¿Por qué oxidación / corrosión del acero inoxidable? – Otra corrosión.

En la Parte 1, conocemos la corrosión por picaduras. Seguiremos siendo uno:

2) Corrosión por grietas (huecos) : el acero inoxidable requiere un suministro de oxígeno para garantizar que la capa pasiva se pueda formar en la superficie. En grietas muy estrechas, no siempre es posible que el oxígeno acceda a la superficie de acero inoxidable, lo que hace que sea vulnerable al ataque.

La corrosión por grietas se  refiere al ataque localizado sobre una superficie metálica en, o inmediatamente adyacente a, el espacio o la grieta entre dos superficies de unión. El espacio o hendidura se puede formar entre dos metales o un material metálico y no metálico. Fuera del espacio o sin el espacio, ambos metales son resistentes a la corrosión.

Las grietas pueden ser:

  • El espacio debajo de una arandela o cabeza de perno.
  • El espacio entre las placas atornilladas.
  • El espacio entre componentes soldados de forma intermitente.
  • El espacio debajo de una etiqueta adhesiva.
  • El espacio entre una junta y el metal en una brida (especialmente si la junta es absorbente).
  • Cualquier otro espacio estrecho.

El mecanismo : Para ser un sitio de corrosión efectivo, la hendidura debe ser lo suficientemente ancha para permitir que entre el electrolito corrosivo y luego proporcionar condiciones de ‘estancamiento’. La corrosión por grietas, por lo tanto, puede ser una preocupación cuando los espacios tienen unos pocos micrómetros de ancho, pero no hay dimensiones absolutas o críticas para las grietas, por debajo de las cuales la corrosión es segura.

Como mecanismo de corrosión, el ataque por grietas es similar a las picaduras (es decir, ataque localizado en la superficie libre).

Por qué las grietas pueden corroerse:

El acero inoxidable necesita acceso gratuito al oxígeno. Las hendiduras son lo suficientemente anchas para permitir la entrada de humedad, pero lo suficientemente estrechas para evitar la circulación libre.

El resultado es que se agota el oxígeno de la humedad. Además, si los cloruros están presentes, se concentrarán en las condiciones de estancamiento y, mediante una combinación de reacciones, la humedad puede volverse ácida.

Todas estas son condiciones que pueden conducir a la ruptura de la película pasiva en el acero inoxidable. El ataque puede entonces progresar rápidamente.

 Factores que influyen en las grietas /  Cómo evitar la corrosión de las grietas:

  • Resistencia de la aleación: el  uso de una aleación más resistente a la corrosión produce un menor ataque de grietas. Por ejemplo, en agua de mar a temperatura ambiente, se formarán grietas en 304 si hay un espacio de 0,9 mm, en 316 si hay un espacio de 0,4 mm y en 904L (resistencia a la corrosión similar a 2205) si hay un espacio de 0,15 mm.La estabilidad de la capa pasiva en aceros inoxidables es promovida por el cromo y apoyada por el níquel. Aunque el ion metálico de cromo soporta las reacciones anódicas en la corrosión por grietas más que el hierro o el níquel, las aleaciones con cromo en aumento son mejores para resistir la corrosión por grietas. Para un nivel de cromo dado, los aceros inoxidables austeníticos parecen resistir mejor el ataque que los tipos ferríticos de níquel más bajo. El molibdeno y el nitrógeno tienen un efecto muy marcado en el aumento de la resistencia, el molibdeno ayuda al detener la velocidad de ataque una vez que se ha producido la despasivación y el ataque rápido suele ser la siguiente etapa.Como regla general, se puede esperar que los aceros inoxidables, como los austeníticos de molibdeno al 6% y los grados superdúplex, proporcionen la mejor resistencia al ataque por corrosión por grietas. Como guía, algunos aceros inoxidables comunes, clasificados en resistencia decreciente a la corrosión por grietas, son los siguientes:
  • Forma de la grieta:  la geometría de la grieta influirá en su susceptibilidad al ataque y en la velocidad de avance. Cuanto más estrecha y profunda (en relación con su ancho) sea una grieta, peor será el ataque. Las grietas de metal a plástico flexible ofrecen a ser más estrechas que las de metal rígido a metal, por lo que las juntas de metal a plástico ofrecen grietas más agresivas.
  • Medio ambiente:  Cuanto más agresivo sea el líquido fuera de la grieta, más probabilidades hay de que la grieta sea atacada, por lo que el ataque de la grieta puede serun problema en una piscina saladapero no en un tanque de agua dulce. junto al mar dan más problemas que en entornos rurales. Si el líquido fuera de la hendidura es muy oxidante, por ejemplo, con lejía, peróxido de hidrógeno u ozono, el ataque de la hendidura tenderá a ser más severo.
  • Temperatura:  Una vez que se excede el CCT, al igual que con la corrosión por picadura, las temperaturas más altas significan que la corrosión es más rápida. La regla general es que un aumento de 10 grados C en la temperatura duplicará la velocidad de corrosión. Se corroerán más rápido porque la temperatura es constantemente más alta.
  • Minimizar el riesgo de corrosión por grietas: Un  buen diseño, fabricación y prácticas operativas anticiparán y, por lo tanto, minimizarán la corrosión por grietas.
  • + Diseño:  Diseño para minimizar la aparición de grietas. Si una hendidura es una parte necesaria del diseño de un componente, ¿se puede ensanchar?
  • Las soldaduras a tope de penetración total son las mejores para las juntas. Selle las juntas traslapadas y evite espacios entre las tuberías y los accesorios. Minimice el uso de conexiones atornilladas y otros sujetadores. Donde no se pueden evitar las grietas, utilice un grado de acero resistente a la corrosión por grietas en el entorno operativo. También es posible sellar las grietas para evitar la entrada de líquidos corrosivos , pero se debe tener cuidado de que el sello sea permanente. Tenga cuidado de que el sellador “moje” la superficie. Si no es así, puede formar su propia grieta. Los selladores que se secan y encogen pueden formar sus propias grietas. Juntas entre bridasprobablemente formará una pequeña hendidura, pero si la junta no absorbe el líquido y está comprimida entre las superficies (y no se abulta alrededor de la brida), entonces la hendidura suele ser lo suficientemente poco profunda para que la corrosión de la hendidura no sea un problema.
  • + Fabricación:  Asegure la penetración total de la raíz de las uniones soldadas con cordón de soldadura suave. Evite cortes y grietas en la soldadura. Se debe evitar el uso de etiquetas adhesivas o marcadores de varios tipos (como crayones), al igual que las manchas de grasa o aceite.
  • + Operación: Los  sedimentos y las incrustaciones pueden resultar en grietas. Si el problema no se puede diseñar, el mantenimiento de rutina minimizará el riesgo. Puede ocurrir corrosión por grietas debajo de la película de bacterias. Mantener la circulación reduce el riesgo de que los desechos se acumulen y formen grietas en las piernas muertas o áreas de bajo flujo.

3) Corrosión general: normalmente, el acero inoxidable no se corroe de manera uniforme como lo hacen los aceros al carbono y aleados ordinarios. Sin embargo, con algunos productos químicos, en particular los ácidos, la capa pasiva puede ser atacada de manera uniforme dependiendo de la concentración y la temperatura y la pérdida de metal se distribuye por toda la superficie del acero. El ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico en algunas concentraciones son particularmente agresivos con el acero inoxidable.

4) Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) :esta es una forma relativamente rara de corrosión que requiere una combinación muy específica detensióndetracción, temperatura y especies corrosivas, amenudo el ion cloruro, para que ocurra. Las aplicaciones típicas donde puede ocurrir SCC son tanques de agua caliente y piscinas. Otra forma conocida como agrietamiento por corrosión bajo tensión por sulfuro (SSCC) está asociada con el sulfuro de hidrógeno en la exploración y producción de petróleo y gas.

5) Corrosión intergranular (deterioro de la soldadura): ahora es una forma bastante rara de corrosión. Si el nivel de carbono en el acero es demasiado alto, el cromo se puede combinar con el carbono para formar carburo de cromo. Esto ocurre a temperaturas entre aproximadamente 450-850 ° C. Este proceso también se llama sensibilización y generalmente ocurre durante la soldadura. El cromo disponible para formar la capa pasiva se reduce eficazmente y puede producirse corrosión. Se evita eligiendo un grado bajo en carbono, los llamados grados ‘L’ o utilizando un acero con titanio o niobio que se combine preferentemente con carbono.

6) Corrosión galvánica: si dos metales diferentes están en contacto entre sí y con un electrolito, por ejemplo, agua u otra solución, es posible que se instale una celda galvánica. Es como una batería y puede acelerar la corrosión del metal menos “noble”. Puede evitarse separando los metales con un aislante no metálico como el caucho.