La corrosión es un proceso natural que ocurre con todos los metales, pero se puede ralentizar mucho con algunos tratamientos diferentes
Es causada por la presencia de agentes oxidantes en el ambiente, como agua o aire. Puede ser un gran problema para quienes participan en proyectos de construcción a gran escala que utilizan materiales metálicos, que incluyen edificios, automóviles, puentes, aviones y más. Pero incluso los pequeños productos metálicos se corroerán y perderán su fuerza o belleza. Afortunadamente, puede evitar que este proceso ocurra tan rápido como lo haría normalmente con materiales que se encuentran en el hogar o con técnicas avanzadas para un efecto más fuerte.
Pasos
Método 1 de 3: Comprensión de los tipos comunes de corrosión de metales
Debido a que en la actualidad se utilizan tantos tipos diferentes de metal, los constructores y fabricantes deben protegerse contra muchos tipos diferentes de corrosión. Cada metal tiene sus propias propiedades electroquímicas únicas que determinan a qué tipos de corrosión (si corresponde) es vulnerable el metal. La siguiente tabla detalla una selección de metales comunes y los tipos de corrosión que pueden sufrir.
| Metal | Vulnerabilidad (es) de corrosión del metal | Técnicas preventivas comunes | Actividad galvánica * |
|---|---|---|---|
| Acero inoxidable (pasivo) | Ataque uniforme, galvánico, picaduras, grietas (todo especialmente en agua salada) | Limpieza, recubrimiento protector o sellador | Bajo (la corrosión inicial forma una capa de óxido resistente) |
| Planchar | Ataque uniforme, galvánico, hendidura | Limpieza, revestimiento protector o sellador, galvanización, sol'ns antioxidantes | Elevado |
| Latón | Ataque uniforme, descincificación, estrés | Limpieza, recubrimiento protector o sellador (generalmente aceite o laca), agregando estaño, aluminio o arsénico a la aleación | Medio |
| Aluminio | Galvánico, picado, hendidura | Limpieza, revestimiento protector o sellador, anodizado, galvanizado, protección catódica, aislamiento eléctrico | Alto (la corrosión inicial forma una capa de óxido resistente) |
| Cobre | Galvánico, picaduras, deslustre estético | Limpieza, recubrimiento protector o sellador, agregando níquel a la aleación (especialmente para agua salada) | Baja (la corrosión inicial forma una pátina resistente) |
* Tenga en cuenta que la columna "Actividad galvánica" se refiere a la actividad química relativa del metal como se describe en las tablas de la serie galvánica de fuentes de referencia. Para los propósitos de esta tabla, cuanto mayor sea la actividad galvánica del metal, más rápidamente sufrirá corrosión galvánica cuando se una a un metal menos activo.
Paso 1. Evite la corrosión por ataque uniforme protegiendo la superficie del metal
La corrosión de ataque uniforme (a veces abreviada como corrosión "uniforme") es un tipo de corrosión que ocurre, de manera apropiada, de manera uniforme sobre una superficie metálica expuesta. En este tipo de corrosión, toda la superficie del metal se ve atacada por la corrosión y, por lo tanto, la corrosión avanza a un ritmo uniforme. Por ejemplo, si un techo de hierro sin protección se expone regularmente a la lluvia, toda la superficie del techo entrará en contacto con aproximadamente la misma cantidad de agua y, por lo tanto, se corroerá a un ritmo uniforme. La forma más fácil de protegerse contra la corrosión de ataque uniforme suele ser colocar una barrera protectora entre el metal y los agentes corrosivos. Puede ser una amplia variedad de cosas: pintura, un sellador de aceite o una solución electroquímica como un recubrimiento de zinc galvanizado.
En situaciones subterráneas o de inmersión, la protección catódica también es una buena opción
Paso 2. Evite la corrosión galvánica deteniendo el flujo de iones de un metal a otro
Una forma importante de corrosión que puede ocurrir independientemente de la resistencia física de los metales involucrados es la corrosión galvánica. La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales con diferentes potenciales de electrodo están en contacto entre sí en presencia de un electrolito (como agua salada) que crea una ruta de conducción eléctrica entre los dos. Cuando esto sucede, los iones metálicos fluyen del metal más activo al menos activo, lo que hace que el metal más activo se corroa a un ritmo acelerado y que el metal menos activo se corroa a un ritmo más lento. En términos prácticos, esto significa que se desarrollará corrosión en el metal más activo en el punto de contacto entre los dos metales.
- Cualquier método de protección que evite el flujo de iones entre los metales puede potencialmente detener la corrosión galvánica. Dar a los metales una capa protectora puede ayudar a evitar que los electrolitos del medio ambiente creen una ruta de conducción eléctrica entre los dos metales, mientras que los procesos de protección electroquímica como la galvanización y el anodizado también funcionan bien. También es posible frustrar la corrosión galvánica aislando eléctricamente las áreas de los metales que entran en contacto entre sí.
- Además, el uso de protección catódica o un ánodo de sacrificio puede proteger metales importantes de la corrosión galvánica. Vea abajo para más información.
Paso 3. Prevenga la corrosión por picaduras protegiendo la superficie del metal, evitando las fuentes ambientales de cloruro y evitando mellas y rayones
Las picaduras son una forma de corrosión que tiene lugar a escala microscópica, pero que puede tener consecuencias a gran escala. Las picaduras son una gran preocupación para los metales que derivan su resistencia a la corrosión de una capa delgada de compuestos pasivos en su superficie, ya que esta forma de corrosión puede conducir a fallas estructurales en situaciones donde la capa protectora normalmente las evitaría. Las picaduras ocurren cuando una pequeña parte del metal pierde su capa protectora pasiva. Cuando esto sucede, la corrosión galvánica se produce a escala microscópica, lo que lleva a la formación de un pequeño orificio en el metal. Dentro de este agujero, el ambiente local se vuelve muy ácido, lo que acelera el proceso. Las picaduras generalmente se evitan aplicando una capa protectora a la superficie del metal y / o usando protección catódica.
Se sabe que la exposición a un ambiente con alto contenido de cloruros (como, por ejemplo, agua salada) acelera el proceso de picadura
Paso 4. Evite la corrosión por grietas minimizando los espacios reducidos en el diseño del objeto
La corrosión por grietas ocurre en espacios de un objeto metálico donde el acceso al fluido circundante (aire o un líquido) es deficiente, por ejemplo, debajo de tornillos, debajo de arandelas, debajo de percebes o entre las juntas de una bisagra. La corrosión por grietas ocurre donde el espacio cerca de una superficie metálica es lo suficientemente ancho para permitir que el fluido entre, pero lo suficientemente estrecho como para que el fluido tenga dificultad para salir y se estanque. El ambiente local en estos pequeños espacios se vuelve corrosivo y el metal comienza a corroerse en un proceso similar a la corrosión por picaduras. La prevención de la corrosión por grietas es generalmente un problema de diseño. Al minimizar la aparición de espacios estrechos en la construcción de un objeto metálico mediante el cierre de estos espacios o permitiendo la circulación, es posible minimizar la corrosión por grietas.
La corrosión por grietas es de especial preocupación cuando se trata de metales como el aluminio que tienen una capa exterior protectora pasiva, ya que el mecanismo de corrosión por grietas puede contribuir a la ruptura de esta capa
Paso 5. Evite el agrietamiento por corrosión bajo tensión utilizando solo cargas seguras y / o recocido
El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) es una forma poco común de falla estructural relacionada con la corrosión que es de particular interés para los ingenieros encargados de estructuras de edificios destinadas a soportar cargas importantes. En el caso de SCC, un metal que soporta carga forma grietas y fracturas por debajo de su límite de carga especificado, en casos severos, a una fracción del límite. En presencia de iones corrosivos, pequeñas grietas microscópicas en el metal causadas por la tensión de tracción de una carga pesada se propagan a medida que los iones corrosivos alcanzan la punta de la grieta. Esto hace que la grieta crezca gradualmente y potencialmente cause eventuales fallas estructurales. El SCC es especialmente peligroso porque puede ocurrir incluso en presencia de sustancias que, naturalmente, son muy levemente corrosivas para el metal. Esto significa que la corrosión peligrosa se produce mientras que el resto de la superficie metálica no parece verse afectada superficialmente.
- La prevención del SCC es en parte una cuestión de diseño. Por ejemplo, al elegir un material que sea resistente al SCC en el entorno en el que operará el metal y asegurarse de que el material metálico se someta a una prueba de tensión adecuada, puede ayudar a prevenir el SCC. Además, el proceso de recocido de un metal puede eliminar las tensiones residuales de su fabricación.
- Se sabe que el SCC se ve agravado por las altas temperaturas y la presencia de líquido que contiene cloruros disueltos.
Método 2 de 3: Prevención de la corrosión con soluciones caseras
Paso 1. Pinte la superficie metálica
Quizás el método más común y asequible para proteger el metal de la corrosión es simplemente cubrirlo con una capa de pintura. El proceso de corrosión involucra humedad y un agente oxidante que interactúa con la superficie del metal. Por tanto, cuando el metal se recubre con una barrera protectora de pintura, ni la humedad ni los agentes oxidantes pueden entrar en contacto con el propio metal y no se produce corrosión.
- Sin embargo, la pintura en sí es vulnerable a la degradación. Vuelva a aplicar la pintura siempre que se astille, se gaste o se dañe. Si la pintura se degrada hasta el punto de que el metal subyacente queda expuesto, asegúrese de inspeccionar si hay corrosión o daños en el metal expuesto.
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Existe una variedad de métodos para aplicar pintura a superficies metálicas. Los trabajadores del metal a menudo usan varios de estos métodos en conjunto para asegurarse de que todo el objeto de metal reciba un recubrimiento completo. A continuación se muestra una muestra de métodos con comentarios sobre sus usos:
- Cepillo: se utiliza para espacios de difícil acceso.
- Rodillo: se utiliza para cubrir grandes áreas. Barato y conveniente.
- Pulverizador de aire: se utiliza para cubrir grandes áreas. Más rápido pero menos eficiente que los rodillos (el desperdicio de pintura es alto).
- Pulverizador sin aire / Pulverizador sin aire electrostático: se utiliza para cubrir grandes áreas. Rápido y permite niveles variables de consistencia espesa / delgada. Menos desperdicio que el aerosol de aire ordinario. El equipo es caro.
Paso 2. Utilice pintura marina para metales expuestos al agua
Los objetos metálicos que regularmente (o constantemente) entran en contacto con el agua, como los barcos, requieren pinturas especiales para protegerlos contra la mayor posibilidad de corrosión. En estas situaciones, la corrosión "normal" en forma de oxidación no es la única preocupación (aunque es una de las principales), ya que la vida marina (percebes, etc.) que puede crecer en el metal sin protección puede convertirse en una fuente adicional de desgaste. y corrosión. Para proteger objetos metálicos como barcos, etc., asegúrese de utilizar una pintura epoxi marina de alta calidad. Estos tipos de pintura no solo protegen el metal subyacente de la humedad, sino que también desalientan el crecimiento de vida marina en su superficie.
Paso 3. Aplique lubricantes protectores a las partes metálicas móviles
Para superficies metálicas planas y estáticas, la pintura hace un gran trabajo para mantener la humedad y prevenir la corrosión sin afectar la utilidad del metal. Sin embargo, la pintura no suele ser adecuada para mover piezas metálicas. Por ejemplo, si pinta sobre la bisagra de una puerta, cuando la pintura se seque, mantendrá la bisagra en su lugar, lo que dificultará su movimiento. Si fuerza la puerta para abrirla, la pintura se agrietará y dejará agujeros para que la humedad llegue al metal. Una mejor opción para piezas metálicas como bisagras, juntas, cojinetes, etc. es un lubricante insoluble en agua adecuado. Una capa completa de este tipo de lubricante repelerá la humedad de forma natural y, al mismo tiempo, garantizará el movimiento suave y fácil de la pieza de metal.
Debido a que los lubricantes no se secan en su lugar como las pinturas, se degradan con el tiempo y requieren una reaplicación ocasional. Vuelva a aplicar lubricantes a las piezas metálicas periódicamente para asegurarse de que sigan siendo eficaces como selladores protectores
Paso 4. Limpie las superficies de metal a fondo antes de pintar o lubricar
Ya sea que esté usando pintura normal, pintura marina o un lubricante / sellador protector, querrá asegurarse de que su metal esté limpio y seco antes de comenzar el proceso de aplicación. Tenga cuidado de asegurarse de que el metal esté completamente libre de suciedad, grasa, escombros residuales de soldadura o corrosión existente, ya que estas cosas pueden socavar sus esfuerzos al contribuir a la corrosión futura.
- La suciedad, la mugre y otros desechos interfieren con la pintura y los lubricantes al evitar que la pintura o el lubricante se adhieran directamente a la superficie metálica. Por ejemplo, si pinta sobre una hoja de acero con algunas virutas de metal sueltas, la pintura se fijará en las virutas y dejará espacios en blanco en el metal subyacente. Si las virutas se caen, el punto expuesto será vulnerable a la corrosión.
- Si pinta o lubrica una superficie de metal con algo de corrosión existente, su objetivo debe ser hacer que la superficie sea lo más suave y regular posible para asegurar la mejor adherencia posible del sellador al metal. Utilice un cepillo de alambre, papel de lija y / o removedores de óxido químicos para eliminar la mayor cantidad posible de corrosión suelta.
Paso 5. Mantenga los productos metálicos sin protección lejos de la humedad
Como se señaló anteriormente, la humedad agrava la mayoría de las formas de corrosión. Si no puede darle a su metal una capa protectora de pintura o sellador, debe tener cuidado de asegurarse de que no esté expuesto a la humedad. Hacer un esfuerzo por mantener secas las herramientas metálicas desprotegidas puede mejorar su utilidad y prolongar su vida útil. Si sus artículos metálicos están expuestos al agua o la humedad, asegúrese de limpiarlos y secarlos inmediatamente después de su uso para evitar que se inicie la corrosión.
Además de estar atento a la exposición a la humedad durante el uso, asegúrese de guardar los artículos metálicos en el interior en un lugar limpio y seco. Para objetos grandes que no caben en un armario o armario, cubra el objeto con una lona o un paño. Esto ayuda a mantener la humedad del aire y evita que el polvo se acumule en la superficie
Paso 6. Mantenga las superficies metálicas lo más limpias posible
Después de cada uso de un artículo de metal, ya sea que el metal esté pintado o no, asegúrese de limpiar sus superficies funcionales, eliminando la suciedad, la mugre o el polvo. Las acumulaciones de suciedad y escombros en la superficie del metal pueden contribuir al desgaste y al desgaste del metal y / o su capa protectora, lo que lleva a la corrosión con el tiempo.
Método 3 de 3: Prevención de la corrosión con soluciones electroquímicas avanzadas
Paso 1. Utilice un proceso de galvanización
El metal galvanizado es un metal que ha sido recubierto con una fina capa de zinc para protegerlo de la corrosión. El zinc es químicamente más activo que el metal subyacente, por lo que se oxida cuando se expone al aire. Una vez que la capa de zinc se oxida, forma una capa protectora que evita una mayor corrosión del metal que se encuentra debajo. El tipo más común de galvanización en la actualidad es un proceso llamado galvanización por inmersión en caliente en el que las partes metálicas (generalmente acero) se sumergen en una tina de zinc fundido caliente para obtener un recubrimiento uniforme.
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Este proceso implica el manejo de productos químicos industriales, algunos de los cuales son peligrosos a temperatura ambiente, a temperaturas extremadamente altas y, por lo tanto, no debe ser intentado por nadie más que profesionales capacitados. A continuación se muestran los pasos básicos del proceso de galvanización en caliente para acero:
- El acero se limpia con una solución cáustica para eliminar la suciedad, grasa, pintura, etc., y luego se enjuaga bien.
- El acero se decapa en ácido para eliminar la cascarilla y luego se enjuaga.
- Se aplica un material llamado fundente al acero y se deja secar. Esto ayuda a que el revestimiento de zinc final se adhiera al acero.
- El acero se sumerge en una tina de zinc fundido y se deja calentar a la temperatura del zinc.
- El acero se enfría en un "tanque de enfriamiento" que contiene agua.
Paso 2. Utilice un ánodo de sacrificio
Una forma de proteger un objeto metálico de la corrosión es unirle eléctricamente una pequeña pieza de metal reactiva llamada ánodo de sacrificio. Debido a la relación electroquímica entre el objeto metálico más grande y el objeto reactivo pequeño (explicado brevemente a continuación), solo la pieza de metal pequeña y reactiva sufrirá corrosión, dejando intacto el objeto metálico grande e importante. Cuando el ánodo de sacrificio se corroe por completo, debe reemplazarse o el objeto de metal más grande comenzará a corroerse. Este método de protección contra la corrosión se utiliza a menudo para estructuras enterradas, como tanques de almacenamiento subterráneos, u objetos en contacto constante con el agua, como barcos.
- Los ánodos de sacrificio están hechos de varios tipos diferentes de metales reactivos. El zinc, el aluminio y el magnesio son tres de los metales más comunes que se utilizan para este propósito. Debido a las propiedades químicas de estos materiales, el zinc y el aluminio se utilizan a menudo para objetos metálicos en agua salada, mientras que el magnesio es más adecuado para fines de agua dulce.
- La razón por la que funciona un ánodo de sacrificio tiene que ver con la química del proceso de corrosión en sí. Cuando un objeto metálico se corroe, se forman naturalmente áreas que se asemejan químicamente a los ánodos y cátodos en una celda electroquímica. Los electrones fluyen desde la mayoría de las partes del ánodo de la superficie del metal hacia los electrolitos circundantes. Dado que los ánodos de sacrificio son muy reactivos en comparación con el metal del objeto que se está protegiendo, el objeto en sí se vuelve muy catódico en comparación y, por lo tanto, los electrones fluyen fuera del ánodo de sacrificio, lo que hace que se corroa pero no afecta al resto del metal.
Paso 3. Utilice corriente impresa
Debido a que el proceso químico detrás de la corrosión del metal involucra corriente eléctrica en forma de electrones que fluyen fuera del metal, es posible usar una fuente externa de corriente eléctrica para dominar la corriente corrosiva y prevenir la corrosión. Esencialmente, este proceso (llamado corriente impresa) confiere una carga eléctrica negativa continua al metal que se protege. Esta carga domina la corriente y hace que los electrones fluyan fuera del metal, deteniendo la corrosión. Este tipo de protección se usa a menudo para estructuras metálicas enterradas como tanques de almacenamiento y tuberías.
- Tenga en cuenta que el tipo de corriente que se utiliza para los sistemas de protección de corriente impresa suele ser corriente continua (CC).
- Por lo general, la corriente impresa que previene la corrosión se genera al enterrar dos ánodos metálicos en el suelo cerca del objeto metálico que se va a proteger. La corriente se envía a través de un cable aislado a los ánodos, que luego fluye a través del suelo hacia el objeto metálico. La corriente pasa a través del objeto metálico y regresa a la fuente de la corriente (generador, rectificador, etc.) a través de un cable aislado.
Paso 4. Utilice anodización
El anodizado es un tipo especial de revestimiento de superficie protectora que se utiliza para proteger el metal de la corrosión y también para aplicar para aplicar matrices, etc. Si alguna vez ha visto un mosquetón de metal de colores brillantes, ha visto una superficie de metal anodizado teñido. En lugar de implicar la aplicación física de una capa protectora, como ocurre con la pintura, la anodización utiliza una corriente eléctrica para darle al metal una capa protectora que previene casi todas las formas de corrosión.
- El proceso químico detrás de la anodización implica el hecho de que muchos metales, como el aluminio, forman de forma natural productos químicos llamados óxidos cuando entran en contacto con el oxígeno del aire. Esto da como resultado que el metal tenga normalmente una fina capa externa de óxido que protege (en un grado variable, dependiendo del metal) contra una corrosión adicional. La corriente eléctrica utilizada en el proceso de anodización crea esencialmente una acumulación mucho más espesa de este óxido en la superficie del metal de lo que ocurriría normalmente, proporcionando una gran protección contra la corrosión.
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Hay varias formas diferentes de anodizar metales. A continuación se muestran los pasos básicos de un proceso de anodizado. Consulte Cómo anodizar el aluminio para obtener más información.
- El aluminio se limpia y desengrasa.
- Las impurezas de la superficie del aluminio se eliminan con una solución para eliminar el tizón.
- El aluminio se baja a un baño ácido a una corriente y temperatura constantes (por ejemplo, 12 amperios / pie cuadrado y 70-72 grados F (21-22 grados C).
- El aluminio se retira y se aclara.
- El aluminio se sumerge opcionalmente en tinte a 100-140 grados F (38-60 grados C).
- El aluminio se sella colocándolo en agua hirviendo durante 20-30 minutos.
Paso 5. Use un metal que exhiba pasivación
Como se señaló anteriormente, algunos metales forman de forma natural una capa protectora de óxido cuando se exponen al aire. Algunos metales forman este recubrimiento de óxido con tanta eficacia que eventualmente se vuelven relativamente inactivos químicamente. Decimos que estos metales son pasivos en referencia al proceso de pasivación por el cual se vuelven menos reactivos. Dependiendo de su uso deseado, un objeto metálico pasivo puede no necesitar necesariamente ninguna protección adicional para hacerlo resistente a la corrosión.
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Un ejemplo bien conocido de un metal que exhibe pasivación es el acero inoxidable. El acero inoxidable es una aleación de acero ordinario y cromo que es eficazmente a prueba de corrosión en la mayoría de las condiciones sin requerir ninguna otra protección. Para la mayoría de los usos diarios, la corrosión no suele ser un problema con el acero inoxidable.
Sin embargo, cabe mencionar que, en determinadas condiciones, el acero inoxidable no es 100% resistente a la corrosión, especialmente en agua salada. De manera similar, muchos metales pasivos se vuelven no pasivos bajo ciertas condiciones extremas y, por lo tanto, pueden no ser adecuados para todos los usos
