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¿Por qué es importante la corrosión?
Según la Asociación de Protección y Desempeño de Materiales (AMPP), el costo total anual estimado de la corrosión es tan alto como 3,5% del PIB de un país [1]. Un estudio internacional AMPP [2] encontró que solo en los Estados Unidos, el costo relacionado con la corrosión puede ser tan alto como $ 1.4 mil millones de dólares anuales en el sector de exploración y producción de petróleo y gas. Esta cifra sube aún más alto, hasta $ 40 mil millones de dólares para distribución de gas y agua potable más alcantarillado. Este es un problema inevitable con un alto costo a asumir.
Aunque la corrosión en sí misma no es inevitable, se puede controlar utilizando el material correcto en el lugar correcto. Usar un método de prueba confiable que evalúe la resistencia del material contra la corrosión y prediga su falla potencial es de suma importancia. Este método de prueba también debe ser rentable y practicable.
¿Qué es la corrosión?
La corrosión se refiere a un proceso natural que involucra el deterioro o degradación de metales y aleaciones a través de una reacción química. La velocidad de corrosión depende en gran medida de la tipo de material, temperatura ambiente, contaminantes/impurezas, y otra factores ambientales. La mayoría de los fenómenos de corrosión son de naturaleza electroquímica y consisten en al menos dos reacciones en la superficie de los metales o aleaciones.
Estos procesos electroquímicos requieren tres elementos principales:
- Ánodo: donde se produce la corrosión del metal.
- Cátodo: el conductor eléctrico, que no se consume durante el proceso de corrosión en la configuración de celda electroquímica de la vida real.
- Electrólito: el medio corrosivo que permite la transferencia de electrones entre el ánodo y el cátodo.
Dependiendo de los materiales y el entorno, la corrosión puede ocurrir de diferentes maneras, como uniforme corrosión, picaduras corrosión, hendedura corrosión, galvánico corrosión, o inducido microbiológicamente corrosión por nombrar sólo algunos. Obtenga más información sobre los diferentes tipos de corrosión en nuestro Libro blanco gratuito.
Papel blanco: Fundamentos de la investigación de la corrosión electroquímica
Este White Paper también incluye detalles sobre técnicas electroquímicas relevantes, que incluyen Voltametría de barrido lineal (LSV), Espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS)y ruido electroquímico (ECN o ZRA). Estas técnicas permiten la exploración de los mecanismos de corrosión, la comportamiento de diferentes materiales, los velocidad a la que se produce la corrosión, y también para determinar la idoneidad de las soluciones de protección contra la corrosión tales como recubrimientos protectores y inhibidores, entre otros.
Obtenga más información sobre estos temas individualmente con nuestra selección de Notas de aplicación gratuitas aquí.
EIS Parte 1 – Principios Básicos
EIS de tres muestras de aluminio revestido
Corrosión, parte 2: Cálculo de los parámetros de corrosión usando NOVA
Corrosión, parte 3: Medida de la resistencia a la polarización
Corrosión parte 4 – modelos de circuito equivalente
Corrosión, parte 5: inhibidores de la corrosión
Cumplimiento de normas y estándares
Las siguientes técnicas cumplen con la norma ASTM cuando se siguen las pautas proporcionadas (haga clic en un enlace para descargar la nota de aplicación de Metrohm gratuita correspondiente):
- Temperatura crítica de picadura (CPT)
- Polarización cíclica de galvanostaircase
- La norma ASTM G5: medidas de polarización anódica potenciodinámica
- Medidas de polarización potenciodinámica cíclica según la norma ASTM G61
- Reducción coulométrica según la norma ASTM B825
- Medición de la eficiencia del inhibidor de corrosión en flujo turbulento según ASTM G185
Creación de condiciones de flujo de tuberías en su laboratorio de corrosión
La corrosión interna es la causa más problemática de fallas en las tuberías. Para comprender los fundamentos sobre las fallas por corrosión y sus causas principales dentro de las tuberías, se debe crear un entorno similar en el laboratorio.
los Electrodo de cilindro rotatorio (RCE) es una parte integral de la creación de experimentos electroquímicos hidrodinámicos en el laboratorio que crean condiciones de flujo turbulento que simulan de manera realista la situación de los líquidos que fluyen a través de las tuberías. El RCE se puede utilizar con la mayoría de las técnicas electroquímicas, como cronoamperometría, cronopotenciometría y barrido de potencial.
El estudio de la velocidad de corrosión en función de la velocidad de rotación (flujo convectivo) es una de las aplicaciones más comunes del RCE. Los estudios de corrosión se pueden realizar utilizando medidas de polarización lineal o cíclica (LP, DPD, CP), espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y ruido electroquímico (ECN) con respecto a la velocidad de rotación.
Los resultados obtenidos por métodos electroquímicos son más preciso y se obtienen mucho mas rápido que los métodos convencionales de investigación de la corrosión (p. ej., niebla salina), proporcionando más eficiencia y productividad a cualquier laboratorio de medición de la corrosión. Aprenda sobre el RCE y cómo simular condiciones realistas de flujo de tuberías en el laboratorio combinadas con técnicas de corrosión electroquímica en nuestro Libro blanco gratuito.
Un método típico en los estudios de corrosión electroquímica es la polarización lineal (LP). Con este método, es posible evaluar el comportamiento de corrosión de una muestra en condiciones de flujo de tubería (es decir, flujo turbulento) y conocer la velocidad de corrosión de la muestra a una velocidad de flujo específica.
Metrohm ofrece dos notas de aplicación que utilizan esta técnica específicamente:
El diagrama de Tafel obtenido de la medición de LP da una indicación del potencial de corrosión. Usando herramientas de análisis dedicadas en el software NOVA de Metrohm Autolab, se puede realizar el análisis de la tasa de corrosión y se puede calcular la tasa de corrosión, dando una indicación de cuánto se oxidará la tubería en un año (en mm/año) bajo condiciones dadas. Una vez que esta información está disponible para un determinado material, se puede desarrollar un entorno más resistente a la corrosión mediante la aplicación de un determinado recubrimiento o un inhibidor de la corrosión.
Se puede realizar una segunda evaluación para saber cuánto se oxidará la tubería en un año, bajo estas condiciones resistivas. En el siguiente ejemplo, en condiciones estándar, la velocidad de corrosión del acero al carbono se mide en 0,25 mm/año. Sin embargo, cuando se usa un inhibidor de corrosión específico (triptamina en este caso), el rendimiento mejora significativamente y la tasa de corrosión cae a 0,065 mm/año. Estos resultados se pueden lograr en cuestión de minutos usando métodos electroquímicos, mientras que por métodos convencionales (por ejemplo, cámara de niebla salina combinada con análisis de pérdida de peso), toma hasta Unos pocos meses para concluir los resultados. ¡Esa es una gran diferencia en eficiencia!
| Parámetro de corrosión | Sin inhibidor | Con inhibidor |
| micorr (V) de regresión lineal | -0,479 | -0,392 |
| micorr (V) del análisis de Tafel | -0,482 | -0,396 |
| Rpags (Ω) de regresión lineal | 42,62 | 135,96 |
| Rpags (Ω) del análisis de Tafel | 43,32 | 136,39 |
| Tasa de corrosión (mm/año) del análisis de Tafel | 0,25 | 0,065 |
Resumen
Comprender el comportamiento de corrosión de un material en condiciones reales ayuda a los fabricantes a optimizar más rápidamente el diseño del material en términos de resistencia a la corrosión, ya sea mediante el uso de un material más adecuado para las tuberías o mediante el uso de métodos adecuados de protección contra la corrosión (es decir, revestimientos o protección contra la corrosión). inhibidores), lo que da como resultado un ahorro de costos significativo y una operación más segura.
Tus conocimientos para llevar
Libro blanco: Fundamentos de la investigación de la corrosión electroquímica
