Aplicación de una metodología mixta para la selección de materiales resistentes a la corrosión en medios ácidos y salinos

Aplicación de una metodología mixta para la selección de materiales resistentes a la corrosión en medios ácidos y salinos

Contenido principal del artículo

Andrey Felipe Mahecha-Gómez
Claudia Patricia Mejía-Villagrán
Jhon Jairo Olaya-Flórez

Resumen


Objetivo: En este artículo se presenta una metodología mixta de selección de materiales para determinar qué material presenta la mejor relación entre resistencia a la corrosión, propiedades mecánicas y costos. Metodología: El trabajo se llevó a cabo utilizando pruebas potenciodinámicas de extrapolación (Tafel) e impedancia electroquímica (EIS), sometiendo las muestras a medios corrosivos de NaCl (3%) y H2SO4 (5%). Las muestras utilizadas fueron el cerámico Zirconia no sinterizada y los aceros AISI 304L, AISI 316 y AISI 316L. Finalmente se aplicó una metodología de selección de materiales para escoger el material que presenta mejor comportamiento en este tipo de medios. Resultados: Como resultado, para las pruebas de extrapolación Tafel con 5% de ácido sulfúrico (H2SO4), se obtuvo que el acero AISI 316 presenta la corriente de corrosión más baja y una pasivación a mayor potencia. En el medio electrolítico con 3%de NaCl, se observa que los valores de potencial de corrosión más altos se presentan en los aceros inoxidables, evidenciándose una menor velocidad de corrosión en los aceros de la serie 316. Conclusiones: Como resultado se obtuvo que el acero AISI 316 utilizado presenta el mejor comportamiento de resistencia a la corrosión en los medios Medios ácidos y salinos.

Palabras claves: Corrosión, Medios ácidos y salinos, Metodología mixta, Selección de materiales.

 

Abstract


Objective: This article presents a mixed materials selection methodology is presented to determine which material has the best balance between corrosion resistance, mechanical properties and costs. Methods: The work was realized using potentiodynamic tests of extrapolation (Tafel) and electrochemical impedance (EIS), subjecting the samples to corrosive media of NaCl (3%) and H2SO4 (5%). The samples used were zirconia, steel AISI 304L, AISI 316 and AISI 316L. Finally a mixed methodology was applied in the materials selection to choose the material that has better comportment in this type of electrolyte. Results: For Tafel extrapolation test with 5% sulfuric acid (H2SO4) was obtained that AISI 316 steel which has the lowest current corrosion and passivation at higher power. In the electrolytic medium with 3 % NaCl, shows that higher values for corrosion potential present in stainless steels, showing a lower corrosion rate in the steels of the 316 series. Conclusions: The results showed that steel AISI 316 used presents the best performance to corrosion resistance in saline and acid.

Keywords: Corrosión, Acidic and saline environments, mixed methodology, Selection of materials.

 

Resumo

 

Objetivo: Neste artigo se expõe uma metodologia mista de seleção de materiais para determinar que material presenta a melhor relação entre resistência à corrosão, propriedades mecânicas e custos. Metodologia: O trabalho se realizou utilizando provas potencio-dinâmicas de extrapolação (Tafel) e impedância eletroquímica (EIS), sometendo as amostras a médios corrosivos de NaCl (3%) e H2 SO4 (5%). As amostras utilizadas foram a cerâmica Zircônia não sinterizada e os aços AISI 304L, AISI 316 e AISI 316L. Finalmente, se aplicou uma metodologia de seleção de materiais para escolher o material que apresenta melhor comportamento neste tipo de médios. Results: For Tafel extrapolation test with 5% sulfuric acid (H2SO4) was obtained that AISI 316 steel which has the lowest current corrosion and passivation at higher power. In the electrolytic medium with 3 % NaCl, shows that higher values for corrosion potential present in stainless steels, showing a lower corrosion rate in the steels of the 316 series. Conclusões: Como resultado se obteve que o aço AISI 316 utilizado apresenta o melhor comportamento de resistência à corrosão nos médios salino e ácido.

Palavras-chave: Corrosão, Médios ácidos e salinos, metodologia mista, Seleção de materiais.

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Detalles del artículo

Biografía del autor/a (VER)

Andrey Felipe Mahecha-Gómez, Universidad Nacional de Colombia

Ingeniero Mecánico.

Claudia Patricia Mejía-Villagrán, Universidad Nacional de Colombia

Magister en Educación

Jhon Jairo Olaya-Flórez, Universidad Nacional de Colombia

Doctor en Ciencia e Ingeniería en Materiales

Referencias (VER)

H. F. Gomez de Leon, L. D. Alcaraz. Manual Básico de corrosión para ingenieros. Universidad de Muercia. 2004.

J. V. Osuna, L. A. Gonzalez, M. C. Beltran,B. Valdez, “Estrategia administrativa para la auto sustentabilidad de centros de investigación en instituciones de educación superior”, Administración Contemporánea, vol. 6, no. 21, pp. 76-94, mayo de 2014.

Universia Colombia. Más de 26 mil millones de pesos pierde la industria colombiana debido a la corrosión de materiales. Agosto2013.

[Online]. Disponible en: http://noticias.universia.net.co/actualidad/PP: 112-124noticia/2013/08/29/1045848/mas-26-mil-millones pesos-pierde-industriacolombiana-debido-corrosionmateriales.html.

Euro Inox. Decapado y Pasivado del acero inoxidable. Serie Materiales y sus Aplicaciones, Volumen 4. 2004. [Online]. Disponible en: http://www.euro-inox.org/pdf/map/Passivating_Pickling_SP.pdf.

E. P. DeGarmo, J. T. Black, R. A. Kosher. Materiales y Procesos de Fabricación. Volumen 1. Barcelona: Editorial Reverté S.A, 2002, p. 208.

P.Corrado, G. Saverio, K. Tomaž. “Chapter 11-Alumina-and Zirconiabased Ceramics for Load-bearing Applications”, en Advanced Ceramics in Dentistry, Elsevier 2014, pp. 220-230.

Y. Zhou. Welding in energy-related projects. Pergamon Press Cánada Ltda, 1984, pp. 209-211.

F. C. Nascimento, C. E. Foerster, S. Rutz Da Silva, C. M. Lepienski, C. J. De Mesquita Siqueira, C. Alvez, “A Comparative study of mechanical and tribological properties of AISI-304 and AISI-316 submitted to glow discharge nitriding”, Material Research, vol. 12, no. 2, pp. 173-180, 2009.

R. L. Plaut, C. Herrera, D. M. Escriba, P. Rangel Rios, A. F. Padilha, “A short review on wrought austenitic stainless steels at high temperatures: processing, microstructure, properties and performance”, Material Research, vol. 10, no. 4, pp. 453-460, 2007.

M. F. Ashby. Materials Selection in Mechanical Design. Third Edition. Elsevier. 2005.

M. F. Ashby, K. Johnson. Material and Desing: The art and science of material selection in product. Third Edition. Elsevier. 2014.

ASTM G5 – 94. Standard Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements. 2004.

Y. L. Chipateuica. Resistencia a la corrosión de multicpasnanometricas de CrNx/Cr depositadas con magnetrón desbalanceado. Tesis maestría. Universidad Nacional de Colombia. 2010.

J. J. Olaya, U. Piratoba, S. E. Rodhil, “Resistencia a la corrosión de recubrimientos de CrN depositados por PVD con UBM: Tecnología eficiente y ambientalmente limpia”, Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, vol. 31, no. 1, pp. 44-51, 2011.

X. Liu, J. Xiong, LV. Yongwu, Y. Zuo, “Study on corrosion electrochemical behavior of several different coating systems by EIS”, Progress in Organic Coatings, vol. 64, no. 4, pp. 497-503, 2009.

A. A. Guzmán, “Evaluación de la resistencia a la corrosión de sistemas de recubrimientos con altos sólidos por medio de espectroscopía de impedancia electroquímica”, Tesis de Maestría, Universidad Nacional de Colombia, 2011.

K. S. Harscha. Principles of vapor deposition of thin films. Elsevier Ltd. 2006.

C. C. Lee, F. Mansfeld, “Automatic classification of polymer coating quality using artificial neural networks”,Corrosion Science, vol. 41, no. 3, pp. 439-461, 1998. PP: 112-124

D. Klotz, “Characterization and Modeling of Electrochemical Energy Conversion Systems”, Tesis Doctoral, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 2012.

A. Mata, M. Anglada, J. Alcalá. “Ecuaciones de dureza para la caracterización de metales mediante identanción puntiaguda”. En VIII Congreso Nacional de Propiedades Mecánicas de Sólidos, Valencia, España, pp. 513-522, Junio 2002.

P. A. Tipler, G. Mosca. Física para la ciencia y la tecnología.Volumen 2. Editorial Revérte. 2007.

A. A. Aymen, M. B. Mansour, W. Manfred, W. Lothar, “Effect of surface and bulk plastic deformations on the corrosion resistance and corrosion fatigue performance of AISI 316L”, Surface and Coatings Technology. Vol. 259, Part C, pp. 448-455, 2014.

North American Stainless. [Online]. Disponible en: http://www.northamericanstainless.com/wpcontent/uploads/2010/10/Grade-316-316L1.pdf.

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