formas, incluyendo:
● Diseño
● Selección de Materiales ● Modificación del Medio
● Recubrimientos protectores ● Técnicas electroquímicas
● Reducción de esfuerzos residuales
Diseño
El diseño puede ser cambiado para disminuir los esfuerzos de tensión por abajo del umbral, el nivel que controla SCC, o hasta un nivel significantemente menor que conduzca al agrietamiento, y controlando otros fenómenos de agrietamiento por el medio.
Curso de Corrosión Básica, Manual del Estudiante
© NACE International, 2004 01/15/04
Si una aleación es susceptible de agrietamiento en un ambiente dado, los esfuerzos de tensión deben ser reducidos para controlar el agrietamiento. El esfuerzo resultante total debido a esfuerzos residuales, esfuerzos térmicos y esfuerzos de cargas por operación y presión deben ser considerados.
Una segunda consideración en diseño para controlar el agrietamiento inducido por el medio, es evitar geometrías donde soluciones pueden ser concentradas, o donde especies críticas pueden acumularse. Espacios muertos donde aislamiento por vapor o evaporación de agua puede ocurrir son sitios potenciales de falla. Soluciones químicas con una concentración total de 1 ppm de cloruros pueden concentrarse a altos niveles de cloruros en hendiduras u otras geometrías estrechas.
Una tercera consideración es la compatibilidad de materiales en el sistema. El contacto de materiales disímiles puede polarizar a uno de ellos dentro del rango de potencial de agrietamiento por el medio. Cloruros provenientes o lixiviados en sistemas de aislamiento térmico, o formados por hidrólisis de cloruros orgánicos en sellos elastoméricos o artículos de plástico, pueden causar SCC en aceros inoxidables del tipo 18-8. El amoníaco introducido para controlar los niveles de pH y minimizar la corrosión del acero puede causar SCC en aleaciones de cobre de equipos adyacentes.
El diseño en general debe ser revisado respecto a la compatibilidad de materiales. Una posición definida de corrosión en una parte del proceso no debe causar agrietamiento inducido por el medio en otras partes del sistema.
Selección de Materiales
Una posición común cuando hay un problema de agrietamiento inducido por el medio es sustituir el material que ha fallado por una aleación más resistente. Aquí, es importante identificar las especies críticas que están causando el agrietamiento. Recordemos que sistemas de aleación específicos son sujetos a tipos de ataque específicos en ambientes específicos.
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es la sustitución de aceros de baja resistencia en lugar de aceros de alta resistencia cuando la causa de falla es agrietamiento inducido por hidrógeno.
En adición a cambios completos de un sistema de aleación a otro, pequeños cambios de composición en el sistema de aleación puede ayudar a controla el agrietamiento por el medio.
Modificación del Medio Ambiente
El agrietamiento inducido por el medio algunas veces puede ser controlado eliminando las especies críticas del medio, o bajando su concentración a niveles donde no provocarán agrietamiento. Desafortunadamente, la concentración que promoverá SCC depende de la aleación y temperatura, y datos experimentales son con frecuencia requeridos para identificar límites de concentración seguros. Cuando la concentración de especies críticas va a ser controlada, se debe tener cuidado que la concentración de especies no se incremente por evaporación o ebullición localizada durante servicio.
En algunas combinaciones medio ambiente-aleación, es posible reducir el agrietamiento inducido por el medio por eliminación del oxígeno o agentes oxidantes. La remoción de oxígeno puede ser llevada a cabo reduciendo el oxígeno disuelto con un agente secuestrante tal como el sulfito de sodio.
Constituyentes menores en la solución pueden también afectar los rangos de concentración y temperatura en los cuales el agrietamiento es observado. Estos constituyentes menores pueden beneficiar o ser detrimentales.
Otra forma de modificar el medio ambiente es previniendo que la solución acuosa entre en contacto con al aleación. La corrosión asistida por esfuerzo en sistemas de almacenamiento y distribución de gas es controlada por dehumidificación de los gases. Si la concentración d agua es reducida y el punto de rocío baja lo suficiente, no ocurrirá condensación; de esta forma el agrietamiento por el medio es prevenido. El acero al carbón puede exitosamente contener una mezcla en seco de bióxido de carbono y monóxido de carbono.
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En una mezcla húmeda de esos gases, el acero al carbón fallará rápidamente por SCC. En ductos y otros sistemas de alta temperatura, la temperatura es mantenida a propósito por arriba del punto de rocío de la mezcla de gases para prevenir la condensación; entonces el agrietamiento inducido por el medio es controlado.
Técnicas Electroquímicas
La protección catódica puede ser usada para controlar algunas formas de agrietamiento por el medio; sin embargo, la protección catódica puede contribuir al agrietamiento inducido por hidrógeno, y por tanto debe ser usada con cuidado.
Ambas técnicas, la protección anódica y la protección catódica han sido usadas para polarizar una aleación a un potencial fuera del rango donde ocurre la corrosión asistida por esfuerzo. En protección anódica, la aleación es polarizada hacia un potencial más oxidante que el del rango de SCC. Por ejemplo el acero puede ser protegido por protección anódica. En protección catódica elo metal es polarizado hacia un potencial más bajo que el del rango de potencial de agrietamiento. La polarización puede ser controlada por la acción galvánica de metales disímiles o por corriente impresa.
Por el contrario, cambios en potencial pueden ser detrimentales y pueden causar agrietamiento por el medio. Un ejemplo común de esto es en la protección catódica de aceros de alta resistencia. Debido a que el hidrógeno es generado en la superficie del metal, la protección catódica puede inducir fragilización por hidrógeno. Una polarización a potenciales más bajos debida a protección catódica resulta en mayores concentraciones de hidrógeno en el acero y una mayor susceptibilidad al agrietamiento. Fallas de tornillos de alta resistencia galvanizados han resultado de este efecto.
Recubrimientos Protectores
Los recubrimientos han sido usados para controlar agrietamiento por el medio, aunque la protección proporcionada es solo tan buena como la integridad del recubrimiento. Los recubrimientos de
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pueden ayudar a controlar el agrietamiento inducido por el medio. Recubrimientos metálicos han sido usados también para controlar el agrietamiento por el medio. Una capa exterior de una aleación resistente puede ser usada como revestimiento (clad) para un sustrato de alta resistencia. La superficie de la aleación efectivamente previene el contacto del ambiente agresivo con el sustrato de alta resistencia, el cual es susceptible al agrietamiento. Una combinación de técnicas de control es ilustrada por la aplicación de sistemas de primarios (primers) que contienen inhibidores de agrietamiento en líneas de transmisión de gas enterradas. El agrietamiento por el medio es controlado de dos formas, por aislamiento del acero del agua del suelo por el sistema de recubrimientos, y por el inhibidor que es lixiviado al medio ambiente por el primer en sitios de falla del recubrimiento.