Especificaciones tecnicas
Los aceros inoxidables son aleaciones capaces de presentar un amplio rango de resistencia a la corrosión, resistencia mecánica y posibilidades de ser trabajado.
Son típicamente aleaciones de hierro donde hay por lo menos, un tenor de cromo de 11% agregado, para obtenerse una resistencia a la corrosión semejante a la del cromo puro. Un acero inoxidable con un 11% de cromo no será corroído o no se oxidara cuando este en condiciones atmosféricas normales. Para obtenerse mayor resistencia a la corrosión se agrega mas cromo a la aleación, pudiéndose producir aceros inoxidables con tenores del 15%, 17% , 20% y hasta 27% de cromo.
Otros elementos de aleación son adicionados para el mejoramiento de la resistencia mecánica y la maleabilidad así como también la resistencia a la corrosión, tal es el caso del níquel.
Es así que la elección de un tipo de acero inoxidable para atender a una aplicación especifica debe ser hecha con criterio y obedecer a ciertos parámetros.
Todos los metales y aleaciones son susceptibles de presentar corrosión en algún ambiente; no existe un metal o aleacion indicada para todas las aplicaciones. Los aceros inoxidables son resistentes a la corrosión en una gran cantidad de ambientes; para que tenga un buen desempeño solo hay que mantenerlo libre de contaminaciones que podrian derivar en corrosion, esto se logra mediante metodos muy simples.
El acero inoxidable en contacto con el aire, forma una fina película de oxido adherente. Esta capa transparente, esta formada principalmente por óxidos de cromo y también con tiene hierro y níquel. Cuando esta limpia y adecuadamente formada, es inerte bajo la mayoría de las condiciones. En este estado se dice que el acero inoxidable esta “pasivo”.
Esta película, aunque muy fina, es extremadamente durable y se genera continuamente en el aire u otro ambiente oxidarte, tales como agua aireada o ácido nítrico. Cuando se produce un daño, en este tipo de medio, la película se repara automáticamente.
Durante la fabricación o manipulación de una pieza se pueden producir daños a la superficie, defectos, e introducir sustancias tales como polvo, suciedad, partículas de hierro, manchas de oxido, salpicaduras de la soldaduras, aceites y grasas, pinturas y adhesivos residuales,etc. Una vez que se daña, el acero inoxidable que se encuentra debajo se debilita o se altera y puede comenzar la corrosión.
Como se menciono anteriormente, muchos delos defectos superficiales se introducen durante la fabricación y manejo de los materiales y equipo. A través de la insistencia en procedimientos y controles adecuados , se pueden evitar muchos problemas asociados con la falta de cuidados y errores de fabricación. Se sugieren las siguientes especificaciones par agregar a las ordenes de compras o memorias constructivas correspondientes:
Todas las superficies que estarán en contacto con los productos del proceso deberán estar libres de aceite, grasa, marcas de dedos, crayones, tintas, pinturas, cintas y otras sustancias que contengan material orgánico.
Todas las superficies deberán estar libres de contaminación por hierro.
Todas las soldaduras deberán estar libres e coloración y otras oxidaciones, salpicaduras, marcas de electrodos, decapantes y zonas manchadas por cepillado y pulido. Si la inspección visual revela defectos , se requerirá el tratamiento mecánico, químico y/o electroquímico adecuado.
Todos los defectos de soldaduras tales como penetración incompleta, fusión incompleta y rajaduras, deberán ser reparadas desbastando y volviendo a soldar.
Se requerirá que todas las aberturas sean cerradas después que se hayan realizado los procedimientos de limpieza. Todas las tapas deberán permanecer en posición hasta en ensamblado final y durante el transporte.
Corrosión: causas y remedios
Son 5 los riesgos que amenazan el éxito de los aceros inoxidables. Estos son: la corrosion intergranular, la corrosion por efecto galvanico, la corrosion por contacto, la corrosion en forma d picado o de pinchazos de alfiler, y la corrosion por fatiga. Muchos fracasos pueden ser evitados dándose cuenta sencillamente de los riesgos involucrados y adoptándose las medidas apropiadas para eliminarlos.
Corrosión ínter granular
Causa: un tratamiento térmico inadecuado del acero inoxidable puede producir una retícula de carburos en los aceros con mas de 0,03% de carbono. El metal que contenga tal retícula es susceptible de corrosión ínter granular. Se puede producir por la exposición a temperaturas a temperaturas entre 400 a 800ºC por un tiempo razonable (casos de grandes soldaduras, por ejemplo); donde el cromo se combina con el carbono, debilitando la pelicula pasiva en regiones especificas. Que el acero sea susceptible de corrosión ínter granular no significa necesariamente que será atacada por ella ; esta aparece si el material en esta situación (sensibilizado) es expuesto a medios agresivos. La precipitación de carburos puede ser eliminada por uno de los tres procedimientos indicados a continuación:
Por recocido: una vez terminadas las operaciones de elaboración y de soldadura, el acero deberá ser calentado hasta una temperatura lo suficientemente alta para disolver los carburos , para enfriarlos luego con la rapidez suficiente para evitar que se vuelva a precipitar el carburo.
Utilizando acero que contenga menos de 0,03% de carbono.
Utilizando un acero estabilizado: el titanio o el columbio se combinan con el carbono y evitan las precipitaciones perjudiciales.
Corrosión galvánica
Causas: la corrosión galvánica ejerce una acción localizada que puede sobrevivir cuando una junta de unión entre dos metales disimilares esta sumergida en una solución que puede obrar como electrolito. El empleo de distintos metales en una solución no significa que la corrosión galvanica sea inevitable. Los factores que influencian la corrosión galvanica incluyen:
- Conductividad del circuito: tiene que existir el contacto entre metales diferentes en una solución de alta conductividad para que se produzca el ataque galvanico ( un medio acuoso, incluso humedad, constituye un electrolito).
- Potencial entre ánodo y cátodo: la posicion que ocupa cada metal en la serie galvanica determina el potencial y la direccion del flujo de corriente cuando se compone una celda. El metal que ocupa la posición mas alta en la serie constituye el cátodo. El otro metal es el ánodo y , debido a eso es el que resulta mas afectado. El potencial se incrementa cuando mas apartadas unas de otras son las posiciones ocupadas por cada metal en la serie galvanica.
- Polarización: este efecto es el que se produce sobre los electrodos de una celda galvanica por el deposito sobre los mismos de los gases liberados por la corriente. La evaluación de los ionice de hidrogeno puede cambiar de pasiva en activa la superficie del acero inoxidable, acelerando así la corrosión del ánodo.
- Áreas relativas del cátodo y ánodo: el area realtiva de las superficies ejerce un efecto pronunciado sobre el daño producido por la accion galvanica. Un pequeño ánodo con un cátodo grande produce una corriente de elevada densidad y acelera la corrosión en el ánodo. Deberán evitarse las pequeñas áreas del metal menos noble (por ejemplo no se utilizaran piezas de sujeción de aluminio para el acero inoxidable).
- Reilación geométrica entre superficies de distintos metales: un borde o una esquina del metal menos noble no debera estar en contacto con el centro de un area de gran superficie del metal que ha de constituir el caatodo si llega a formarse una celda galvanica.
Corrosión por contacto.
Causas: una partícula de acero al carbono , una escama de oxido, cobre u otra sustancia extraña incrustada en el acero inoxidable puede ser suficiente para destruir la pasividad en el punto de contacto. La corrosión por contacto puede iniciarse en cualquier momento si los métodos de limpieza empleados no son meticulosos. El proyectista puede precaverse de todo ataque galvanico, pero a su vez , el personal encargado de la fabricación, la operación de los elementos de acero inoxidable, ha de prevenir la corrosión por contacto.
Picado o corrosión en forma de pinchazos de alfiler.
Causas: las soluciones que contengan cloruros podrían atacar por una acción de picado. Los cloruros ácidos, tales como el cloruro ferrico y el cloruro sodico son particularmente peligrosos. Generalmente los fracasos del acero inoxidable en un medio supuestamente a salvo de la corrosión son atribuibles a la presencia del ion cloruro en mayor concentración que la previsible (por ejemplo la limpieza con soluciones de hipoclorito).
Corrosión por fatiga.
Causas: este tipo de corrosión ocurre cuando el metal o aleación esta sometido simultáneamente a un estado de tensión y a un medio corrosivo especifico.
Los métodos de prevención de la corrosión por fatiga son principalmente de naturaleza general o empírica:
- Reducción de los niveles de tensión a través de recocimiento, aumento de sección de la pieza o reducción de la carga aplicada.
- Eliminación de agentes críticos del ambiente.