Corrosión del casco del buque

Tipología corrosiva. Salinidad. Organismos microbiológicos. Metales corrosivos

  • Enviado por: Chus
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 14 páginas
publicidad

1) Introducción

Este tipo de corrosión tiene como característica fundamental el medio en el que se produce la corrosión, pues el agua de mar es el electrólito corrosivo por excelencia que tiene la naturaleza. El alto contenido salino del agua de mar, la convierte en un electrólito perfecto para el buen funcionamiento de la pila de corrosión, manteniendo en todo momento en contacto electrico los posibles ánodos y cátodos.

El anión cloruro, Cl- , es el más nocivo debido a su pequeño volumen iónico, que le hace capaz de adentrarse en el producto de corrosión, agrietándolo, pasando posteriormente a la red metálica, iniciando y activando túneles de corrosión en el casco del buque.

El oxígeno desempeña un papel principal en los fenómenos de corrosión, ya que suministra la sustancia para que se produzca la la reacción catódica.

O2 + 2 H2O + 4e ! 4 OH-

Las incrustaciones biológicas pueden ser causa de varios problemas de corrosión al fijarse al casco del buque. Cuando se sumerge un buque en el mar no tarda en recubrirse de lo que se llama “velo biológico”. Este “velo biológico” retiene partículas minerales y orgánicas en suspensión en el agua. Su formación facilita la posterior fijación de organismos vegetales y animales, que constituyen las incrustaciones biológicas.

2) Tipo de corrosión en el casco del buque:

La corrosión en el casco del buque es un proceso de naturaleza electroquímica.

Hay un flujo de electricidad de unas áveas a otras de la superficie metálica a través del electrólito, que es el agua de mar, capaz de conducir la corriente.

Corrosión del casco del buque

Debido a esto, es muy importante tener claro el concepto de potencial de equilibrio que tienen los metales. A nivel práctico se usan las series galvánicas, para determinar quien va a actuar como cátodo y quien como ánodo.

- Serie galvánica en agua de mar -

El proceso anódico de disolución metálica en agua de mar se hace según la relación

He ! Hen+ + n.e-

Velocidad de corrosión del metal:

t / x = Vc = (eq-gr / 96500) . I

x : Cantidad de metal que se va a corroer

I : Intensidad de corriente

Vc : Velocidad de corrosión

t : tiempo

Todos los tipos básicos de corrosión pueden ocurrir en el agua de mar . Lo que se encuentra frecuentemente en la corrosión del casco del buque es el ataque localizado en determinadas zonas del componente metálico, permaneciendo inalteradas las restantes.

Los fallos más abundantes ocurren por la formación de picaduras, corrosión en resquicios, corrosión galvánica, corrosión bajo tensión, corrosión por fatiga, ataque por cavitación, ataque por choque y corrosión selectiva.

Dentro de éste apartado vamos a hacer mención de los tipos de corrosión que mas frecuentemente se presentan en la obra viva del buque:

  • Corrosión uniforme:

  • Se da fundamentalmente cuando el ataque se extiende casi por igual por toda la superficie metálica, siendo éste de carácter superficial. El remedio más recurrido para éste tipo de corrosión es mediante un recubrimiento apropiado o bien mediante la protección catódica.

  • Corrosión galvánica o bimetálica:

  • Siempre que se unen dos metales o aleaciones diversas tiende a la corrosión el más electro-negativo de los dos y tanto más intensamente cuanto más distanciados se encuentran ambos metales en la serie galvánica. Este es el caso generalizado del par galvánico hélice (bronce) y casco (acero); y el existente antiguamente en buques con remaches.

  • Corrosión localizada

  • Consiste en un ataque muy localizado y profundo, frecuentemente es difícil de descubrir, dado el pequeño diámetro de las perforaciones y porque las bocas de éstas perforaciones de estas perforaciones están recubiertas con productos de corrosión.

    Se requieren meses e incluso años para que los agujeros lleguen a perforar el metal.

  • Corrosión intergranular:

  • Los bordes del grano son más propensos al ataque electro-químico, no solo porque en ellos los átomos metálicos están más débilmente empaquetados en la red cristalina, sino también por las impurezas y segregaciones que allí se acumulan.

    Las áreas inmediatamente contiguas a la soldadura quedan empobrecidas en elementos aleantes por lo que se vuelven activas frente al resto del metal. En las soldaduras se da en paralelo el fenómeno de unión bimetálica, ya que el electrodo de soldadura introduce un compuesto de distintas características electro-químicas.

  • Corrosión selectiva:

  • La corrosión selectiva se presenta en aleaciones en los que los aleantes difirieren bastante entre sí por sus potenciales electro-químicos. El elemento más electro-negativo (activo) se disuelve, quedando una estructura esponjosa de malas propiedades metálicas.

    Cuando se eligen por razones de economía hélices de elevado porcentaje de zinc, puede tener lugar el fenómeno conocido como descinzificación.

    3) Factores controlantes de los mecanismos de la corrosión del casco de buque:

    Salinidad:

    De unos mares a otros, las variaciones en la salinidad no son muy acusadas. La salinidad del mar está comprendida entre 33 - 37 %, dependiendo del lugar geográfico y de las condiciones climatológicas.

    Después de estudios realizados a este respecto podemos concluir diciendo que débiles variaciones en la salinidad del agua de mar no parecen producir cambios apreciables en la corrosión del acero sumergido en este medio.

    Temperatura:

    Corrosión del casco del buque

    La temperatura del agua de mar varía en función de la estación del año y de la posición geográfica del lugar. Los valores oscilan entre -2ºC y 35ºC.

    Las velocidades de corrosión, previsiblemente más elevadas en aguas calientes tropicales, se van amortiguando por la existencia en este tipo de aguas de abundante crecimiento de organismos marinos, lo que lleva consigo una reducción del oxigeno en la superficie metálica.

    Oxigeno:

    Debido al alto pH del agua de mar, el agente oxidante es por excelencia el oxigeno disuelto.

    La reducción del oxigeno disuelto está directamente relacionado con el proceso de oxidación del metal, y por lo tanto, todos los factores que influyen en la relación de oxígeno con la superficie del metal, influirán en el comportamiento de la corrosión .

    Las velocidades de corrosión para los aceros de los buques son más severas cuando el sistema tiene oxígeno en abundancia.

    Azufre:

    Para una aleación ferrea y en una zona donde actúe una colonia bacterial, como es el casco de un buque, la picadura que está formándose se cubre con FeS como producto de corrosión.

    En la zona de la picadura, la reacción anódica genera iones ferrosos:

    Fe ! Fe2+ +2e-

    Y estos iones reaccionan después con iones de sulfuro de hidrogeno:

    Fe2+ + H S- ! Fe S + H+

    El resultado es que se forma más FeS , junto con iones H+, que hace descender el pH. Todo esto hace que la picadura siga creciendo.

    Se ha estudiado que la presencia de sulfuro de hidrógeno H2S, en el electrolito, promueve el crecimiento de grietas en los cascos debido a la aparición de picaduras.

    Cloruros:

    Un alto contenido de cloruros pude bajar el potencial del metal y, de este modo, incrementar la posible reacción de corrosión.

    Para el caso de aleaciones férreas, el mecanismo de disolución del hierro en soluciones concentradas de iones cloruro, obedece a la siguiente secuencia de ecuaciones:

    Fe + H2O ! Fe OH + H+ + e

    Fe OH + Cl- ! Fe Cl + OH-

    Fe Cl ! Fe2+ + Cl- + e

    Velocidad de flujo:

    Corrosión del casco del buque

    El movimiento del agua de mar al afectar al transporte de oxigeno a las zonas catódicas, y a la eliminación de los productos de corrosión, puede contribuir en la magnitud del proceso corrosivo.

    -Velocidad de Corrosión -

    Conforme aumenta la velocidad, aumenta la probabilidad de que aparezcan fenómenos de la corrosión-erosión por turbulencias que aceleran notablemente el proceso corrosivo.

    peligro a la corrosión por picaduras.

    Profundidad:

    La velocidad máxima de corrosión del casco del buque se presenta en la zona de salpicaduras. Esto es debido a que el metal en esta zona, está continuamente mojado por una delgada capa de agua de mar, altamente aireada.

    Las burbujas de aire disuelto en el agua de mar tiende a hacerla mas destructiva, al eliminar las películas de protección y recubrimientos.

  • Corrosión por organismos microbiológicos:

  • El factor biológico puede tener una influencia importante en el fenómeno de la corrosión marina, siendo decisivo en el casco de los barcos, en donde, además de originar corrosiones en el casco, ofrece impedimentos a su movimiento.

    La existencia del fouling en los fondos del casco de un buque es perjudicial, no solo para la integridad del acero, pues una vez que los organismos incrustados se desprenden se llevan con ellos las capas de pintura dejando el metal al descubierto, sino también para el desplazamiento del barco, por el aumento del coeficiente de ficción respecto al agua de mar.

    La fijación del fouling es también función de la naturaleza del metal expuesto, siendo abundante al tratarse del hierro.

    El fouling puede tener varios efectos en la corrosión del casco del buque:

    1) Da lugar al funcionamiento de pilas de aireación diferencial: