Degradación de Materiales PDF

Tema 4. Corrosión-Tratamientos Los materiales se degradan por: -Fatiga (uso, aplicación de fuerzas) -Corrosión (o combinación de ambas cosas) Champlain Towers South Condo Florida, 2021 CORROSIÓN Interacción de un material con e...

Tema 4. Corrosión-Tratamientos Los materiales se degradan por: -Fatiga (uso, aplicación de fuerzas) -Corrosión (o combinación de ambas cosas) Champlain Towers South Condo Florida, 2021 CORROSIÓN Interacción de un material con el medio que lo rodea, produciéndose un cambio químico con el consiguiente deterioro en sus propiedades. Fe + O2 + → óxido de hierro Cada 90 segundos se corroe una tonelada de acero a nivel mundial De cada tonelada de acero que se produce en el mundo, el 50% se utiliza para sustituir acero corroído. La agresividad de las atmósferas y los progresos tecnológicos son cada vez más severos → mayores pérdidas por corrosión. Corrosión acelerada por un fluido Ruptura de tubería de central térmica. Vapor a T, P y velocidad elevada. La tubería, de acero, redujo su espesor de 10 a 1,5 mm. Corrosión-cavitación Rotor de hierro de una bomba Corrosión visible y corrosión invisible No todos los procesos de corrosión son visibles en una superficie. Pueden actuar desde el interior del material. Corrosión base acero farola. Caída de la farola Corrosión visible de una tubería debido a la acción del viento. Inesperada. de Cu. Esperada. ALGUNAS CUESTIONES SOBRE CORROSIÓN 1. Todos los materiales se corroen, aunque algunos más que otros. 2. Los mecanismos de corrosion no son los mismos. Dependen del tipo de material.  Corrosión metálica Plata+aire Cobre+aire Cobre+agua mar Bronce (Cu+Sn)+aire Plomo+agua Plomo+aceite Corrosión cerámicos Cemento+atmósfera granito+bacterias arenisca+ atmósfera Caliza+agua Corrosión plásticos PE biodegradable en proceso de corrosión por la atmósfera Plástico decolorado e hinchado por acción de ciclos de frío-calor, exposición a la luz solar y líquidos de frenos. Luz de sol Descomposición fotoquímica de un plato de plástico a) Sin plato d) 60-120 días b) 1er día e) 90-150 días c) 30-90 días f) 6-12 meses Temperatura ¿Por qué se corroen los materiales? Requiere E los materiales en estado natural están corroídos, mezclados con otras sustancias. Obtenerlos en estado puro requiere energía. Libera E Cuando el material se corroe vuelve al estado natural liberando energía. La corrosión supone una anulación de los procesos de tratamiento y formado de materiales. Cuanto más difícil es extraer un metal, más susceptible es a una degradación por corrosión ALGUNOS EJEMPLOS CONCRETOS EN LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN – Cloruros, CO2 y oxígeno en hormigón armado penetran disueltos en el agua y se distribuyen por la red de poros CaCO3 CO2 reacciona con un componente del hormigón,(Ca(OH)2), formando CaCO3 y hace disminuir el pH, lo cual corroe al acero y modifica las propiedades del cemento.  Sulfatos (SO42-) en hormigón: etringita (cristales en forma de agujas) causan un aumento de volumen del hormigón y se produce fisuración  Corrosión de metales Degradación de polímeros Protección frente a la corrosión 1. Elegir el material adecuado 2. Diseñar el material de modo adecuado 3. Utilizar métodos de protección 1. Elegir el material adecuado depende de su función y del entorno en el cual se está aplicando dicho material. Hierro Titanio 2. Diseñar el material de modo adecuado 1. Impedir formación de celdas galvánicas: dos metales cuyo comportamiento frente a la corrosión es muy diferente. Unión de materiales con un racor de polímeros  2. Diseñar el material de modo adecuado Hacer que el área del metal que se oxida sea mucho mayor que la del metal que se reduce que no se oxida. Remaches acero, barra Cu Remaches Cu, barra acero inicio 6 meses 2. Diseñar el material de modo adecuado Evitar hendiduras en materiales ensamblados o unidos La soldadura y las uniones adhesivas puede ser una mejor técnica de unión que los remaches y tornillos 3. Utilizar métodos de protección: 3.1. Recubrimientos 1. Pinturas 2. Recubrimientos metálicos 3. Recubrimientos óxidos metálicos Pintura Niquelado Anodizado 3.2 Protección catódica El material que se quiere proteger, se conecta a otro que se va a corroer con mayor facilidad (ánodo de sacrificio) (Mg, Zn). Es un método muy utilizado para proteger tuberías enterradas. Tubería de acero de 3mm de espesor: sin protección 2,5 años. con protección: 250 años. Protección de una estructura en agua de mar 3.3. Inhibidores Sustancias que, añadidas al medio en pequeñas concentraciones, provocan un descenso de la velocidad de corrosión. Forman películas finas sobre la superficie de los materiales. Protegen de modo temporal