÓN Y CORROSIÓN Realizado por: Rebeca Ortiz López.

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1 OXIDACIÓN Y CORROSIÓN Realizado por: Rebeca Ortiz López

2 1. INTRODUCCIÓN INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 3) CORROSIÓN
2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 1. INTRODUCCIÓN Tanto el medio ambiente como el uso continuado de los materiales puede provocar una pérdida de sus propiedades. En materiales plásticos: Envejecimiento continuado (ruptura de las cadenas del polímero). Los metales en ambientes agresivos: Oxidación y Corrosión. Repercusión negativa en la economía de todos los países:  Costes elevados en las medidas adoptadas para paliar los efectos.

3 2. OXIDACIÓN INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 3) CORROSIÓN
2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 2. OXIDACIÓN Definición: Cuando un material se combina con el oxígeno, transformándose en óxidos mas o menos complejos. + reacción exotérmica:  formación fácil del óxido - reacción endotérmica:  de difícil oxidación Los metales se suelen oxidar con facilidad, a excepción del oro.

4 2.1 Velocidad de oxidación
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 2.1 Velocidad de oxidación Factor decisivo en la vida útil de los equipos industriales. Las propiedades mecánicas empeoran tras la oxidación. Como hemos visto, podríamos pensar que: A mayor energía liberada, mayor velocidad de oxidación. Pero: ¡¡ La energía de oxidación no es un factor determinante!! El hierro se oxida más rápido que el aluminio.

5 2.1 Velocidad de oxidación
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 2.1 Velocidad de oxidación Oxidación: Reducción: La capa de oxido progresa si: a) Difusión catiónica. b) Difusión aníonica.  - electrones  + electrones

6 2.1 Velocidad de oxidación
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 2.1 Velocidad de oxidación La capa de óxido se opone al movimiento de estos iones, actuando como CAPA PROTECTORA!! EFECTO PROTECTOR MAYOR SI: Mayor es la adherencia del oxido al metal. Mayor es el p.f. del óxido. Menor sea la fragilidad del óxido. Menos conductividad eléctrica del óxido. Mayor sea la oposición a la difusión(oxido). Reacción de Pilling - Bedworth. Si P.B.<1 óxido agrietado Si P.B.>1 Óxido rotura Si P.B.= 1 Protección

7 2.1 Velocidad de oxidación
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 2.1 Velocidad de oxidación La velocidad de oxidación de distintos materiales en unas condiciones de temperatura y presión de oxígeno (oxidación), muestra los siguientes comportamientos: Lineal: Ganancia en peso por unidad de área. La capa de óxido NO influye en la velocidad de oxidación.  kL depende del material  Relación P.B es muy baja Ej: PB (K) = 0,45 Relación PB es muy alta. Ej: PB (Ta) = 2,5 Si kL< 0 →oxidación catastrófica. (Mo O₃ y WO₃) 2. Parabólica: Ganancia en peso por unidad de área. Kp depende del material: ↑ con T y P del O₂ W crece rápido al principio  La velocidad decrece debido a la capa de óxido Fe, Ni, Cu, Co, Al, Si.

8 2.2 Protección contra la oxidación
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 2.2 Protección contra la oxidación Acero dulce  Se oxida con gran facilidad!! Soluciones  Se alea con otro material (Cr, Al o Si) : Mayor energía de ox y menor velocidad de ox. El material se oxida primero: frena el proceso de oxidación.  Cr mejor aleante que Al y Si por facilidad de mezcla atómica. 18% Cr reduce 100 veces V ox a 900ºC.  Otros tratamientos: Dorado y Cromado Tratamiento menos efectivo. Hay que evitar rayaduras en el recubrimiento. Mejor aceros inoxidables.

9 3. CORROSIÓN INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 3) CORROSIÓN
2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3. CORROSIÓN Definición: Cuando la oxidación se produce en ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas. Más peligrosa  la capa de óxido se disuelve con el vapor de agua.

10 3.1 Reacciones electroquímicas
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.1 Reacciones electroquímicas Definición: Cuando dos elementos distintos se ponen en contacto a través de un electrolito. (5:50 min)

11 3.1 Reacciones electroquímicas
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.1 Reacciones electroquímicas PILA DANIELL Definición: Electrodo de cinc sumergido en una disolución de iones Zn+2 y otro de cobre en una de iones Cu +2. Únicamente se permite el paso de iones SO4 -2 Ánodo  Oxidación Cátodo  Reducción

12 3.2 Potenciales de electrodo
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.2 Potenciales de electrodo Definición: Método para determinar la tendencia a la corrosión de un determinado elemento. “Electrodo normal de hidrógeno” Potenciales de electrodo normal o estándar: E° POTENCIAL NEGATIVO: Son oxidados por hidrógeno, son anódicos Más negativo, más tendencia a la oxidación POTENCIAL POSITIVO: Son reducidos por H+, son catódicos. Más positovo, más tendencia a la reducción

13 3.3 Celdas galvánicas en la corrosión
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.3 Celdas galvánicas en la corrosión ¿Qué ocurrirá si no existe separación entre ambas disoluciones? ¿Habrá reacción electroquímica en este caso? ¿Se producirá corrosión? De los potenciales estándar de electrodo se puede deducir que: Fe  Ánodo (se oxida) Cu  Cátodo Corrosión del Fe se produce: Microscópica por frontera Intergranular e impurezas

14 3.4 Velocidad de corrosión
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.4 Velocidad de corrosión Como la corrosión tiene lugar en condiciones de no equilibrio, el potencial de electrodo NO da información acerca de la velocidad a la que se produce la corrosión. La cantidad de elemento que se corroe en el ánodo o se deposita en el cátodo viene dada por la expresión:

15 3.5 Tipos de corrosión INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 3) CORROSIÓN
2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.5 Tipos de corrosión Tipos 1. Uniforme 2. Galvánica 3. Por picadura 4. Por grietas 5. Intergranular 6. Bajo tensión 7. Erosiva 8. Selectiva

16 3.5 Tipos de corrosión INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 3) CORROSIÓN
2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.5 Tipos de corrosión Uniforme Reacción electroquímica uniforme Disminución de sección. Fácil de controlar: capas protectoras, inhibidores o protección catódica Galvánica Entre elementos con E° distintos. Importante la relación de áreas cátodo y ánodo. Situación peligrosa: área catódica mucho mas grande.

17 3.5 Tipos de corrosión INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 3) CORROSIÓN
2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.5 Tipos de corrosión Por picadura Difícil de detectar. Muy destructivo. Velocidad de crecimiento elevado. Se produce por impurezas y heterogeneidades. Por grietas En hendiduras y bajo superficies protegidas. En remaches, pernos, tornillos, juntas Se prefiere los elementos soldados. Se recomienda el empleo de juntas de teflón

18 3.5 Tipos de corrosión INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 3) CORROSIÓN
2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.5 Tipos de corrosión granular Inter En los límites de grano. Disminuye la resistencia mecánica. Piezas de acero inoxidable unidas por soldadura. Se añaden Niobio o Titanio para impedirlo. Bajo tensión Provoca una situación similar a la fatiga. Se provoca una fractura sin previo aviso. Las tensiones de fractura son inferiores al limite elástico. El acero y el Al se corroen en agua mar por iones Cl y los latones en atmosferas amoniacales húmedas.

19 3.5 Tipos de corrosión INDICE
INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.5 Tipos de corrosión Erosiva Fricción entre dos superficies sólidas. Entre sólido y líquido a alta velocidad. Selectiva Eliminación de un elemento en una aleación. Ejemplo: Descincado de los latones.

20 3.6 Control de la corrosión
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.6 Control de la corrosión MÉTODOS PARA PREVENIR O CONTROLAR LA CORROSIÓN Selección de materiales Recubrimientos Diseño Alteración del entorno Protección catódica Protección anódica

21 3.6 Control de la corrosión
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.6 Control de la corrosión Elección de material adecuado. Aceros inoxidables o materiales cerámicos. Recubrimientos: Recubrimiento metálico: Baño de cinc fundido o depositar cinc sobre su superficie. Recubrimiento inorgánico Fina capa de vidrio fundido. Recubrimiento orgánico Pinturas y Plásticos. Diseño: normas de diseño. Unión por soldadura Materiales galvánicamente similares. No ángulos pronunciados en tuberías. Calcular secciones en estructuras. Tanques y depósitos con desagües. Inspecciones periódicas.

22 3.6 Control de la corrosión
INDICE INTRODUCCIÓN OXIDACIÓN 2.1) Velocidad de oxidación 2.2) Protección contra la oxidación. 3) CORROSIÓN 3.1) Reacciones electroquímicas. 3.2) Potenciales de electrodo. 3.3) Celdas galvánicas en la corrosión. 3.4) Velocidad de corrosión. 3.5) Tipos de corrosión. 3.6) Control de la corrosión. 3.6 Control de la corrosión Alteración entorno: Normas a seguir: Disminución de temperatura. Reducir oxígeno en disoluciones acuosas. Reducir la concentración de ión cloruro en aceros inoxidables. Adición de inhibidores (catalizadores de retardo) Protección catódica:. Situación de la pieza a proteger como cátodo. Suministrando electrones: De dos maneras: Protección catódica por corriente impresa. Protección catódica por ánodo de sacrificio. Protección anódica: Películas protectoras pasivas en las superficies de los metales. Se aplica una densidad de corriente elevada Inconveniente: roturas en la capa pasivada.