Organización y montaje mecánico e hidráulico de instalaciones solares térmicas. ENAE0208
por medio de un electrolito (por ejemplo, un líquido conductor como el agua de mar o agua dulce impura), fluye una corriente desde el metal anódico al catódico o metal más noble a través del electrolito. Como resultado, el metal menos noble se corroe.
Este tipo de corrosión es especialmente relevante cuando se plantean uniones de acero inoxidable con acero al carbono o aceros de baja aleación. Es importante seleccionar los materiales de soldadura de modo que sean al menos tan nobles como el material base. En ambientes corrosivos en los que pudiera estar presente el agua, tales como ambientes industriales pesados, atmósferas marinas, y donde pudiera existir inmersión en agua salobre o marina, deben evitarse las uniones de aceros inoxidables austeníticos mediante tornillos martensíticos y ferríticos.
La corrosión galvánica no debiera ser un problema en aceros inoxidables, aunque a veces su prevención pueda requerir precauciones que, a primera vista, resultan sorprendentes. Para evitar la corrosión galvánica, en principio, debe impedirse el flujo de corriente:
1 Aislando los metales diferentes. Por ejemplo, rompiendo la conexión metálica.
2 Evitando la formación de puentes electrolíticos. Por ejemplo, rompiendo la conexión electrolítica con pinturas u otros recubrimientos. Cuando se persigue conseguir la protección de esta manera, y no es posible recubrir ambos metales, es preferible recubrir el más noble (por ejemplo, el acero inoxidable en el caso de unión acero inoxidable/acero al carbono).
El riesgo de un ataque profundo de corrosión es mayor si el área del metal más noble (por ejemplo, el acero inoxidable) es mayor que el área del metal menos noble (como el acero al carbono). Debe prestarse una especial atención al empleo de pinturas u otros recubrimientos sobre acero al carbono. Si existen pequeños poros o agujeros en el recubrimiento, la pequeña área de acero al carbono desnuda proporcionará relaciones de área cátodo/ánodo muy grandes, dando lugar a un severo ataque por picaduras del acero al carbono. Por supuesto, el ataque será probablemente mucho más intenso en condiciones de inmersión. Por esta razón, es preferible pintar el acero inoxidable.
Relaciones desfavorables de área tienen lugar probablemente con tornillos y en uniones. El empleo de tornillos de acero al carbono en elementos de acero inoxidable debe evitarse, ya que la relación de área del acero inoxidable en relación con el acero al carbono es grande y los tornillos estarán sujetos a un ataque agresivo. Por el contrario, la velocidad de ataque de un elemento de acero al carbono por un tornillo de acero inoxidable es mucho más lenta. Es generalmente útil apoyarse en experiencias previas en emplazamientos similares, ya que metales diferentes pueden a menudo trabajar unidos sin peligro bajo condiciones de condensación o humedad ocasional sin efectos adversos, especialmente cuando la conductividad del electrolito es baja.
La predicción de estos efectos es difícil, ya que la velocidad de corrosión se determina a partir de una serie de variables de cierta complejidad. El empleo de tablas de potencial eléctrico ignora la presencia de películas superficiales de óxido y los efectos de relaciones de área y de diferentes soluciones (electrolitos) químicas. Por esta razón, un empleo desinformado de estas tablas puede conducir a resultados erróneos. Dichas tablas deberían utilizarse de manera cuidadosa y solamente para valoraciones iniciales.
Los aceros inoxidables generalmente forman el cátodo en un enlace bimetálico y por ello no sufren corrosión. El contacto entre aceros inoxidables austeníticos y zinc o aluminio puede dar lugar a una corrosión adicional de los últimos dos metales. Es poco probable que el efecto de dicha corrosión sea significativo desde un punto de vista estructural. No obstante, el polvo blanco/gris resultante es absolutamente antiestético.
El acoplamiento con cobre debe ser en general evitado excepto bajo condiciones adecuadas no severas.
La corrosión se atribuye frecuentemente a la acción galvánica, cuando su verdadera causa es efectivamente unas condiciones anormales de operación. Así, por ejemplo, el uso de ácido clorhídrico para sustituir un material de limpieza normal puede destruir la película pasiva del acero inoxidable. En tal caso, se puede formar una celda galvánica. El volver a proyectar y a construir una pieza que sea completamente de acero inoxidable puede resultar muy costoso y la nueva pieza proyectada puede ser difícil de fabricar. Así pues, cuando aparentemente la acción galvánica sea la única causa de un desperfecto en una unidad que, demostradamente, es de un buen diseño, convendrá realizar una verificación meticulosa para cerciorarse de que todas las condiciones de operación son normales.
Recuerde
Los aceros inoxidables generalmente forman el cátodo en un enlace bimetálico y, por ello, no sufren corrosión.
Corrosión por picaduras
Como su nombre indica, la corrosión por picaduras toma la forma de pequeños hoyos localizados. Esto ocurre como resultado de la rotura local de la capa pasivante, normalmente por iones cloruro, aunque otros haluros y otros aniones pueden tener un efecto similar. Durante el desarrollo de una picadura, los productos corrosivos pueden crear una solución muy corrosiva, que a menudo conduce a procesos de corrosión de alta velocidad. Sin embargo, en la mayoría de aplicaciones estructurales, las picaduras suelen ser solo superficiales y la reducción de sección es despreciable. Por otra parte, los productos corrosivos pueden ensuciar los principales rasgos arquitectónicos de una obra. En estructuras de canalización, tuberías y contenedores debe adoptarse una tolerancia menor en cuanto a la corrosión por picaduras.
Dado que el ión cloruro es, con diferencia, el causante más común del ataque por picaduras, los ambientes costeros y marinos son bastante agresivos. La probabilidad de que un cierto entorno provoque ataque por picaduras depende, además del contenido de cloruros, de factores tales como la temperatura, la acidez o la alcalinidad y el contenido de gases oxidantes. La resistencia al ataque por picaduras de un acero inoxidable depende de su composición química. El cromo, el molibdeno y el nitrógeno mejoran la resistencia al ataque por picaduras.
Una medida aproximada de la resistencia al ataque por picaduras viene dada por el Índice de Picaduras o Equivalente a la resistencia al ataque por picaduras (Pitting Resistance Equivalent, PRE) definido como:
La determinación del PRE de un acero inoxidable permite llevar a cabo un análisis comparativo entre los diferentes aceros inoxidables.
El acero de grado 1,4301 tiene el PRE más bajo que muchos aceros y no es, por tanto, el grado más adecuado para aplicaciones arquitectónicas en ambientes marinos excepto, quizás, para elementos estructurales internos protegidos de forma efectiva de espuma marina y niebla. El acero de grado 1,4301 también puede presentar niveles inaceptables de picaduras en atmósferas industriales severas y, por consiguiente, será preferible seleccionar el acero de grado 1,4401 o acero dúplex.
Corrosión bajo tensión
El desarrollo de la corrosión bajo tensión (Stress Corrosion Cracking, SCC) requiere de la existencia simultánea de tensiones de tracción y de factores ambientales específicos que difícilmente se encuentran en condiciones ambientales normales de edificación. Las tensiones no necesitan ser altas en relación con la tensión de prueba del material y pueden estar generadas por cargas y durante los procesos de fabricación tales como soldadura o el doblado.
Los aceros inoxidables dúplex muestran generalmente una mayor resistencia a la corrosión bajo tensión que los aceros austeníticos más habituales. Se han desarrollado aceros inoxidables austeníticos con aleaciones superiores, como por ejemplo los grados 1,4539, 1,4529, 1,4547 y 1,4565, para aplicaciones en las que existe riesgo de corrosión bajo tensión.
Proyecto y fabricación. Cómo reducir al mínimo la corrosión
La medida más importante a tomar para prevenir los problemas que puede ocasionar la corrosión es seleccionar adecuadamente