Cómo prevenir la corrosión de las piezas metálicas

Bajo ciertas condiciones, incluso las partes metálicas más fuertes pueden sufrir corrosión, lo que ocurre cuando el metal reacciona con el entorno que lo rodea. Cualquier metal puede sufrir algún grado de corrosión, aunque algunos metales reaccionarán en un ambiente diferente al de otros.

Ningún metal está completamente a salvo de la amenaza de la corrosión. Pero lo que es más importante, la corrosión generalmente se puede prevenir o minimizar siguiendo ciertos pasos. Estos pasos implican un buen diseño del producto, selección de materiales y aplicación de tratamiento superficial.

Este artículo analiza varios métodos para reducir la corrosión de las piezas metálicas fabricadas con tecnología de mecanizado CNC.

¿Qué es la corrosión?

La corrosión ocurre cuando los metales reaccionan con los oxidantes en su entorno. Esta reacción química hace que el metal se degrade con el tiempo, lo que deteriora su apariencia y compromete su integridad estructural.

La corrosión es el deterioro de los materiales causado por las interacciones ambientales. Este es un fenómeno natural y requiere tres condiciones:humedad, superficie metálica y un oxidante llamado aceptor de electrones. El proceso de corrosión transforma la superficie del metal reactivo en una forma más estable, es decir, su óxido, hidróxido o sulfuro.

Cada metal tiene diferentes propiedades electroquímicas. Estas características determinan el tipo de piezas que son susceptibles a la corrosión. Por ejemplo, las herramientas de hierro que han estado expuestas a un ambiente húmedo durante mucho tiempo son propensas a oxidarse, mientras que los techos de cobre pueden oxidarse bajo la influencia del clima. Aunque algunos metales son más resistentes a la corrosión que otros (según el entorno), no todos los metales son inmunes a todos los efectos de la corrosión.

Mala M efectos de la corrosión

La corrosión puede tener varios efectos negativos en los metales. Cuando las estructuras metálicas se corroen, se vuelven inseguras, lo que puede causar accidentes, como el colapso. Incluso la corrosión menor requiere reparación y mantenimiento. De hecho, el costo directo anual mundial de la corrosión de metales es de aproximadamente 2,2 billones de dólares estadounidenses.

Aunque todos los metales se corroerán, se estima que el uso de métodos de protección adecuados puede prevenir entre un 25 y un 30 % de la corrosión.

La corrosión es un proceso natural en el que las condiciones ambientales transforman el metal refinado en su forma de óxido, hidróxido o sulfuro.

Cómo prevenir la corrosión de las piezas metálicas

Se pueden tomar medidas para evitar la corrosión de las piezas metálicas. La mayoría de estos pasos se realizan antes y durante el proceso de fabricación, pero una vez que se utilizan, también se puede reducir la corrosión de las piezas.

Seguir estos pasos no garantiza la vida útil ilimitada de la pieza, pero reducirá hasta cierto punto el potencial de corrosión, mientras ayuda a mantener el funcionamiento y la apariencia normales de la pieza de metal.

Puede prevenir la corrosión eligiendo el método correcto:

• Tipo de metal
• Revestimiento protector
• Diseño razonable
• Control ambiental
• Revestimiento de sacrificio

Tipo de metal

Una forma sencilla de prevenir la corrosión es utilizar metales resistentes a la corrosión, como el aluminio o el acero inoxidable. Según la aplicación, estos metales se pueden usar para reducir la necesidad de protección adicional contra la corrosión.

Acero inoxidable:El hierro en acero inoxidable se oxidará y oxidará. Sin embargo, el acero con alto contenido de cromo (por ejemplo, el acero inoxidable 316) no se oxida fácilmente porque el cromo forma una capa protectora de óxido de cromo en la superficie de la pieza.

Aluminio:El aluminio no contiene hierro, por lo que no se oxida. Se formará una capa protectora de óxido de aluminio en la superficie de la pieza cuando se encuentre con humedad para evitar la corrosión.

Cobre, bronce y latón:los metales rojos como el cobre, el bronce y el latón contienen poco o nada de hierro y no se oxidan. El cobre oxidado presenta una pátina verde. Aunque esto puede no ser estéticamente ideal, puede proteger los componentes de cobre de la corrosión.

Revestimiento protector

El revestimiento puede actuar como una barrera física entre la pieza metálica y los elementos oxidantes del entorno, proporcionando así una capa de protección contra la corrosión. A menos que el recubrimiento se desgaste, el aire, la humedad y otras sustancias corrosivas no pueden entrar en contacto directo con el metal. Después de un período de tiempo, se puede volver a aplicar la pintura para mantener la condición de la pieza.

Un método común es el galvanizado, en el que el fabricante aplica una fina capa de zinc sobre la pieza. Para algunos metales, puede ser mejor agregar un revestimiento de cromo duro (precio moderado, buena resistencia a la corrosión) o un revestimiento de cromo negro (más caro, con excelente resistencia a la corrosión).

Las pinturas y/o las imprimaciones son un método directo y económico para prevenir la corrosión y aún pueden ser necesarias por razones estéticas. El revestimiento de pintura puede actuar como una capa de barrera para evitar la transferencia de cargas electroquímicas de la solución corrosiva al metal subyacente.

Otra posibilidad es aplicar pintura en polvo. Durante este proceso, se aplica polvo seco a la superficie metálica limpia. Luego, el metal se calienta para fusionar el polvo en una película suave e ininterrumpida. Se pueden usar muchas composiciones de polvo diferentes, incluidos acrílico, poliéster, epoxi, nailon y uretano.

Diseño razonable

El control de la corrosión comienza en la etapa de ingeniería. Si la pieza se utilizará en un entorno propenso a la corrosión, los ingenieros deben considerar si ciertas características de diseño fomentarán o evitarán la corrosión al crear un diseño CAD. El material de la pieza afectará su resistencia a la corrosión, pero la forma y la textura también afectarán la resistencia a la corrosión

El diseñador debe eliminar el espacio angosto para evitar que el aire o el fluido entren y se estanquen. Evite funciones que puedan acumular humedad o aire. Las piezas no deben contener grietas profundas que puedan acumular humedad y, si es posible, fomentar el flujo de aire. Si es absolutamente necesario que las piezas contengan huecos, túneles u otros puntos débiles, asegúrese de que el metal se pueda mantener con regularidad.

Control Ambiental

Los pasos posteriores a la fabricación pueden ser más difíciles de implementar que los pasos previos a la fabricación, pero una vez que se usa la pieza, aún es posible reducir la corrosión.

La corrosión es causada por una reacción química entre el metal y el gas en el ambiente circundante. Al tomar medidas para controlar el medio ambiente, estas reacciones adversas pueden minimizarse. Puede controlar el contenido de oxígeno o cloro en el entorno circundante. Por ejemplo, también puede evitar que las piezas entren en contacto con una humedad excesiva ajustando la posición de las piezas o introduciendo obstáculos.

Revestimiento de sacrificio

Otra forma de hacer que las piezas sean resistentes a la corrosión es aplicar una capa protectora al metal en lugar de una capa protectora.

El propósito del recubrimiento de sacrificio no es prevenir completamente la corrosión, sino hacer que el recubrimiento se corroa, no el material subyacente de la pieza. Por lo tanto, el recubrimiento se denomina material de "sacrificio". Existen dos tecnologías principales para lograr recubrimientos de sacrificio:protección catódica y protección anódica.

Protección Catódica

El ejemplo más común de protección catódica es el recubrimiento de acero de aleación de hierro con zinc, un proceso llamado galvanizado. El zinc es más activo que el acero y se oxida cuando comienza a corroerse, lo que inhibe la corrosión del acero. Este método se llama protección catódica porque funciona al convertir acero en el cátodo de una celda electroquímica. La protección catódica se utiliza para transportar tuberías de acero de agua o combustible, tanques de calentadores de agua, cascos de barcos y plataformas petroleras en alta mar.

Protección del ánodo

La protección anódica consiste en recubrir el acero ferroaleado con un metal menos activo, como el estaño. El estaño no se corroe, por lo que siempre que haya una capa de estaño, se puede proteger el acero. Este método se denomina protección del ánodo porque convierte al acero en el ánodo de una celda electroquímica.

La protección anódica se usa a menudo en tanques de acero al carbono para almacenar ácido sulfúrico y sosa cáustica al 50%. En estos entornos, debido a los requisitos de corriente extremadamente altos, la protección catódica no es adecuada.