NIVEL DE CORROSIVIDAD ATMÓSFERICA Y DURABILIDAD DEL COBRE Y EL ALUMINIO EXPUESTO A LA ATMÓSFERA...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA DE MATERIALES “NIVEL DE CORROSIVIDAD ATMÓSFERICA Y DURABILIDAD DEL COBRE Y EL ALUMINIO EXPUSTO A LA ATMÓSFERA DEL DEPARTAMENTO DE TUMBES DURANTE LOS AÑOS 2007-2011” Autores : GONZÁLEZ VÁSQUEZ, Walter Martín VARGAS VILLA, Suly Karen Asesor : Dr. CÁRDENAS ALAYO, Ranulfo Donato Trujillo-Perú 2011

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Exposición de la tesis: "NIVEL DE CORROSIVIDAD ATMÓSFERICA Y DURABILIDAD DEL COBRE Y EL ALUMINIO EXPUESTO A LA ATMÓSFERA DEL DEPARTAMENTO DE TUMBES DURANTE LOS AÑOS 2007-2011"

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Diapositiva 1

Para espirales de Al:

Donde:m: prdida de masa, en g.A: rea total expuesta de la superficie de la probeta, en m2.t: tiempo de exposicin, en aos.v: velocidad de corrosin, en g/m2.ao.TABLAMAPAVOLVER

Soluciones Sulfrica para remocin de productos de corrosin del cobreSolucin para remocin de productos de corrosin del Aluminio.VOLVER

Visita a las diferentes estaciones de ensayo para el retiro de probetasVOLVER

Lavado inicial de los espirales de Al

Lavado posterior despus del lavado en agua con detergente de los espirales de Al

Limpieza Qumica de los espirales de Al

Repeticin de cuatro lavados posteriores a la limpieza qumicasiguienteII.- PRINCIPALES ANTECEDENTES MPIRICOS Morcillo M. Iberoamericana Mapa de Corrosividad Atmosfrica" (MICAT)RESULTADO: Localidades rurales y marinosFeZnCuAlCarranza P.Corrosividad en el Puerto de Salaverry FeZnCuAlRESULTADO: Categora de corrosividad de C5 Gutirrez y SupoLa relacin existente entre la polucin atmosfrica y la susceptibilidad a la corrosin acuosa del Cobre electroltico y Aluminio AA 1100 expuestos en la atmsfera de Chimbote-Per durante el 2008RESULTADO: La polucin atmosfrica es alta y corro-sividad atmosfrica para el cobre es extrema (Cx) y aluminio y alta (C5) Cabrera y SnchezInfluencia de las variables climticas y de contaminacin sobre la velocidad de corrosin en el Aluminio 6201-T81, en las zonas de los Balnearios de Buenos Aires y Salaverry, los distritos de Santiago de Cao, el Porvenir y La Esperanza y la Zona Sur de Trujillo en el ao 1999.RESULTADO:Salaverry, Buenos Aires y Santiago de Cao presentan muy alta corrosividad (C5).Esperanza, el Porvenir y Trujillo Sur presentan corrosividad moderada (C4).El Instituto de Corrosin de la Pontificia Universidad Catlica del Per, PUCP Corrosividad atmosfrica y su incidencia en los sistemas electromecnicos de varias empresas peruanas (ELECTRONORTE S.A.)RESULTADO: Corrosividad severa (C5) del medio ambiente y del suelo del departamento de Lambayeque.FeZnCuAlIII. ANTECEDENTES TEORICOSCorrosin AtmosfricaTipos de Corrosin AtmosfricaSECAHMEDAACUOSAELECTROLITO

PELCULAHMEDAPELCULAACUOSATipos de AtmsferasRural

UrbanaMarina

Industrial

Corrosin Atmosfrica del Aluminio

Reaccin Andica: Al Al3+ + 3e (Disolucin del metal)Reaccin Catdica: O2 + 2H2O + 4 e- 4OH- (En la superficie del metal)

Capa de ElectrolitoALUMINIOCondicin Inicial del Al:

En la picadura formada:

12Corrosin Atmosfrica del Cobre

PRODUCTO DE CORROSIN DEL COBREReaccin de Oxidacin:4 Cu + 2 H2O => 2 Cu2O + 4 H+ + 4e-Reaccin de Reduccin:O2 + 2 H2O + 4 e- => 4 (OH)-

Reaccin Neta:4 Cu + O2 => 2 Cu2O

Variables prcticas importantes en la corrosin atmosfricaTiempo de humectacinDixido de Azufre

Cloruros

Temperatura

Corrosividad atmosfrica y velocidades de corrosinNORMA ISO 9223Datos de Contaminantes atmosfricosDatos de Velocidades de CorrosinClasificacin de CorrosividadSeleccin de Materiales y Medidas para el control de la corrosinLa metodologa ISOISO 9223Clasificacin de la corrosividad de atmsferasISO 9224Valores de gua para las categoras de la corrosividad de atmsferasISO 9225Agresividad de atmsferas-Mtodos de medicin de datos de contaminacinISO 9226Corrosividad de atmsferas-Mtodos de determinacin de velocidades de corrosin de muestras estndares para la evaluacin de la corrosividad.Tabla 1 Lista de Estndares ISO relacionados a la Corrosin Atmosfrica

La velocidad de corrosin atmosfrica puede ser estimada por la categora de corrosividad determinadaCategora de corrosividadVelocidades de corrosin de metalesUnidadesAcero al carbonoZincCobreAluminioC1g/m2.a 10 0,7 0,9despreciablem/a 1,3 0,1 0,1-C2g/m2.a10 - 2000,7 50,9 - 5 0,6m/a1,3 - 250,1 - 0,70,1 - 0,6-C3g/m2.a200 - 4005 155 - 120,6 - 2m/a25 - 500,7 - 2,10,6 - 1,3-C4g/m2.a400 - 65015 - 3012 - 252 - 5m/a50 - 802,1 - 4,21,3 - 2,8-C5g/m2.a650 - 150030 - 6025 - 505 - 10m/a80 - 2004,2 - 8,42,8 - 5,6-CXg/m2.a1500 - 550060 - 18050 - 90>10 m/a200 7008,4 - 255,6 - 10-Predicciones de Durabilidad y Ley Bilogartmica

Donde:C: Corrosin del metal (m) despus de t aos de exposicin atmosfrica.A: corrosin (m) durante el primer ao de exposicin.n: exponente, generalmente < 1.III. PROBLEMACORROSINATMOSFRICAVELOCIDAD DE CORROSINATMOSFERA DEL DEPARTAMENTO DE TUMBES NIVEL DE CORROSIVIDAD DEL Cu y Al DURABILIDAD DEL Cu y AlCul es el nivel de Corrosividad Atmosfrica y Durabilidad del Cobre y el Aluminio expuestos a la atmosfera del departamento de Tumbes durante los aos 2007-2011?ObjetivosObjetivo general

Evaluar y determinar la categora de corrosividad del Cu y Al y su durabilidad, mediante la frmula emprica; de dichos metales expuestos en la atmsfera corrosiva del departamento de Tumbes, con la finalidad de determinar las zonas de mayor agresividad corrosiva.

Objetivos especficos

Analizar los datos de las velocidades de corrosin atmosfrica de espirales verticales de cobre y aluminio electrolticos, expuestos en la atmosfera del departamento de Tumbes-Per, durante los aos 2007-2011.Construir un mapa de corrosin donde se indique las categoras de corrosividad obtenidas.

IV. MATERIALES Y MTODOS4.1 Objeto de Estudio

PoblacinMuestraDE 0 A 2 KM DEL MARLUGAR DE MUESTREODIRECCINDISTANCIA AL MAR (Km.)EE-TUM-1Av. Repblica del Per 230. Zorritos. . Grifo El Sol E.I.R.L,0.3EE-TUM-5Calle Ceibos - Puerto Pizarro. Facultad de Ing. Pesquera - Universidad Nacional de Tumbes.2DE 2 A 4 KM DEL MAREE-TUM-2Av. Panamericana Norte. Casero San Isidro (Los Cedros). 3DE 4 A 6 KM DEL MAREE-TUM-4Av. Panamericana Norte. Corrales. Facultad de Ciencias Agrarias UNT4.35DE 6 A 8 KM DEL MAREE-TUM-3Av. Norte 2199. Grifo: El Bosque S.R.L.6.5EE-TUM-6Municipio de Corrales (Plaza de Armas).7.1EE-TUM-7Av. 642. Compaa de Bomberos 66.7.8EE-TUM-8Av. Panamericana Norte Km. 1267. Grifos Girasol.7.3DE 8 A 16 KM DEL MAREE-TUM-9Prolongacin Alfonso Ugarte- Ciudad Universitaria. Facultad de Derecho - Universidad Nacional de9.9Av. Principal Nro. 24, Malval. Casa del Sr. Elier Tinoco9.9EE-TUM-10EE-TUM-11Jirn. H. Patio 532. Centro de Salud San Jacinto.12.44.2Mtodos y TcnicasVariablesVariable Independientes Velocidades de Corrosin de Cu y Al.Variables Dependientes: - Categoras de Corrosividad de la atmsfera del Departamento de Tumbes - Durabilidad del Cu y Al.Procedimiento ExperimentalUBICACIN E INSTALACION DE LOS LUGARES DE EVALUACINCORTE Y MAQUINADO DE PROBETASPESAJE DE SUPERFICIE DE PROBETASCODIFICACIN Y LIMPIEZA DE SUPERFICIES DE PROBETASCONSTRUCCIN DE BASTIDOREXPOSICIN A LA ATOMOSFERA1 ao2 aos4 aos

CORROSION ATMOSFERICA DEL ALUMINIO

C5EE TUMB - 01Distancia al mar: 300 mGrifo El Sol26 aosTiempo de vida tilTrnsito continuo

CORROSION ATMOSFERICA DEL ALUMINIOC5Distancia al mar: 3000 m26 aos

EE TUMB - 02

38 aosC5Los CedrosTrocha de carreteraFac. Ciencias Agrarias1

CORROSION ATMOSFERICA DEL ALUMINIOC5Distancia al mar: 200 m26 aos38 aosC5

85 aosC4EE TUMB - 05Fac. Ing. PesqueraCalle Ceibos

CORROSION ATMOSFERICA DEL ALUMINIOC5Distancia al mar: 7100 m26 aos38 aosC585 aosC4EE TUMB - 0641 aosC4Municipio de Corrales (Plaza de Armas)Altas temperaturas. 3

CORROSION ATMOSFERICA DEL ALUMINIOC5Distancia al mar: 9900 m26 aos38 aosC585 aosC4EE TUMB - 09

41 aosC488 aosC4Prolongacin Alfonso Ugarte - C. U. Facultad de Derecho1

CORROSION ATMOSFERICA DEL ALUMINIOCORROSION ATMOSFERICA DEL COBRE

CORROSION ATMOSFERICA DEL COBRE

> CX10 aosC562 aosC4440 aosDistancia al mar: 6500 mCX23 aosEE TUMB - 03Grifo El Bosque (junto a la panamericana)CORROSION ATMOSFERICA DEL COBRE

> CX10 aosC562 aosC4440 aosDistancia al mar: 4400 mCX23 aos

C544 aosEE TUMB - 04Fac. Ciencias AgrariasAltas temperaturas.No hay mucho transito 1CORROSION ATMOSFERICA DEL COBRE

> CX10 aosC562 aosC4440 aos

Distancia al mar: 7800 mCX23 aosC544 aos44 aosC5EE TUMB - 07Compaa de BomberosBastante trnsito vehicularBastidor ubicado en el cuarto piso4CORROSION ATMOSFERICA DEL COBRE

> CX10 aosC562 aosC4440 aosDistancia al mar: 7300 mCX23 aosC544 aos44 aosC5

25 aosCXEE TUMB - 07Grifo Girasol Panamericana Nortetrnsito vehicular constante1CORROSION ATMOSFERICA DEL COBRE

> CX10 aosC562 aosC4440 aosDistancia al mar: 9900 mCX23 aosC544 aos44 aosC525 aosCX

43 aosC5EE TUMB - 10MalvalBastante cantidad de polvoCORROSION ATMOSFERICA DEL COBRE

> CX10 aosC562 aosC4440 aosDistancia al mar: 12400 mCX23 aosC544 aos44 aosC525 aosCX

43 aosC538 aosC5EE TUMB - 11Centro de Salud San JacintoBastante cantidad de polvo, escaza vegetacin, transito vehicular bajo1CORROSION ATMOSFERICA DEL COBRE

V.- CONCLUSIONESCORROSION ATMOSFERICA DEL ALUMINIO

C5C4Las categoras de corrosividades ms altas se registraron en las estaciones EE TUMB 01 y EE TUMB 07 (6.58g/m2.ao C5 y 7.46 g/m2.ao C5 respectivamente)La categora de corrosividad ms baja se registro en la estacin EE TUMB 05 (3.08 g/m2.ao C4)La salinidad atmosfrica es el factor controlante de la corrosin atmosfrica en atmsferas marinas puras.

CORROSION ATMOSFERICA DEL COBREC5La categora de corrosividades ms alta se registr en las estaciones EE TUMB 01 (15.58 m/ao >CX)La categora de corrosividad ms baja se registro en la estacin EE TUMB 05 (1.33 m/ao C4)CXCASO DEL COBRE

Usar sobre espesores entre 20 a 30 % del de diseo, en atmosferas con categora de corrosividad de Cx, C5 y C4. El sobre espesor se determinar utilizando la frmula emprica con A y n obtenidos en el estudio para cada lugar y tipo de metal que permite estimar la durabilidad en la atmosfera especfica evaluada. En general, es muy importante que en un estudio de corrosividad atmosfrica, se tenga los parmetros de ley bilogartmica. De esta manera se podr estimar la durabilidad real de los metales.Otra manera de proteger es utilizando recubrimientos o pinturas anticorrosivas tales como el barniz, o prestofosco.

V. RECOMENDACIONESCASO DEL ALUMINIO

Cuando se usa alambres de aluminio, debe ser cubierto con grasa neutra aplicada peridicamente, previa limpieza del polvo adherido, sobre todo en zonas cerca del mar (hasta por lo menos los 6 Km). Otra manera de proteccin contra la corrosin atmosfrica es el tratamiento superficial denominado ANODIZADO, que implica fortalecer la capa natural de almina que posee el aluminio a espesores mayores a 50 micras. Esto es imprescindible en zonas con alta polucin por cloruros, es decir en zonas marinas.Tambin se utilizan recubrimientos de conversin que son capas superficiales adherentes de baja solubilidad compuesta de xido, fosfato o cromato, por ejemplo el recubrimiento de cromato. Otros recubrimientos son los polifosfatos, aceites solubles, wash primer, y tambin se utilizan inhibidores tales como los silicatos.