A continuación se describe los resultados obtenidos en el ensayo de la cámara de niebla salina durante un tiempo de 12 horas para los tratamientos de 30, 60 y 90 minutos a 80ºC, luego se realizó una inspección visual al término del ensayo. Se tuvo en cuenta que el análisis de la inspección visual se realizó siguiendo la norma ASTM D160, realizando una comparación de cada una de las probetas según sea el caso de corrosión tomando como base la figura 3.7, figura 3.8 y figura 3.9.
Al realizar la inspección visual en la probeta de repetición 1 con 30 minutos y 80ºC de tratamiento se determina una corrosión tipo ‘‘P’’, es decir se presenta una corrosión puntual de grado 10, indicado de acuerdo a la norma ASTM D160.
Figura 4.4 Micrografía a 25X de probeta repetición 1 con 30 minutos y 80ºC de tratamiento. a) antes del ensayo; b) después del ensayo
a) b) Fuente: Elaboración propia
Para la inspección visual en la probeta de repetición 2 con 30 minutos y 80ºC de tratamiento se determina una corrosión tipo ‘‘P’’, es decir se presenta una corrosión puntual de grado 10, indicado de acuerdo a la norma ASTM D160.
Figura 4.5 Micrografía a 25X probeta repetición 2 con 30 minutos y 80ºC de tratamiento. a) antes del ensayo; b) después del ensayo
a) b) Fuente: Elaboración propia
En la inspección visual de la probeta de repetición 3 con 30 minutos y 80ºC de tratamiento se determina una corrosión tipo ‘‘P’’, es decir se presenta una corrosión puntual de grado 9, indicado de acuerdo a la norma ASTM D160.
Figura 4.6 Micrografía a 25X probeta repetición 3 con 30 minutos y 80ºC de tratamiento. a) antes del ensayo; b) después del ensayo
a) b) Fuente: Elaboración propia
Al realizar la inspección visual en la probeta de repetición 1 con 60 minutos y 80ºC de tratamiento se determina una corrosión tipo ‘‘P’’, es decir se presenta una corrosión puntual de grado 10, indicado de acuerdo a la norma ASTM D160.
Figura 4.7 Micrografía a 25X probeta repetición 1 con 60 minutos y 80ºC de tratamiento. a) antes del ensayo; b) después del ensayo
a) b) Fuente: Elaboración propia
Para la inspección visual en la probeta de repetición 2 con 60 minutos y 80ºC de tratamiento se determina una corrosión tipo ‘‘P’’, es decir se presenta una corrosión puntual de grado 10, indicado de acuerdo a la norma ASTM D160.
Figura 4.8 Micrografía a 25X probeta repetición 2 con 60 minutos y 80ºC de tratamiento. a) antes del ensayo; b) después del ensayo
a) b) Fuente: Elaboración propia
En la inspección visual en la probeta de repetición 3 con 60 minutos y 80ºC de tratamiento se determina una corrosión tipo ‘‘P’’, es decir se presenta una corrosión puntual de grado 10, indicado de acuerdo a la norma ASTM D160.
Figura 4.9 Micrografía a 25X probeta repetición 3 con 60 minutos y 80ºC de tratamiento. a) antes del ensayo; b) después del ensayo
a) b) Fuente: Elaboración propia
Al realizar la inspección visual en la probeta de repetición 1 con 90 minutos y 80ºC de tratamiento se determina una corrosión tipo ‘‘P’’, es decir se presenta una corrosión puntual de grado 10, indicado de acuerdo a la norma ASTM D160.
Figura 4.10 Micrografía a 25X probeta repetición 1 con 90 minutos y 80ºC de tratamiento. a) antes del ensayo; b) después del ensayo
a) b) Fuente: Elaboración propia
Al realizar la inspección visual en la probeta de repetición 2 con 90 minutos y 80ºC de tratamiento se determina una corrosión tipo ‘‘P’’, es decir se presenta una corrosión puntual de grado 10, indicado de acuerdo a la norma ASTM D160.
Figura 4.11 Micrografía a 25X probeta repetición 2 con 90 minutos y 80ºC de tratamiento. a) antes del ensayo; b) después del ensayo
a) b) Fuente: Elaboración propia
Según las pruebas y los resultados obtenidos de las mismas se puede deducir que:
La superficie de las muestras con tratamiento de 30 y 60 minutos a 80ºC, presentaron un claro en las zonas donde se concentran las ralladuras producto del proceso de lijado en la preparación de la superficie.
La superficie de las muestras con tratamiento de 90 minutos a 80ºC, no
presentaron un claro en las zonas donde se concentran las ralladuras producto del proceso de lijado en la preparación de la superficie.
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Del estudio realizado dentro del presente trabajo se pueden extraer las siguientes conclusiones:
- El procedimiento planteado y descrito en el capítulo III para el coloreado químico del acero inoxidable AISI 316L tomando como base la referencia bibliográfica; no llegó a lograr el coloreado de la superficie del acero inoxidable usando ácido fosfórico y trióxido de cromo en un primer proceso y ácido cítrico en un segundo proceso.
- Los valores para el tiempo de inmersión y la temperatura de la solución a distintas concentraciones (tomando como base los valores descritos en la bibliografía) de ácido fosfórico y trióxido de cromo en un primer proceso y de ácido cítrico en un segundo proceso, no lograron colorear la superficie del acero inoxidable AISI 316L.
- El coloreado de las probetas de acero inoxidable AISI 316L por medio del ensayo de coloración química llevada a cabo con las tres primeras soluciones (H3PO4 y CrO3) no se logró, dado que a concentraciones menores de 5M de
solución no provocan el ataque químico necesario para que ocurriera la coloración superficial, es decir no favoreció la interacción superficie- electrolito.
- A concentraciones mayores a 5M de ácido fosfórico provocan el fenómeno de
y no la formación de óxido de cromo que se presenta en la interface superficie- electrolito, la cual es una característica inherente al proceso de coloración.
- El coloreado de las superficies en las probetas de acero inoxidable 316L por medio de la cuarta solución con ácido cítrico tampoco llego a lograrse, pero se obtuvo un brillo en la superficie en dichas probetas distinto a las probetas no tratadas. Esto es debido a que el ácido cítrico tomo el comportamiento de un ácido oxidante, provocando de esta forma la oxidación de la superficie en la probeta.
- El brillo obtenido con la solución de ácido cítrico es debido a la formación de una capa de óxido de cromo que aumentaría su espesor a medida que aumenta el tiempo de tratamiento y la temperatura de la solución. Se recomienda evaluar dicha capa de óxido de cromo por medio de microscopia electrónica (SEM Y TEM) y espectroscópicas (XPS).
- El pH de la solución de ácido cítrico disminuye a medida que aumenta la temperatura de la solución y el tiempo de tratamiento. Esto sería la razón por la cual la solución adopta un comportamiento acido oxidante, permitiendo la formación de la capa de óxido de cromo, es decir el proceso de pasivación en la superficie del acero inoxidable 316L.
- La oxidación de la superficie del acero inoxidable AISI 316L con el tratamiento de ácido cítrico aumentaría la resistencia a la corrosión en la superficie del acero inoxidable, siempre y cuando la preparación de la superficie presente el menor número de ralladuras. A elevados valores en los tiempos de inmersión y temperatura de tratamiento, aumentan la resistencia a la corrosión en la superficiepasiva de las muestras.
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ANEXOS
Anexo 1
Comportamiento del pH en la solución de ácido cítrico al 4%
Figura A1.1 Para una solución a 40ºC
Fuente: Elaboración propia
Figura A1.2 Para una solución a 60ºC
Fuente: Elaboración propia
1.9 1.95 2 2.05 2.1 2.15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 pH
Tiempo de tratamiento (min)
Tiempo vs pH
pH tratamiento 1.8 1.9 2 2.1 2.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 pHTiempo de tratamiento (min)
Tiempo vs pH
pH tratamientoFigura A1.3 Para una solución a 80ºC
Fuente: Elaboración propia
1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 pH
Tiempo de tratamiento (min)
Tiempo vs pH
pH tratamientoAnexo 2
Micrográficas (5X) de las muestras tratadas en la solución de ácido cítrico al 4 %
Figura A2.1 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 30 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.2 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 30 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.3 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 30 min, repetición 3 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.4 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 60 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.5 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 60 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.6 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 60 min, repetición 3 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.7 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 90 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.8 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 90 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.9 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 40ºC por 90 min, repetición 3 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.10 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 30 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.11 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 30 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.12 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 30 min, repetición 3 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.13 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 60 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.14 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 60 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.15 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 60 min, repetición 3 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.16 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 90 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.17 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 90 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.18 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 60ºC por 90 min, repetición 3 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.19 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 80ºC por 30 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.20 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 80ºC por 30 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.21 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 80ºC por 30 min, repetición 3 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.22 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 80ºC por 60 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.23 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 80ºC por 60 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.24 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 80ºC por 60 min, repetición 3 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.25 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 80ºC por 90 min, repetición 1 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Figura A2.26 Micrografía a 25X del acero AISI 316L con tratamiento a 80ºC por 90 min, repetición 2 a) sin tratar; b) tratada
a) b) Fuente: Elaboración propia
Anexo 3
Funcionamiento de la Cámara de Niebla Salina
Para iniciar con el funcionamiento de la cámara de niebla salina primero se conecta el equipo y la compresora a la red eléctrica (tomacorrientes) que ayudara a la cámara con la presión necesaria para su funcionamiento.
Figura A3.1 Cámara de niebla salina
Fuente: Elaboración propia
Seguidamente se procede a encender la compresora dejando calentar por unos 5
Figura A3.2 Compresora que ayudara en el funcionamiento de la cámara de niebla salina
Fuente: Elaboración propia
Luego encendemos la cámara de niebla salina girando la llave en sentido horario como se ve en la figura (llave roja de encendido). Y se podrá apreciar que indica
en ON.
Figura A3.3 Llave de encendido del equipo
Una vez encendido el equipo saldrá en la pequeña pantalla el menú de su funcionamiento. Ver figura 4.
Figura A3.4 menú de la cámara de niebla salina
Fuente: Elaboración propia
Para poder digitar los datos a las condiciones que se requieran se presiona SETUP. Figura A3.5 Presionamos SETUP
Al presionar SETUP mostrara la condición de horas totales a las cuales quieres realizar el ensayo. Se colora el tiempo en horas con el teclado que sale en la pantalla y se presiona enter. Esta hora también indica en tiempo que tardara en detenerse el equipo.
Figura A3.6 Ingreso de las horas requeridas para el ensayo.
Fuente: Elaboración propia
Luego presionamos la flecha de siguiente “>>” para pasar a la siguiente condición. Como se muestra en la figura.
Figura A3.7 Flecha para pasar a la siguiente condición
Nos aparecerá en la pantalla las horas que ha corrido el equipo para un determinado ensayo. Pero para iniciar uno nuevo se presiona RESET para reiniciar el tiempo que ahora funcionara.
Figura A3.8 Botón RESET para tiempo que ha corrido el equipo
Fuente: Elaboración propia
Presionamos la flecha de siguiente “>>” para pasar a la siguiente condición. Y nos aparecerá las condiciones de saturación del aire dentro de la cámara de niebla salina los cuales son: MOIST (húmedo); MOIST AIR (aire húmedo) y DRY
(seco). Escogemos la condición de MOIST AIR según Norma B – 117.
Luego se presiona la flecha de siguiente “>>” para pasar a la siguiente condición. La cual es el ajuste de velocidad de la bomba 1 que viene a ser la presión con la cual trabajara el equipo. Lo cual según Norma B – 117 es de 20.
Figura A3.10 Ajuste de velocidad de la bomba
Fuente: Elaboración propia
Presionar la flecha de siguiente “>>” para pasar a la siguiente condición. Y nos muestra la temperatura a la que queremos ensayar nuestras muestras. En este caso según Norma B – 117 se trabajara a 35 °C. presionamos ENTER para poder establecer la temperatura.
Figura A3.11 Condición de temperatura a la que se trabajara.
Pasamos a la siguiente condición presionando la flecha de siguiente “>>”. Nos muestra la condición de velocidad aire saturado que va a salir por las boquillas dentro de la cámara. El cual será 20. Y presionamos siguiente.
Figura A3.12 Condición de velocidad de aire saturado a la que se trabajara.
Fuente: Elaboración propia
Luego nos aparecerá la opción ENTER PASSWORD la cual esta no se cambia
por lo cual presionamos siguiente y llegamos al inicio de las condiciones. Entonces ya terminado el ingreso de todos los datos requeridos procedemos a presionar RUN para así iniciar con el ensayo.
Figura A3.13 Muestra en a) la condición de ENTER PASSWORD; y en b) botón
RUN para empezar con el ensayo.
a) b) Fuente: Elaboración propia
Al presionar RUN nos aparece nuevamente el menú de inicio; en donde para abrir la cámara de niebla salina y así poder ingresar nuestras probetas; presionamos el botón CANOPY. Y nos aparecerá en la pantalla de confirmación YES o CANCEL. Presionamos YES y esperamos a que la cámara se abra automáticamente.
Figura A3.14 Muestra en a) botón CANOPY para abrir el equipo; y en b) botones de confirmación de apertura de la cámara de niebla salina.
a) b) Fuente: Elaboración propia
Una vez ingresado todas nuestras probetas procedemos a cerrar la cámara de
niebla salina. Para eso presionamos nuevamente CANOPY. Y nos aparece en la
pantalla las opciones de PRESS AND HOLD y CANCEL. Para poder cerrar el
equipo debemos mantener presionado la opción PREES AN HOLD hasta que la
Figura A3.15 Muestra en a) botón CANOPY para cerrar el equipo; y en b) botones de confirmación de cierre de la cámara de niebla salina.
a) b) Fuente: Elaboración propia
Una vez cerrado en el equipo procedemos a presionar la opción de STOPPED.
Para así empezar el ensayo. Al presionar aparecerá un nuevo botón de RUNNING el cual este nos indicara que la cámara de niebla salina ya está trabajando.
Figura A3.16Muestra en a) botón STOPPED para iniciar con el ensayo; y en b) botón RUNNING indicador del inicio de ensayo.
a) b) Fuente: Elaboración propia
En caso de que el barómetro de la cámara de niebla salina no marque la presión de 20 según la Norma B – 117. Este se auto ajusta con la manecilla negra que se muestra en la figura 17. El cual se jala y se da unos pequeños giros hasta llegar a la presión indicada y posteriormente se vuelve a presionar la manecilla y así quedaría auto ajustado a la presión.
Figura A3.17 Manecilla para el auto ajuste de la presión en la cámara de la niebla salina.
Fuente: Elaboración propia
En caso haya algún tipo de falla en el equipo el cual pueda significar un peligro se presiona el botón de EMERGENCIA, el cual se jala y se gira en sentido horario. Esto hará que la cámara de niebla salina regrese a sus condiciones iniciales de funcionamiento, haciendo de esta manera que el peligro desparezca.
Figura A3.18 Botón de emergencia de la cámara de la niebla salina.
Fuente: Elaboración propia
Una vez cumplido el tiempo del ensayo, previamente programado en la cámara de
niebla salina; esta detendrá su funcionamiento mas no se apagara. Entonces se procede a abrir el equipo siguiendo las indicaciones anteriormente explicadas. Por defecto el equipo empezara a depurar, saliendo en la pantalla una barra de depuración como se observa en la figura. Se esperar por unos minutos hasta que termine la depuración y la cámara de niebla salina se abrirá automáticamente.
Figura A3.19 Pantalla de depuración del equipo.
Figura A3.20 Apertura automática de la cámara de la niebla salina.
Fuente: Elaboración propia
Una vez retiradas todas las probetas de la cámara de la niebla salina, se le realiza una limpieza para luego ser cerrada, y posteriormente apagada. se apaga el equipo de la llave roja girándola en sentido anti horario (explicado en el encendido del equipo). Se procede a apagar la compresora y a desconectar de la energía eléctrica tanto la compresora como la cámara de la niebla salina.