La corrosión es la destrucción o el deterioro de los materiales o de sus propiedades causado por el medio ambiente. La mayor parte de la corrosión se produce en ambientes atmosféricos, que contienen componentes y factores corrosivos como el oxígeno, la humedad, los cambios de temperatura y los contaminantes.
La corrosión cíclica es un tipo de corrosión atmosférica común y muy destructiva. Esta corrosión en la superficie de los materiales metálicos se debe a la penetración de iones cloruro en la capa de óxido y la capa protectora de la superficie metálica, así como a la reacción electroquímica interna que provocan. Al mismo tiempo, los iones cloruro poseen cierta energía de hidratación, lo que facilita su adsorción en los poros de la superficie metálica, obstruyendo las grietas y desplazando el oxígeno de la capa de óxido. Los óxidos insolubles se convierten en cloruros solubles, lo que transforma la pasivación de la superficie en una superficie activa.
La prueba de corrosión cíclica es un tipo de ensayo ambiental que utiliza principalmente equipos específicos para simular artificialmente las condiciones ambientales de corrosión cíclica y evaluar la resistencia a la corrosión de productos o materiales metálicos. Se divide en dos categorías: una para la exposición a un entorno natural y otra para la simulación artificial acelerada de un entorno de corrosión cíclica.
La simulación artificial de las pruebas ambientales de corrosión cíclica consiste en el uso de un cierto volumen de espacio de un equipo de prueba, la cámara de prueba de corrosión cíclica (Figura), en su volumen de espacio con métodos artificiales, lo que da como resultado un entorno de corrosión cíclica para evaluar la calidad de la resistencia a la corrosión cíclica del producto.
En comparación con el entorno natural, la concentración de cloruro en un entorno de corrosión cíclica puede ser varias veces o decenas de veces mayor que la de un entorno natural normal, lo que incrementa considerablemente la tasa de corrosión. Por lo tanto, el tiempo necesario para obtener resultados en la prueba de corrosión cíclica del producto también se reduce drásticamente. Por ejemplo, en un entorno de exposición natural, la corrosión de una muestra de producto puede tardar un año, mientras que en una simulación artificial de condiciones ambientales de corrosión cíclica, se pueden obtener resultados similares en tan solo 24 horas.
La corrosión cíclica simulada en laboratorio se puede dividir en cuatro categorías.
(1)Ensayo de corrosión cíclica neutra (ensayo NSS)Es un método de ensayo de corrosión acelerada que apareció primero y que actualmente es el más utilizado. Utiliza una solución salina de cloruro de sodio al 5%, con un pH neutro (6,5 ~ 7,2), para la pulverización. La temperatura de ensayo es de 35 ℃ y la tasa de aplicación de la solución para la corrosión cíclica es de 1 ~ 2 ml/80 cm²/h.
(2)Ensayo de corrosión cíclica con ácido acético (ensayo ASS)Se basa en la prueba de corrosión cíclica neutra. Consiste en añadir ácido acético glacial a una solución de cloruro de sodio al 5%, reduciendo así el pH a aproximadamente 3. La solución se acidifica y la corrosión cíclica final pasa de ser neutra a ácida. Su velocidad de corrosión es aproximadamente tres veces mayor que la de la prueba NSS.
(3)Ensayo de corrosión cíclica acelerada con ácido acético y sales de cobre (ensayo CASS)Se trata de una prueba de corrosión cíclica rápida de reciente desarrollo, realizada en el extranjero. La temperatura de prueba es de 50 ℃ y se utiliza una solución salina con una pequeña cantidad de cloruro de cobre, lo que induce una corrosión intensa. Su tasa de corrosión es aproximadamente 8 veces mayor que la de la prueba NSS.
(4)Prueba de corrosión cíclica alternanteSe trata de una prueba integral de corrosión cíclica, que consiste en una prueba de corrosión cíclica en condiciones neutras, sumada a una prueba de humedad y calor constantes. Se utiliza principalmente para productos con cavidades, ya que, mediante la penetración en un ambiente húmedo, la corrosión cíclica se genera no solo en la superficie del producto, sino también en su interior. Consiste en someter el producto alternativamente a las condiciones ambientales de corrosión cíclica y calor húmedo, y finalmente evaluar sus propiedades eléctricas y mecánicas, con o sin cambios.
Los resultados de las pruebas de corrosión cíclica generalmente se presentan de forma cualitativa en lugar de cuantitativa. Existen cuatro métodos de evaluación específicos.
①método de juicio de calificaciónes la relación entre el área de corrosión y el área total del porcentaje según un método determinado de división en varios niveles, a un cierto nivel como base de juicio calificado, es adecuado para muestras planas para la evaluación.
②método de juicio de ponderaciónMediante el método de pesaje de la muestra antes y después de la prueba de corrosión, se calcula la pérdida de peso por corrosión para evaluar la calidad de la resistencia a la corrosión de la muestra, siendo particularmente adecuado para la evaluación de la calidad de la resistencia a la corrosión de metales.
③método de determinación de la apariencia corrosivaEs un método de determinación cualitativa, es una prueba de corrosión cíclica, para determinar si el producto produce fenómenos de corrosión en la muestra, en este método se utilizan principalmente estándares generales del producto.
④Método de análisis estadístico de datos de corrosiónProporciona el diseño de pruebas de corrosión, análisis de datos de corrosión, datos de corrosión para determinar el nivel de confianza del método, que se utiliza principalmente para analizar la corrosión estadística, en lugar de específicamente para un juicio de calidad de producto específico.
Ensayo de corrosión cíclica del acero inoxidable
La prueba de corrosión cíclica, inventada a principios del siglo XX, es la prueba de corrosión de uso más prolongado y la preferida por los usuarios de materiales altamente resistentes a la corrosión, convirtiéndose en una prueba universal. Las principales razones son las siguientes: ① ahorro de tiempo; ② bajo costo; ③ permite probar una variedad de materiales; ④ los resultados son simples y claros, lo que facilita la resolución de disputas comerciales.
En la práctica, la prueba de corrosión cíclica del acero inoxidable es la más conocida. ¿Cuántas horas puede soportar este material la prueba de corrosión cíclica? Los profesionales seguramente conocen bien esta pregunta.
Los proveedores de materiales suelen utilizarpasivacióntratamiento omejorar el grado de pulido de la superficieetc., para mejorar el tiempo de prueba de corrosión cíclica del acero inoxidable. Sin embargo, el factor determinante más crítico es la composición del propio acero inoxidable, es decir, el contenido de cromo, molibdeno y níquel.
Cuanto mayor sea el contenido de los dos elementos, cromo y molibdeno, mayor será el rendimiento de corrosión necesario para resistir la aparición de corrosión por picaduras y corrosión por hendiduras. Esta resistencia a la corrosión se expresa en términos de la llamadaEquivalente de resistencia a la corrosión por picadurasValor (PRE): PRE = %Cr + 3,3 x %Mo.
Si bien el níquel no aumenta la resistencia del acero a la corrosión por picaduras y grietas, puede ralentizar eficazmente la velocidad de corrosión una vez que el proceso ha comenzado. Por lo tanto, los aceros inoxidables austeníticos que contienen níquel tienden a tener un rendimiento mucho mejor en las pruebas de corrosión cíclica y se corroen mucho menos severamente que los aceros inoxidables ferríticos con bajo contenido de níquel que presentan una resistencia similar a la corrosión por picaduras.
Curiosidades: Para el acero inoxidable 304 estándar, la corrosión cíclica neutra suele durar entre 48 y 72 horas; para el acero inoxidable 316 estándar, la corrosión cíclica neutra suele durar entre 72 y 120 horas.
Cabe señalar queelCorrosión cíclicaEsta prueba presenta importantes inconvenientes a la hora de evaluar las propiedades del acero inoxidable.El contenido de cloruro en la prueba de corrosión cíclica es extremadamente alto, superando con creces el del entorno real, por lo que el acero inoxidable que puede resistir la corrosión en el entorno de aplicación real con un contenido de cloruro muy bajo también se corroerá en la prueba de corrosión cíclica.
La prueba de corrosión cíclica altera el comportamiento de corrosión del acero inoxidable, por lo que no puede considerarse ni una prueba acelerada ni un experimento de simulación. Los resultados son parciales y no guardan relación con el rendimiento real del acero inoxidable una vez puesto en uso.
Podemos usar la prueba de corrosión cíclica para comparar la resistencia a la corrosión de diferentes tipos de acero inoxidable, pero esta prueba solo permite clasificar el material. Al seleccionar materiales de acero inoxidable, la prueba de corrosión cíclica por sí sola no suele proporcionar información suficiente, ya que no comprendemos adecuadamente la relación entre las condiciones de la prueba y el entorno de aplicación real.
Por la misma razón, no es posible estimar la vida útil de un producto basándose únicamente en la prueba de corrosión cíclica de una muestra de acero inoxidable.
Además, no es posible realizar comparaciones entre diferentes tipos de acero; por ejemplo, no podemos comparar el acero inoxidable con el acero al carbono revestido, porque los mecanismos de corrosión de los dos materiales utilizados en la prueba son muy diferentes, y la correlación entre los resultados de la prueba y el entorno real en el que se acabará utilizando el producto no es la misma.
Fecha de publicación: 6 de noviembre de 2023