Proteccion catodica y anodica.
Enviado por joaco95_ • 25 de Junio de 2016 • Resumen • 1.913 Palabras (8 Páginas) • 443 Visitas
Protección anódica y catódica contra la corrosión
¿Qué es la corrosión?
Existen diferentes maneras de definirla. Como por ejemplo: La corrosión es un proceso natural, que convierte un metal refinado a una forma más estable, como su óxido, hidróxido, o sulfuro. Es la destrucción gradual de los materiales (por lo general metales) por reacción química con su entorno. En el uso más común de la palabra, esto significa oxidación del metal en una reacción con un oxidante tal como oxígeno o azufre.
La corrosión degrada las propiedades útiles de los materiales y estructuras, incluyendo la fuerza, la apariencia y la permeabilidad a los líquidos y gases. Muchas aleaciones estructurales se corroen simplemente por la exposición a la humedad en el aire, pero el proceso puede ser fuertemente afectado por la exposición a ciertas sustancias.
La corrosión galvánica se produce cuando dos metales diferentes están en contacto físico o eléctrico entre sí y se sumergen en un electrolito común, o cuando se expone el mismo metal de electrolito con diferentes concentraciones. En una célula galvánica, el metal más activo (el ánodo) se corroe a un ritmo acelerado y el metal más noble (el cátodo) se corroe a una velocidad más lenta.
1. Herrumbre, ejemplo clásico de corrosión
Existen diferentes métodos para proteger los metales de la corrosión, por ejemplo: aplicando recubrimientos de otros metales o pinturas; aplicando capaz de sustancias pasivantes; y usando protección catódica y anódica.
Protección catódica
La protección catódica (CP) es una técnica utilizada en el control de la corrosión de la superficie de un metal volviéndolo el cátodo de una celda electroquímica. Un método simple de protección es conectar el metal a ser protegido, con un "metal sacrificial" más susceptible a la corrosión para actuar como ánodo. El metal de sacrificio a continuación, se corroe en lugar del metal protegido.
Los sistemas de protección catódica resguardan una amplia gama de estructuras metálicas en diversos entornos. Las aplicaciones comunes van desde: tuberías de acero que transportan agua o combustible, tanques de almacenaje de acero, pilotes de acero de los muelle, en los cascos de barcos y submarinos
Historia
La protección catódica fue descrita por primera vez por Sir Humphry Davy en 1824. Su primera aplicación fue en el HMS samarang en 1824. Los ánodos de sacrificio hechos de hierro se adherían al casco de cobre de la nave esto redujo drásticamente la velocidad de corrosión del cobre. Michael Faraday continúo las investigaciones después de Davy, descubriendo la conexión cuantitativa entre la pérdida de masa por corrosión y la corriente eléctrica y por lo tanto sentando las bases para la futura aplicación de la protección catódica.
Sería 100 años después del experimento de Davy antes de que la protección catódica se utilizara ampliamente en oleoductos en los Estados Unidos. La protección catódica se aplicó a cañerías de gas de acero a partir de 1928 y más ampliamente en la década de 1930.
Principio
Durante la corrosión hay dos reacciones, la oxidación (ecuación 1), donde los electrones abandonan el metal (pérdida de metal) y reducción, cuando se utilizan los electrones para convertir el agua o el oxígeno a hidróxidos (ecuaciones 2 y 3).
Fe → Fe2+ + 2e- (1)
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- (2)
2H2O + 2e- → H2 + 2OH- (3)
A medida que la corrosión se lleva a cabo, las reacciones de oxidación y reducción se producen y las celdas electroquímicas se forman sobre la superficie del metal de modo que algunas áreas se convertirán en anódicas (oxidación) y algunas catódica (reducción). La corriente eléctrica fluirá desde las zonas anódicas al electrolito mientras el metal se corroe. Por el contrario, cuando la corriente eléctrica fluye desde el electrolito a las zonas catódicas se reduce la velocidad de corrosión.
La protección catódica funciona mediante la introducción de otro metal (el ánodo galvánico) con una superficie mucho más anódica, de modo que toda la corriente fluirá desde el ánodo introducido y el metal a ser protegido se convierte en catódico en comparación con el ánodo. Esto detiene efectivamente las reacciones de oxidación sobre la superficie del metal transfiriéndolos al ánodo galvánico, que se sacrifica a favor de la estructura bajo protección.
Para que esto funcione debe haber una vía de electrones entre el ánodo y el metal a ser protegido (por ejemplo, un alambre o contacto directo) y una vía de iones entre el agente oxidante (por ejemplo, agua o suelo húmedo) y el ánodo, y el agente oxidante y el metal a ser protegido, formando así un circuito cerrado.
Tipos
La protección catódica puede lograrse en cualquiera de dos maneras. Por el uso de una corriente impresa a partir de una fuente eléctrica, o por el uso de ánodos de sacrificio (acción galvánica).
Galvánica (ánodo de sacrificio)
En la aplicación de la protección catódica galvánica, un ánodo galvánico está unido a la superficie del metal vulnerable en el que se expone a un electrolito. El ánodo galvánico sigue a corroerse, se consume el material del ánodo hasta que finalmente debe ser reemplazado.
Los ánodos galvánicos o de sacrificio se hacen en varias formas y tamaños utilizando aleaciones de zinc, magnesio y aluminio. La ASTM International publica normas sobre la composición y la fabricación de ánodos galvánicos.
Hay tres principales metales usados como ánodos galvánicos, magnesio, aluminio y zinc. Todos ellos están disponibles como bloques, varillas, placas o cinta extruida. Cada material tiene sus ventajas y desventajas.
El magnesio tiene el potencial eléctrico más negativo de los tres y es más adecuado para áreas en las que la resistividad del electrolito (suelo o agua) es mayor. Esto es por lo general las tuberías en tierra y otras estructuras enterradas, aunque también se utiliza en los barcos en agua dulce y en calentadores de agua.
El zinc y el aluminio se usan generalmente en agua salada, donde la resistividad es generalmente menor. Las aplicaciones típicas son para los cascos de los buques y barcos, ductos costa afuera y plataformas de producción y de la superficie interna de los tanques
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