Factores que afectan á corrosión dos metais
A corrosión é o proceso de deterioración que se produce no metal debido a unha reacción química entre o metal e o seu ambiente. A corrosión pode levar á degradación do material, á redución da integridade estrutural e á falla do material. Neste artigo, revisaremos os diversos factores que inflúen na corrosión dos metais e como estes factores contribúen a acelerar ou frear o proceso de corrosión.
1. Composición química dos metais
A composición química do metal é un dos principais factores que afectan ás taxas de corrosión. Os metais puros tenden a ser menos resistentes á corrosión que as aliaxes metálicas. Por exemplo, o aceiro inoxidable ten unha maior resistencia á corrosión porque contén cromo, que forma unha capa protectora de óxido na súa superficie. Ademais do cromo, adoitan engadirse elementos como o níquel e o molibdeno para mellorar a resistencia á corrosión.
2. Condición da superficie
O estado da superficie metálica tamén xoga un papel importante no proceso de corrosión. As superficies rugosas ou porosas tenden a corroerse máis rápido que as superficies lisas e uniformes. Os procesos de pulido e revestimento poden axudar a reducir a taxa de corrosión ao pechar os poros e alisar a superficie metálica, o que dificulta o ataque de ambientes corrosivos.
3. Medio ambiente
a. Composición da solución
O ambiente que rodea un metal inflúe moito na velocidade de corrosión. A presenza de certos ións, como o cloruro, o sulfato e o nitrato en solución, pode aumentar a velocidade de corrosión. O cloruro, por exemplo, é moi corrosivo para o aceiro inoxidable porque os ións de cloruro poden penetrar na capa protectora de óxido de cromo, causando picaduras ou corrosión localizada.
b. pH
O pH da solución tamén xoga un papel importante. Os ambientes ácidos (pH baixo) tenden a acelerar a corrosión, especialmente en metais como o ferro e o aceiro. Mentres tanto, os ambientes alcalinos (pH alto) poden ser menos corrosivos, pero non están completamente libres de risco de corrosión, especialmente se hai certos ións presentes na solución.
c. Temperatura
A temperatura ambiente tamén afecta á velocidade de corrosión. En xeral, as velocidades de reacción química aumentan coa temperatura, polo que a corrosión tende a ser máis rápida a temperaturas máis altas. Non obstante, existe un límite en canto a como as altas temperaturas poden causar cambios na microestrutura do metal, o que afecta á súa resistencia á corrosión.
4. Factores electroquímicos
a. Potencial do eléctrodo
Cada metal ten un potencial de eléctrodo estándar diferente. Os metais que se oxidan máis facilmente (aqueles con potenciais de eléctrodo máis baixos) son máis susceptibles á corrosión. Por exemplo, o ferro ten un potencial de eléctrodo máis baixo que o ouro, o que o fai máis susceptible á corrosión.
b. Corrosión galvánica
A corrosión galvánica prodúcese cando dous metais con diferentes potenciais de eléctrodo entran en contacto e se mergullan nunha solución electrolítica. O metal co potencial de eléctrodo máis baixo actúa como ánodo e corroe máis rapidamente, mentres que o metal co potencial de eléctrodo máis alto actúa como cátodo e está protexido da corrosión.
5. Tensión mecánica
A tensión mecánica sobre un metal pode afectar a súa susceptibilidade á corrosión. Este fenómeno coñécese como fisuración por corrosión baixo tensión (SCC). A SCC prodúcese cando un metal se somete a tensión en certos ambientes corrosivos, o que pode levar á formación de fisuras e á posterior falla. Por exemplo, o aceiro inoxidable pode experimentar SCC en ambientes que conteñen cloruros cando se somete a tensión.
6. Película protectora
Algúns metais poden formar unha película protectora de óxido que limita a velocidade de corrosión. Esta película fórmase normalmente cando o metal reacciona co osíxeno atmosférico ou outros compoñentes do ambiente. Por exemplo, o aluminio forma unha capa de óxido de aluminio moi estable que protexe o metal de máis corrosión. Non obstante, en determinadas condicións, esta película protectora pode danarse ou non formarse correctamente, o que fai que o metal sexa vulnerable á corrosión.
7. Microorganismos
Certos microorganismos poden influír na corrosión dos metais mediante un proceso coñecido como corrosión influenciada microbioloxicamente (MIC). As bacterias, as algas e os fungos poden formar biopelículas nas superficies metálicas, causando diferenzas na concentración de osíxeno ou producindo compostos corrosivos como o ácido sulfúrico. As bacterias redutoras de xofre (SRB), por exemplo, poden reducir os ións sulfato a sulfuro de hidróxeno (H2S), que é altamente corrosivo para o ferro e o aceiro.
8. Influencia da auga subterránea e da auga do mar
a. Augas subterráneas
A composición química das augas subterráneas pode variar moito dependendo da localización xeográfica e das condicións xeolóxicas. As augas subterráneas que conteñen minerais específicos, como o cloruro, poden causar corrosión das estruturas metálicas que nelas están incrustadas. Ademais, o pH e os niveis de osíxeno disolto nas augas subterráneas tamén afectan á velocidade de corrosión.
b. Auga de mar
A auga do mar é un ambiente altamente corrosivo para os metais debido ao seu alto contido en sal (NaCl), que proporciona ións de cloruro que aceleran o proceso de corrosión. Ademais, a auga do mar tamén contén osíxeno disolto, que favorece as reaccións de corrosión electroquímica.
9. Protección anticorrosiva
Para protexer o metal da corrosión, pódense aplicar varios métodos. Algúns dos principais métodos inclúen:
a. Revestimento
A aplicación de revestimentos protectores como pintura, galvanizado (cinc) e revestimentos non metálicos como o plástico pode illar o metal dos ambientes corrosivos. Estes revestimentos actúan como barreiras físicas que reducen o contacto do metal cos elementos corrosivos.
b. Protección catódica
A protección catódica implica a aplicación dunha corrente eléctrica externa para reducir o potencial dos eléctrodos metálicos, evitando así a corrosión. Este método úsase a miúdo en estruturas subacuáticas ou tubaxes subterráneas.
c. Inhibidor da corrosión
Os inhibidores da corrosión son compostos químicos que se engaden a ambientes corrosivos para reducir a velocidade da corrosión. Os inhibidores funcionan formando unha capa protectora na superficie do metal ou cambiando as propiedades da solución para facela menos corrosiva.
10. Kesimpulan
Varios factores inflúen na corrosión dos metais, incluíndo a composición química do metal, as condicións da superficie, o ambiente, os factores electroquímicos, a tensión mecánica, a presenza de películas protectoras, os microorganismos e a composición das augas subterráneas e da auga do mar. Comprender estes factores é crucial para protexer os materiais metálicos da degradación por corrosión. Mediante a aplicación de métodos de protección axeitados, como revestimentos, protección catódica e o uso de inhibidores da corrosión, pódense minimizar os danos causados pola corrosión, prolongando así a vida útil e o rendemento dos materiais metálicos en diversas aplicacións.
