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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN METALURGIA Y MATERIALES
“ANÁLISIS DE FALLAS EN GASODUCTOS CON CORROSIÓN INTERNA”
TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERÍA METALÚRGICA
Presenta
Ing. Sergio Javier García Núñez
DIRECTOR DE TESIS
Dr. JORGE LUIS GONZÁLEZ VELÁZQUEZ
MÉXICO, D.F. ENERO 2011
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I N ST I T U T O PO LI T É C N IC O N A C IO N A L
S E C R E T A R I A D E IN VE ST IG A C IÓ N Y P O SG R A D O C A R T A D E C E SI Ó N D E D E R E C H O S
E n l a c i u d a d d e M é x i c o D . F . e l d í a 1 3 d e l m e s d e E n e r o d e l a ñ o 2 0 1 1 e l q u e s e s u s c r i b e I N G . S E R G I O J A V I E R G A R C Í A N Ú Ñ E Z a l u m n o d e l p r o g r a m a M A E S T R Í A E N C I E N C I A S E N I N G E N I E R Í A M E T A L Ú R G I C A , c o n n ú m e r o d e r e g i s t r o B 0 8 1 9 5 3 , a d s c r i t o a l a S E C C I Ó N D E I N V E S T I G A C I Ó N Y P O S G R A D O , m a n i f i e s t a q u e e s a u t o r i n t e l e c t u a l d e l p r e s e n t e t r a b a j o d e t e s i s b a j o l a d i r e c c i ó n d e l D r . J o r g e L u i s G o n z á l e z V e l á z q u e z y c e d e l o s d e r e c h o s d e l t r a b a j o i n t i t u l a d o “ A N Á L I S I S D E F A L L A S E N G A S O D U C T O S C O N C O R R O S I Ó N I N T E R N A ” a l I N S T I T U T O P O L I T É C N I C O N A C I O N A L , p a r a s u d i f u s i ó n c o n f i n e s d e a c a d é m i c o s y d e i n v e s t i g a c i ó n .
L o s u s u a r i o s d e l a i n f o r m a c i ó n n o d e b e n r e p r o d u c i r e l c o n t e n i d o t e x t u a l , g r a f i c a s o d a t o s d e l t r a b a j o , s i n e l p e r m i s o e x p r e s o d e l a u t o r y / o d i r e c t o r d e l t r a b a j o . E s t e p u e d e s e r e s c r i b i e n d o a d i r l . m e t a l u r g i a @ g m a i l . c o m. S i e l p e r m i s o s e o t o r g a , e l u s u a r i o d e b e r á d a r e l a g r a d e c i m i e n t o c o r r e s p o n d i e n t e y c i t a r l a f u e n t e d e l m i s m o .
Ing. Sergio Javier García Núñez
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A G R A D E C I M I E N T O S
G r a c i a s a d i o s p o r d a r m e l a s a l u d y f u e r z a p a r a p o d e r c o n c l u i r e s t a y m u c h a s m e t a s m a s .
A l I n s t i t u t o P o l i t é c n i c o N a c i o n a l , l a E s c u e l a S u p e r i o r d e I n g e n i e r í a Q u í m i c a e I n d u s t r i a s E x t r a c t i v a s p o r c o n d u c t o d e l d e p a r t a m e n t o d e i n g e n i e r í a m e t a l ú r g i c a y m a t e r i a l e s . P o r d a r m e l a o p o r t u n i d a d d e s e r u n o d e s u s a l u m n o a d e m á s d e d a r m e l a o p o r t u n i d a d d e t r a n s m i t i r l o s c o n o c i m i e n t o s q u e h e a p r e n d i d o .
A l o s m i e m b r o s d i s t i n g u i d o s d e m i j u r a d o e v a l u a d o r D r . J o r g e L u i s G o n z á l e z V e l á z q u e z
D r . J e s ú s G i l b e r t o G o d í n e z S a l c e d o D r . H é c t o r J a v i e r D o r a n t e s R o s a l e s D r a . M a n u e l a d í a s C r u z
D r . D i e g o I s r a e l R i v a s L ó p e z D r . V í c t o r M a n u e l L ó p e z H i r a t a
P o r s u a p o y o i n c o n d i c i o n a l e n e l d e s a r r o l l o y r e v i s i ó n d e l t r a b a j o d e t e s i s . E n e s p e c i a l a g r a d e z c o d e a n t e m a n o a m i d i r e c t o r d e t e s i s D r . J o r g e L u i s G o n z á l e z V e l á z q u e z , p o r d a r m e e l h o n o r d e s e r s u a l u m n o y m i e m b r o d e s u e q u i p o d e t r a b a j o , m i r e s p e t o t o t a l D o c .
A t o d o s m i s c o m p a ñ e r o s d e l t r a b a j o d e l G A I D , e s t a e s m i s e g u n d a f a m i l i a s i n s u c o l a b o r a c i ó n e s t e t r a b a j o n o h u b i e s e l l e g a d o a t é r m i n o . G A I D : D r . J o r g e L u i s G o n z á l e z V e l á z q u e z , M a r c e l a M a I s a b e l P r a d o F e r n á n d e z , S o n i a G ó m e z V e g a , V í c t o r C a m a r g o r o m e r o , A n t o n i o U r i b e S i l v a , E d e r J e s ú s N a v a R a m í r e z , C e c i l i a G o n z á l e z T o r r e s , A n t o n i o I b á ñ e z B r a v o , E d u a r d o C o l í n J i m é n e z , O m a r
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G o d í n e z R a m o s , P a c o g i l V i l l a g o m e z ; J u l i o M a r t í n e z M o r a l e s , S a m u e l , E m i l i o , C a r i n a , L e o n a r d o , S a n d r a , A l e j a n d r a , e t c … .
D E D I C A T O R I A
A m i f a m i l i a
A M i e s p o s a R a q u e l M a t i n é s M o r a l e s , g r a c i a s p o r t o d a l a p a c i e n c i a q u e m e h a s t e n i d o d u r a n t e l a r e a l i z a c i ó n d e m i s e s t u d i o s e s p e r o q u e e s t a m e t a l a c o n s i d e r e s c o m o t u y a y a q u e m e a p o y a s t e e n t o d o m o m e n t o .
A m i s H i j o s S e r g i o A l e j a n d r o , V í c t o r J a v i e r y A n a I s a b e l , g r a c i a s p o r e s t a r c o n m i g o y d e s e r p a r t e d e m i .
A m i s p a d r e s A l f r e d o G a r c í a G a r c í a y G u a d a l u p e N ú ñ e z P é r e z , g r a c i a s p o r d a r m e l a v i d a y e n s e ñ a r m e a s e r u n a p e r s o n a h o n e s t a y t r a b a j a d o r a , e s p e r o q u e v e a n c r i s t a l i z a d o s t o d o s s u s e s f u e r z o s .
A m i s h e r m a n o s
J o s é A l f r e d o G a r c í a N ú ñ e z M ó n i c a I s a b e l G a r c í a N ú ñ e z H u m b e r t o E d u a r d o G a r c í a N ú ñ e z A b r a h a m A l e j a n d r o G a r c í a N ú ñ e z C r u z B e r e n i c e G a r c í a N ú ñ e z
S i n s u a p o y o e n l a s b u e n a s y e n l a s m a l a s y o n o h u b i e s e l o g r a d o n a d a h e r m a n o s m i a g r a d e c i m i e n t o i n f i n i t o .
i R E S U M E N
E n e l p r e s e n t e t r a b a j o s e e v a l u ó l a i n f l u e n c i a d e l a s v a r i a b l e s m e t a l ú r g i c a s d e a c e r o s A P I 5 L g r a d o t u b e r í a r e t i r a d o s d e s e r v i c i o p o r p r e s e n t a r f a l l a s p o r c o r r o s i ó n e n m e d i o a c u o s o . S e r e c a b o i n f o r m a c i ó n d e 5 2 t r a m o s d e t u b o , l a s p e r d i d a s d e m e t a l o b s e r v a d a s e n e s t o s s e c a t a l o g a r o n d e c u a t r o f o r m a s P M C C , P M C D , P M A y P M D C . L a P M D C m o s t r o u n a t e n d e n c i a a p r e s e n t a r s e e n a c e r o q u e p o s e e n u n a m i c r o e s t r u c t u r a d e f e r r i t a y p e r l i t a b a n d e a d a ; l a P M D C , m o s t r o u n a t e n d e n c i a a p r e s e n t a r s e e n a c e r o q u e e x h i b e n u n a m i c r o e s t r u c t u r a d e f e r r i t a d e g r a n o d ú p l e x y u n t a m a ñ o d e g r a n f i n o ; l a P M A n o m o s t r o t e n d e n c i a a l g u n a a p r e s e n t a r s e c o n l a e v a l u a c i ó n d e l o s d a t o s a q u í a n a l i z a d o s p o r l o q u e s u p r e s e n c i a s e r e l a c i o n o c o n l a f o r m a c i ó n d e p e l í c u l a s o d e p ó s i t o s e n l a p a r e d i n t e r n a d e l o s t r a m o s d e t u b o p o r l a f o r m a c i ó n d e c e l d a s d e c o n c e n t r a c i ó n . L a P M C C s e r e l a c i o n o d i r e c t a m e n t e c o n e l p r o c e s o d e c o r r o s i ó n y e r o s i ó n , s i e n d o e s t e d a ñ o u n e f e c t o c o m b i n a d o p o r p r o c e s o s d e d i s o l u c i ó n y u n a c o n t r i b u c i ó n m e c á n i c a . L a p a r t e e x p e r i m e n t a l r e a l i z a d a r e p r o d u j o c o n d i c i o n e s d e l m e d i o a c u o s o g e n e r a n d o P M c o n l a s m o r f o l o g í a s r e p o r t a d a s e n l a l i t e r a t u r a y c o m o l a s o b s e r v a d a s e n l o s 5 2 c a s o s d e e s t u d i o p o r l o q u e s e l o g r a r o n r e p r o d u c i r l a s c o n d i c i o n e s q u e p r o m u e v e n l a d i s o l u c i ó n d e l a c e r o e n m e d i o a c u o s o , l a d i s t r i b u c i ó n d e l o s d i á m e t r o s d e l a P M g e n e r a d a s m o s t r o u n a d i s t r i b u c i ó n m u y c e r c a n a a u n a d i s t r i b u c i ó n n o r m a l , l a e v a l u a c i ó n m i c r o e s t r u c t u r a l d e l a P M g e n e r a d a s m o s t r o q u e e n e l m i c r o c o n s t i t u y e n t e p e r l i t a s e i n i c i a l a d i s o l u c i ó n d e l m a t e r i a l e s t e h e c h o f u e o b s e r v a d o m e d i a n t e m i c r o s c o p i a ó p t i c a y d e b a r r i d o c o n c l u y e n d o q u e l a p e r l i t a e x h i b e u n c a r á c t e r a n ó d i c o a n t e l a f e r r i t a .
i A B S T R A C T
I n t h e p r e s e n t w o r k e v a l u a t e d t h e i n f l u e n c e o f t h e m e t a l l u r g i c a l v a r i a b l e s o f s t e e l s A P I 5 L w i t h d r a w n f r o m s e r v i c e f o r p r e s e n t i n g f l a w s f o r c o r r o s i o n i n w a t e r y w a y . I s o b t a i n e d i n f o r m a t i o n o f 5 2 s t r e t c h e s o f p i p e , t h e m e t a l l o s s e s o b s e r v e d i n t h e s e w e r e c a t a l o g u e d o f f o u r f o r m s P M C C , P M C D , P M A a n d P M D C . T h e P M D C s h o w e d a t e n d e n c y t o p r e s e n t b e f o r e i t s e l f i n s t e e l t h a t t h e y p o s s e s s a f e r r i t e m i c r o s t r u c t u r e a n d p e a r l i t e c r o s s e d ; t h e P M D C , s h o w e d a t e n d e n c y t o p r e s e n t b e f o r e i t s e l f i n s t e e l t h a t t h e r e e x h i b i t a m i c r o s t r u c t u r e o f f e r r i t e o f d u p l e x g r a i n a n d a b i g s i z e o f d r y s h e r r y ; t h e P M A d i d n o t s h o w a n y t e n d e n c y t o p r e s e n t b e f o r e i t s e l f w i t h t h e e v a l u a t i o n o f t h e i n f o r m a t i o n h e r e a n a l y z e d t h e r e f o r e h i s p r e s e n c e w a s r e l a t e d t o t h e f o r m a t i o n o f m o v i e s o r d e p o s i t s i n t h e i n t e r n a l w a l l o f t h e s t r e t c h e s o f p i p e f o r t h e f o r m a t i o n o f c e l l s o f c o n c e n t r a t i o n . T h e P M C C w a s r e l a t e d s t r a i g h t t o t h e p r o c e s s o f c o r r o s i o n a n d e r o s i o n b e i n g t h i s d a m a g e a n e f f e c t c o m b i n e d b y p r o c e s s e s o f d i s s o l u t i o n a n d a m e c h a n i c a l c o n t r i b u t i o n . T h e r e a l i z e d e x p e r i m e n t a l p a r t r e p r o d u c e d c o n d i t i o n s o f t h e w a t e r y w a y g e n e r a t i n g P M w i t h t h e m o r p h o l o g y b r o u g h t i n t h e l i t e r a t u r e a n d l i k e o b s e r v e d i n 5 2 c a s e s o f s t u d y f o r w h a t t h e y m a n a g e d t o r e p r o d u c e t h e c o n d i t i o n s t h a t p r o m o t e t h e d i s s o l u t i o n o f t h e s t e e l i n w a t e r y w a y , t h e d i s t r i b u t i o n o f t h e d i a m e t e r s o f t h e P M g e n e r a t e d s h o w e d a d i s t r i b u t i o n v e r y n e a r t o a n o r m a l d i s t r i b u t i o n g e n e r a t e d , t h e m i c r o s t r u c t u r a l e v a l u a t i o n o f t h e P M s h o w e d t h a t i n t h e m i c r o c o n s t i t u e n t p e a r l i t e t h i s f a c t i n i t i a t e s t h e d i s s o l u t i o n o f t h e m a t e r i a l i t w a s o b s e r v e d b y m e a n s o f o p t i c a l m i c r o s c o p y a n d o f s w e e p c o n c l u d i n g t h a t t h e p e a r l i t e e x h i b i t s a n a n o d i c c h a r a c t e r b e f o r e t h e f e r r i t e .
i I N D I C E
R e s u m e n A b s t r a c t
L i s t a d e f i g u r a s L i s t a d e t a b l a s
C a p i t u l o I I n t r o d u c c i ó n
C a p i t u l o I I C o n s i d e r a c i o n e s t e ó r i c a s
2 . 1 P r o c e d i m i e n t o g e n e r a l d e a n á l i s i s d e f a l l a s . 2 . 2 E s q u e m a g e n e r a l d e a n á l i s i s d e f a l l a .
2 . 3 A c t i v i d a d e s d e u n a n á l i s i s d e f a l l a s .
2 . 3 . 1 O b s e r v a c i ó n d e l a f a l l a y s u e n t o r n o ( a n t e c e d e n t e s ) . 2 . 3 . 2 R e c o p i l a c i ó n d e i n f o r m a c i ó n t é c n i c a .
2 . 3 . 3 T e s t i m o n i o s . 2 . 3 . 4 I n s p e c c i ó n v i s u a l . 2 . 3 . 5 R e g i s t r o f o t o g r á f i c o .
2 . 3 . 6 S e l e c c i ó n d e p a r t e s p a r a a n á l i s i s . 2 . 3 . 7 P r e p a r a c i ó n y l i m p i e z a d e m u e s t r a s . 2 . 3 . 8 E x a m e n m a c r o s c ó p i c o .
2 . 3 . 9 P r u e b a s n o d e s t r u c t i v a s . 2 . 3 . 1 0 E x a m e n m i c r o s c ó p i c o . 2 . 3 . 1 1 P r u e b a s d e l a b o r a t o r i o . 2 . 3 . 1 1 . 1 E x a m e n m e t a l o g r á f i c o . 1 . 3 . 1 1 . 2 P r u e b a s m e c á n i c a s .
ii 2 . 3 . 1 1 . 3 A n á l i s i s q u í m i c o .
2 . 3 . 1 1 . 4 A n á l i s i s d e r e s u l t a d o s .
2 . 4 C o r r o s i ó n d e a c e r o s g r a d o t u b e r í a . 2 . 5 C o r r o s i ó n e n m e d i o a c u o s o .
2 . 5 . 1 A s p e c t o s G e n e r a l e s . 2 . 5 . 2 P o l a r i z a c i ó n .
2 . 5 . 3 P a s i v i d a d .
2 . 5 . 4 C e l d a s d e c o n c e n t r a c i ó n . 2 . 5 . 5 G a s e s d i s u e l t o s .
2 . 5 . 6 E r o s i ó n .
2 . 5 . 7 E r o s i ó n C o r r o s i ó n .
2 . 5 . 8 C o r r o s i ó n i n d u c i d a p o r m i c r o o r g a n i s m o s . 2 . 6 A c e r o p a r a f a b r i c a c i ó n d e t u b e r í a s a p i 5 l 2 . 6 . 1 C a r a c t e r í s t i c a s m e c á n i c o m e t a l ú r g i c a s . 2 . 6 . 2 T u b e r í a s s i n c o s t u r a .
2 . 6 . 3 T u b e r í a s c o n c o s t u r a l o n g i t u d i n a l .
C a p i t u l o I I I
3 . D e s a r r o l l o e x p e r i m e n t a l .
C a p i t u l o I V
4 R E S U L T A D O S .
4 . 1 C a s o s d e a n á l i s i s d e f a l l a s 4 . 1 . 1 G e n e r a l i d a d e s
4 . 1 . 2 C a s o N o 1 ( P M C C )
iii 4 . 1 . 3 C a s o N o 2 ( P M C D )
4 . 1 . 4 C a s o N o 3 ( P M A ) 4 . 1 . 5 C a s o N o 4 ( P M D C )
4 . 2 A g r u p a c i ó n d e a n á l i s i s d e f a l l a s
4 . 3 . I n t e g r a c i ó n d e l t i p o d e P M y d e a l g u n a s v a r i a b l e s m e t a l ú r g i c a s y f í s i c a s . 4 . 4 R e s u l t a d o s d e l m o n t a d o d e l m o d e l o f í s i c o .
4 . 5 O b s e r v a c i ó n m i c r o d e l a s P M g e n e r a d a s 4 . 6 T a m a ñ o y d i s t r i b u c i ó n d e l a P M g e n e r a d a s
C a p i t u l o V
5 A n á l i s i s d e l o s r e s u l t a d o s .
C A P Í T U L O V I
6 C o n c l u s i o n e s
B i b l i o g r a f i a .
Acero A Acero B Acero C
i L i s t a d e f i g u r a s
F i g u r a 1 . - T e n d e n c i a d e l a u m e n t o d e l a p r o d u c c i ó n d e l g a s n a t u r a l e n M é x i c o .
F i g u r a 2 . - D i s t r i b u c i ó n p o r c e n t u a l d e l a p r o d u c c i ó n d e g a s e n P E P F i g u r a 3 . - S i s t e m a d e t r a s p o r t e y d i s t r i b u c i ó n d e g a s o d u c t o s e n M é x i c o F i g u r a 4 . - N u m e r o d e f u g a s e n l o s a c t i v o s B u r g o s y P o z a r i c a r e g i ó n n o r t e d e
P E P , n o t e l a t e n d e n c i a e n l a d i s m i n u c i ó n d e f u g a s . F i g u r a 5 . - F u g a s e n g a s o d u c t o s p o r c o r r o s i ó n i n t e r n a .
F i g u r a 6 . - S e c u e n c i a g e n e r a l p a r a e l d e s a r r o l l o d e u n A F .
F i g u r a 7 . - R e p r e s e n t a c i ó n e s q u e m á t i c a d e l p r o c e s o d e c o r r o s i ó n e n m e d i o a c u o s o
F i g u r a 8 . - Á n o d o s f o r m a d o s y c á t o d o s f o r m a d o s e n i r r e g u l a r i d a d e s d e l m a t e r i a l .
F i g u r a 9 . - P r o c e s o d e p o l a r i z a c i ó n d e u n a s u p e r f i c i e m e t á l i c a .
F i g u r a 1 0 . - C u r v a d e p o l a r i z a c i ó n m o s t r a n d o l a z o n a a c t i v a , l a z o n a p a s i v a y l a z o n a t r a n s p a s i v a .
F i g u r a 1 1 . - M I c r o e s t r u c t u r a t í p i c a d e u n a c e r o A P I 5 L X 5 2 . F i g u r a 1 2 . - T u b e r í a A P I 5 L S o l d a d a m e d i a n t e e l p r o c e s o S A W
F i g u r a 1 3 . - T r a m o d e t u b o A P I 5 L s o l d a d o m e d i a n t e e l p r o c e s o E R W F i g u r a 1 4 . - M o n t a d o d e l m o d e l o f í s i c o d e l a c o r r o s i ó n e n m e d i o a c u o s o . F i g u r a 1 5 . - D e p ó s i t o s d e p r o d u c t o s d e c o r r o s i ó n g e n e r a d o s a 1 s e m a n a d e
e x p o s i c i ó n a l m e d i o a c u o s o .
F i g u r a 1 5 . - E s t a d o d e l t u b o A , a l o s 2 0 d í a s d e e x p o s i c i ó n a l m e d i o a c u o s o , n o t e l a p r e s e n c i a d e P M p o r c o r r o s i ó n .
F i g u r a 1 6 . - D e s a r r o l l o e x p e r i m e n t a l .
F i g u r a 1 7 . - V i s t a d e l t r a m o d e t u b o f a l l a d o e n s u c o n d i c i ó n c o m o r e c i b i d o d e l g a s o d u c t o d e 8 ” D . N . A r c a b u s N o 6 .
F i g u r a 1 8 . - I n c l u s i o n e s n o m e t á l i c a s y m i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o d e 8 ” D . N . A r c a b u s N o 6 .
ii
F i g u r a 1 9 . - P e r d i d a d e m e t a l d e l 8 7 % e n u n a v i s t a m a c r o e n l a z o n a d e m a y o r a b e r t u r a d e l a b i o .
F i g u r a 2 0 . - R e l i e v e c o n l i n e a s o n d u l a d a s y p a r a l e l a s a l e j e l o n g i t u d i n a l d e l t u b o .
F i g u r a 2 1 . - T r a m o d e t u b o d e l g a s o d u c t o r i c o s 1 0 1 d e 3 ” D . N . e n s u c o n d i c i ó n c o m o r e c i b i d o .
F i g u r a 2 2 . - P M q u e c a u s o f u g a v i s t a p o r s u p a r e d i n t e r n a y e x t e r n a r e s p e c t i v a m e n t e e n e l g a s o d u c t o r i c o s 1 0 1 d e 3 ” D . N .
F i g u r a 2 3 . - I n c l u s i o n e s n o m e t á l i c a s y m i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o r i c o s 1 0 1 d e 3 ” D . N .
F i g u r a 2 4 . - P M C D m o s t r a n d o p r o d u c t o s d e c o r r o s i ó n y u n p e r f i l d e d i s o l u c i ó n p o r f l u j o .
F i g u r a 2 5 . - V i s t a d e l g a s o d u c t o d e 3 ” D . N . m a r e ó g r a f o 1 2 4 e n s u c o n d i c i ó n c o m o r e c i b i d o .
F i g u r a 2 6 . - I n c l u s i o n e s n o m e t á l i c a s y m i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o d e 3 ” D . N . m a r e ó g r a f o 1 2 4 .
Figura 27. - PMA mostrando un patrón de disolución en forma de capas o estr atos.
Figura 27. - Tramo de tubo del gasoducto fresnel de 3”D.N. en su co ndición co mo recibido.
F i g u r a 2 8 . - V i s t a d e l a p a r e d i n t e r n a y e x t e r n a r e s p e c t i v a m e n t e e n l a z o n a d e l o r i f i c o p a s a n t e e n e l t r a m o d e t u b o d e l g a s o d u c t o f r e s n e l 1 F i g u r a 2 9 . - I n c l u s i o n e s n o m e t á l i c a s y m i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l
g a s o d u c t o d e 3 ” D . N . f r e s n e l 1
F i g u r a 3 0 . - C a v i d a d e s d e p e r f i l p a r a b ó l i c o y b o r d e s a g u d o s , n o t e a d e m á s l o s p r o d u c t o s d e c o r r o s i ó n t í p i c o s d e l a d i s o l u c i ó n d e l h i e r r o .
F i g u r a 3 1 . - P r o p o r c i ó n d e N o d e c a s o s d e f a l l a c o n r e s p e c t o d e l t i p o d e a c e r o A P I 5 L
F i g u r a 3 3 . - D i s t r i b u c i ó n d e l o s c a s o s r e l a c i o n a d o s c o n l a s P M e n c o n t r a d a s . F i g u r a 3 4 . - R e l a c i ó n e n t r e e l t i p o d e m i c r o e s t r u c t u r a y e l t i p o d e P M
e n c o n t r a d a e n l o s c a s o s d e a n á l i s i s d e f a l l a .
F i g u r a 3 5 . - R e l a c i ó n e n t r e e l % d e c a r b o n o y l a P M e n c o n t r a d a e n l o s c a s o s d e a n á l i s i s d e f a l l a .
iii
F i g u r a 3 6 . - R e l a c i ó n e n t r e e l % d e p e r l i t a y l a P M e n c o n t r a d a e n l o s c a s o s d e a n á l i s i s d e f a l l a .
F i g u r a 3 7 . - R e l a c i ó n e n t r e e l t a m a ñ o d e g r a n o A S T M y l a P M e n c o n t r a d a e n l o s c a s o s d e a n á l i s i s d e f a l l a .
F i g u r a 3 8 . - R e l a c i ó n e n t r e l a d u r e z a R o c k w e l l y l a P M e n c o n t r a d a e n l o s c a s o s d e a n á l i s i s d e f a l l a .
F i g u r a 3 9 . - T r a m o d e t u b o A e x p u e s t o s a l m e d i o a c u o s o , o b s e r v e l a m o r f o l o g í a d e l a P M
F i g u r a 4 0 . - T r a m o d e t u b o B e x p u e s t o s a l m e d i o a c u o s o , o b s e r v e l a m o r f o l o g í a d e l a P M
F i g u r a 4 1 . - T r a m o d e t u b o C e x p u e s t o s a l m e d i o a c u o s o , o b s e r v e l a m o r f o l o g í a d e l a P M
F i g u r a 4 2 . - M i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l t r a m o A m o s t r a n d o p i c a d u r a s d e c o r r o s i ó n y a d e t a l l e l o s i n i c i o s d e l a d i s o l u c i ó n e n l a p e r l i t a F i g u r a 4 3 . - M i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l t r a m o B m o s t r a n d o p i c a d u r a s d e
c o r r o s i ó n y a d e t a l l e l o s i n i c i o s d e l a d i s o l u c i ó n e n l a p e r l i t a . F i g u r a 4 4 . - M i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l t r a m o C m o s t r a n d o p i c a d u r a s d e
c o r r o s i ó n y a d e t a l l e l o s i n i c i o s d e l a d i s o l u c i ó n e n l a p e r l i t a . F i g u r a 4 5 . - H i s t o g r a m a d e f r e c u e n c i a d e l o s d i á m e t r o s d e P M g e n e r a d a s e n e l
t r a m o B
F i g u r a 4 6 . - H i s t o g r a m a d e f r e c u e n c i a d e l o s d i á m e t r o s d e P M g e n e r a d a s e n e l t r a m o B
F i g u r a 4 7 . - H i s t o g r a m a d e f r e c u e n c i a d e l o s d i á m e t r o s d e P M g e n e r a d a s e n e l t r a m o C
I
L I S T A D E T A B L A S
T a b l a 1 R e q u e r i m i e n t o s d e c o m p o s i c i ó n q u í m i c a d e l a e s p e c i f i c a c i ó n A P I 5 L .
T a b a l 2 R e q u e r i m i e n t o s d e t e n s i ó n u n i a x i a l d e l a e s p e c i f i c a c i ó n A P I 5 L . T a b l a 3 . - C a r a c t e r í s t i c a s m e c á n i c o m e t a l ú r g i c a s d e l o s t r a m o d e d e t u b o
e x p u e s t o s a l m e d i o a c u o s o
T a b l a 4 . - C o m p o s i c i ó n q u í m i c a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o d e 8 ” D . N . A r c a b u s N o 6 a e n t r o n q u e d e 2 4 ” D . N .
T a b l a 5 . - P r o p i e d a d e s e n t e n s i ó n u n i a x i a l y d u r e z a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o d e 8 ” D . N . A r c a b u s N o 6 a e n t r o n q u e d e 2 4 ” D . N . T a b l a 6 . - P a r á m e t r o s d e l a m i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o d e
8 ” D . N . A r c a b u s N o 6 a e n t r o n q u e d e 2 4 ”
T a b l a 7 . - C o m p o s i c i ó n q u í m i c a d e l a c e r o d e l t r a m o d e t u b o d e l g a s o d u c t o r i c o s 1 0 1 d e 3 ” D . N .
T a b l a 8 . - P r o p i e d a d e s e n t e n s i ó n u n i a x i a l y d u r e z a d e l a c e r o d e l t r a m o d e t u b o d e l g a s o d u c t o r i c o s 1 0 1 d e 3 ” D . N .
T a b l a 9 P a r á m e t r o s d e l a m i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o r i c o s 1 0 1 d e 3 ” D . N .
T a b l a 1 0 . - C o m p o s i c i ó n q u í m i c a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o d e 8 ” D . N M a r e o g r a f o 1 2 4 .
T a b l a 1 1 . - P r o p i e d a d e s e n t e n s i ó n u n i a x i a l d e l g a s o d u c t o d e 3 ” D . N . m a r e ó g r a f o 1 2 4 .
T a b l a 1 2 . - Parám etr os de la m icr oes tr uctur a del ac er o del tr am o de tubo de 3” D.N.
m a r e ó g r a f o 1 2 4 .
T a b l a 1 3 . - C o m p o s i c i ó n q u í m i c a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o d e 3 ” D . N . f r e s n e l 1 T a b l a 1 4 . - P r o p i e d a d e s d e t e n s i ó n u n i a x i a l y d u r e z a d e l a c e r o d e l
g a s o d u c t o d e 3 ” D . N . f r e s n e l 1
T a b l a 1 5 . - P a r á m e t r o s d e l a m i c r o e s t r u c t u r a d e l a c e r o d e l g a s o d u c t o d e 3 ” D . N . F r e s n e l 1 .
II
C A P Í T U L O I I N T R O D U C C I Ó N
D e s d e 2 0 0 3 s e m a n t i e n e u n a t e n d e n c i a c r e c i e n t e e n l a p r o d u c c i ó n d e g a s n a t u r a l , q u e p e r m i t i ó a l c a n z a r u n v o l u m e n d e 5 , 3 5 6 . 1 m i l l o n e s d e p i e s c ú b i c o s d i a r i o s e n 2 0 0 6 , 1 1 . 2 p o r c i e n t o m á s q u e e n e l a ñ o p r e v i o . L a f i g u r a 1 m u e s t r a l a t e n d e n c i a d e l a p r o d u c c i ó n d e g a s e n e l p a í s [ 1 0 ] .
F i g u r a 1 . - T e n d e n c i a d e l a u m e n t o d e l a p r o d u c c i ó n d e l g a s n a t u r a l e n M é x i c o .
E n n u e s t r o p a í s P e m e x E x p l o r a c i ó n y P r o d u c c i ó n e s q u i e n r e a l i z a l a e x p l o t a c i ó n d e l m e n c i o n a d o h i d r o c a r b u r o , l a s p r i n c i p a l e s r e g i o n e s d e
III
p r o d u c c i ó n s o n l a s s i g u i e n t e s : P e m e x R e g i ó n N o r t e , P e m e x R e g i ó n S u r , P e m e x R e g i ó n M a r i n a S u r o e s t e y P e m e x R e g i ó n M a r i n a N o r o e s t e . L a f i g u r a 2 m u e s t r a l a d i s t r i b u c i ó n p o r c e n t u a l d e l a p r o d u c c i ó n d e g a s n a t u r a l p o r r e g i o n e s . [ 1 0 ]
F i g u r a 2 . - D i s t r i b u c i ó n p o r c e n t u a l d e l a p r o d u c c i ó n d e g a s e n P E P
A c t u a l m e n t e l a f o r m a m a s e c o n ó m i c a y s e g u r a p a r a e l t r a n s p o r t e d e l g a s e s m e d i a n t e d u c t o s ( g a s o d u c t o s ) . P E P c u a n t a c o n u n a a m p l i a r e d d e g a s o d u c t o s p a r a e l t r a s p o r t e y d i s t r i b u c i ó n d e l h i d r o c a r b u r o . L a f i g u r a 3 m u e s t r a l a r e d d e d u c t o s o p e r a b l e e n M é x i c o .
IV
F i g u r a 3 . - S i s t e m a d e t r a s p o r t e y d i s t r i b u c i ó n d e g a s o d u c t o s e n M é x i c o
E l n ú m e r o d e f u g a s r e g i s t r a d a s e n P e m e x E x p l o r a c i ó n y P r o d u c c i ó n , d u r a n t e l o s m e s e s d e e n e r o a d i c i e m b r e d e 2 0 0 6 , f u e r o n d e 3 5 0 . D i v e r s a s r a z o n e s o c a s i o n a r o n l a s f u g a s r e c o n o c i d a s : 7 5 d e e l l a s p o r c o r r o s i ó n e x t e r i o r , 8 3 d e e l l a s p o r c o r r o s i ó n i n t e r i o r , 6 1 d e e l l a s p o r e r o s i ó n , 5 1 d e e l l a s p o r v a n d a l i s m o y 2 4 d e e l l a s p o r f a l l a d e m a t e r i a l , d e e s t a s s i e t e d e b i d o a f a l l a s d e s o l d a d u r a y 4 9 p o r o t r a s r a z o n e s . L a r e g i ó n d e P E P c o n m a y o r i n c i d e n c i a d e f u g a s e s l a r e g i ó n n o r t e ; d e l a r e g i ó n n o r t e l o s a c t i v o s c o n m a y o r n ú m e r o d e f u g a s s o n : e l a c t i v o B u r g o s y e l a c t i v o P o z a r i c a , a m b o s d e l a r e g i ó n n o r t e . E n l a f i g u r a 4 s e o b s e r v a e l n u m e r o d e f u g a s d e l a s r e g i o n e s m e n c i o n a d a s , a d e m á s s e o b s e r v a u n a t e n d e n c i a e n l a d i s m i n u c i ó n d e f u g a s ; l o a n t e r i o r s e d e b e a l a s a c c i o n e s t o m a d a s p o r p a r t e d e P E P .
D u r a n t e 2 0 0 6 , s e r e a l i z a r o n l a s a c c i o n e s s i g u i e n t e s :
• E s t u d i o s d e i n t e g r i d a d m e c á n i c a a d u c t o s ( G A I D - I P N )
• I n s p e c c i ó n d e t u b e r í a
V
• S u s t i t u c i ó n d e 2 8 3 k i l ó m e t r o s d e d u c t o s
• D e s i n c o r p o r a c i ó n d e 7 8 8 k i l ó m e t r o s d e l í n e a s f u e r a d e s e r v i c i o
• R e f u e r z o d e a p l i c a c i ó n d e p r o t e c c i ó n c a t ó d i c a d e d u c t o s
• L i m p i e z a c o n e q u i p o d e s a r e n a d o r y m o n i t o r e o a b o c a d e p o z o
F i g u r a 4 . - N u m e r o d e f u g a s e n l o s a c t i v o s B u r g o s y P o z a r i c a r e g i ó n n o r t e d e P E P , n o t e l a t e n d e n c i a e n l a d i s m i n u c i ó n d e f u g a s .
L a f a l l a d e u n g a s o d u c t o r e p r e s e n t a s e r i o s p r o b l e m a s l o s c u a l e s s e e n l i s t a n a c o n t i n u a c i ó n :
• P a r o s e n l a p r o d u c c i ó n
• P e r d i d a s e c o n ó m i c a s
• A f e c t a c i o n e s
• M a t e r i a l e s
• A m b i e n t a l e s
• H u m a n a s
L a f i g u r a 5 m u e s t r a e j e m p l o s d e f u g a s e n d u c t o s d e t r a n s p o r t e d e g a s .
VI
F i g u r a 5 . - F u g a s e n g a s o d u c t o s p o r c o r r o s i ó n i n t e r n a .
E l p r o b l e m a d e c o r r o s i ó n i n t e r n a p o r a s e n t a m i e n t o d e a g u a e n g a s o d u c t o s d e t r a n s p o r t e d e h i d r o c a r b u r o s s e h a i n c r e m e n t a d o e n l o s ú l t i m o s a ñ o s , l a s r a z o n e s p u e d e n s e r v a r i a d a s , y s e m e n c i o n a n a c o n t i n u a c i ó n : D e c l i n a c i ó n d e p o z o s , p r o b l e m a s e n l a s e p a r a c i ó n a g u a / g a s p o r e l e n v e j e c i m i e n t o d e l a s b a t e r í a s d e s e p a r a c i ó n , e t c … . S o l o e n G A I D s e h a n r e a l i z a d o 5 2 e s t u d i o s e n l o s ú l t i m o s 4 a ñ o s e n g a s o d u c t o s p o r c o r r o s i ó n i n t e r n a e n m e d i o a c u o s o , c o n t i e m p o s d e f a l l a d e a ñ o s h a s t a m e s e s . S i b i e n e l f e n ó m e n o e s t á d o c u m e n t a d o , e n c u a n t o a s u s a s p e c t o s q u í m i c o s y t e r m o d i n á m i c o s a u n n o s e c o n t e m p l a n a s p e c t o c o m o :
E f e c t o d e l a m i c r o e s t r u c t u r a
C a r a c t e r í s t i c a s m a c r o y m i c r o d e l a s p e r d i d a s d e m e t a l q u e p u e d a n i d e n t i f i c a r l a c o r r o s i ó n e n m e d i o a c u o s o y d i s t i n g u i r l a d e o t r a s f o r m a s d e c o r r o s i ó n
C o n o c e r l a d i s t r i b u c i ó n d e t a m a ñ o s d e l a s p e r d i d a s d e m e t a l y l o s f a c t o r e s q u e c o n t r i b u y e n a e s t a d i s t r i b u c i ó n .
E l o b j e t i v o d e e s t a t e s i s e s a p o r t a r i n f o r m a c i ó n p a r a r e s o l v e r e s t a s y o t r a s c u e s t i o n e s d e l a f a l l a d e g a s o d u c t o s p o r c o r r o s i ó n a c u o s a
VII
a t r e v e s d e l a n á l i s i s d e f a l l a d e d u c t o s e n s e r v i c i o y p r u e b a s d e l a b o r a t o r i o .
L o s r e s u l t a d o s a y u d a r a n a r e a l i z a r a n á l i s i s d e f a l l a s m á s e f e c t i v o s e n m e n o r t i e m p o y e m i t i r m e j o r e s r e c o m e n d a c i o n e s p a r a m i t i g a r y p r e v e n i r e s t e p r o b l e m a e n g a s o d u c t o s .
1
C A P I T U L O I I
C O N S I D E R A C I O N E S T E Ó R I C A S .
2 . 1 P R O C E D I M I E N T O G E N E R A L D E A N Á L I S I S D E F A L L A S .
E n e l c o n t e x t o d e e s t e t r a b a j o l a f a l l a s e d e f i n e c o m o l a c o n d i c i ó n i n e s p e r a d a e n l a q u e u n e l e m e n t o d e i n g e n i e r í a [ 1 ] n o f u n c i o n e c o m o s e p r e t e n d í a u n a v e z q u e e s t e h a e n t r a d o e n s e r v i c i o . D e e s t a f o r m a s e d i c e q u e e l c o m p o n e n t e h a f a l l a d o e n s e r v i c i o . U n a d e f i n i c i ó n g e n e r a l d e f a l l a p u e d e c i t a r s e d e l a s i g u i e n t e f o r m a : c o n d i c i ó n q u e h a c e a u n e l e m e n t o d e i n g e n i e r í a i n o p e r a b l e , q u e f u n c i o n e i n a d e c u a d a m e n t e o s e a i n s u f i c i e n t e p a r a s e g u i r o p e r a n d o . D e a c u e r d o c o n e s t a d e f i n i c i ó n u n a f a l l a n o n e c e s a r i a m e n t e i m p l i c a u n a f a l l a d e l m a t e r i a l y m u c h o m e n o s u n a f r a c t u r a . E l a n á l i s i s d e f a l l a t i e n e c o m o p r i n c i p a l o b j e t i v o d e t e r m i n a r l a s c a u s a s q u e c a u s a r o n l a f a l l a , s i n e m b a r g o d e b e s e r v i s t o t a m b i é n c o m o u n r e g i s t r o p e r m a n e n t e d e l a s c i r c u n s t a n c i a s e n l a s q u e o c u r r i ó l a f a l l a p a r a c o n s t i t u i r u n a e v i d e n c i a e n e l f u t u r o ; l o a n t e r i o r e s e s p e c i a l m e n t e ú t i l c u a n d o l a f a l l a e s m o t i v o d e u n a i n v e s t i g a c i ó n d e c a r á c t e r l e g a l o a d m i n i s t r a t i v a [ 2 ] .
T o d a f a l l a d e b e d e t e n e r u n p r o c e d i m i e n t o s i s t e m á t i c o e n e l c u a l s e a p l i q u e d i v e r s a s t é c n i c a s d e e n s a y o s n o d e s t r u c t i v o s , p r u e b a s d e m a t e r i a l e s y h e r r a m i e n t a s a n a l í t i c a s p a r a c o n o c e r l a s c a u s a s d e f a l l a ; a l t i e m p o e l a n á l i s i s d e f a l l a d e b e d e s e r d e s a r r o l l a d o c o n u n a l t o n i v e l d e é t i c a p r o f e s i o n a l , e v i t a n d o l o s j u i c i o s d e v a l o r , a b u s a r d e l s e n t i d o c o m ú n y n o c e d e r a n t e l a i n f l u e n c i a t a n t o p o s i t i v a a s í c o m o n e g a t i v a d e l o s t e r c e r o s i n v o l u c r a d o s y c u y o s i n t e r e s e s e v e a n f a v o r e c i d o s o a f e c t a d o s [ 2 ] .
E n u n a n á l i s i s d e f a l l a s p u e d e n r e q u e r i r s e d e p r o f e s i o n a l e s v a r i o s , e n r a m a s d e i n g e n i e r í a y c i e n c i a s e x a c t a s t a l e s c o m o :
2 M e t a l u r g i a y c i e n c i a s e n m a t e r i a l e s .
E n s a y o s n o d e s t r u c t i v o s e n v a r i o s n i v e l e s y t é c n i c a s . C o r r o s i ó n
A n á l i s i s d e e s f u e r z o s M e c á n i c a d e f r a c t u r a D i s e ñ o d e i n g e n i e r í a
F a b r i c a c i ó n y m a n t e n i m i e n t o .
D e b i d o a q u e l a s c a r a c t e r í s t i c a s p a r t i c u l a r e s q u e r o d e a n u n a f a l l a s u e l e n s e r ú n i c a s , n o s e t i e n e u n p r o c e d i m i e n t o e x a c t o p a r a e l d e s a r r o l l o d e l a n á l i s i s d e f a l l a ; p o r l o t a n t o l a s e c u e n c i a d e l a n á l i s i s d e f a l l a p u e d e v a r i a r d e p e n d i e n d o d e l c a s o e n c u e s t i ó n . L a s a c t i v i d a d e s p u e d e n i n c l u s o s e r r e a l i z a d a s e n d i f e r e n t e o r d e n o b i e n p u e d e n o m i t i r s e a q u e l l a s a c t i v i d a d e s q u e n o p r o p o r c i o n e n i n f o r m a c i ó n ú t i l p a r a e l e s t u d i o , s i n e m b a r g o e x i s t e n a c t i v i d a d e s m í n i m a s a c u m p l i r l a s c u a l e s s e e n l i s t a n a c o n t i n u a c i ó n :
I n s p e c c i ó n v i s u a l E x a m e n m a c r o s c ó p i c o . A n á l i s i s d e r e s u l t a d o s
E l a b o r a c i ó n d e r e p o r t e m a n u s c r i t o ( c o t i d i a n a m e n t e )
L a f i g u r a 6 m u e s t r a u n d i a g r a m a d e f l u j o c o n l o s r e q u e r i m i e n t o s o s e c u e n c i a p a r a e l d e s a r r o l l o d e u n a n á l i s i s d e f a l l a , e l c u a l c u e n t a c o n l o s r e q u e r i m i e n t o s p a r a e l d e s a r r o l l o d e l a n á l i s i s d e f a l l a .
3
2.2
E S Q U E M A G E N E R A L D E A N Á L I S I S D E F A L L A .
F i g u r a 6 . - S e c u e n c i a g e n e r a l p a r a e l d e s a r r o l l o d e u n A F . Observación de la pieza
fallada su entorno
Recopilación de información técnica
Recopilación de testimonios de testigos y de personal responsable
Inspección visual
Selección de partes para el análisis
Preservación de muestras para análisis posteriores
Registro fotográfico
Examen macroscópico Pruebas de laboratorio
Mecánicas Metalografía Análisis químico Otras
Examen microscópico
Análisis de resultados
Conclusiones
4
2 . 3 A C T I V I D A D E S D E U N A N Á L I S I S D E F A L L A S .
2 . 3 . 1 O b s e r v a c i ó n d e l a f a l l a y s u e n t o r n o ( a n t e c e d e n t e s ) .
E s n e c e s a r i o c o n o c e r , h a s t a d o n d e s e a p o s i b l e l a s e c u e n c i a d e e v e n t o s q u e s e p r e s e n t a r o n e n l o s t i e m p o s p r e v i o s d u r a n t e y p o s t e r i o r e s a l a f a l l a , e n e s t a e t a p a l o s a n t e c e d e n t e s s e r á n v a l i o s o s p a r a p o d e r i n i c i a r e n e l a r m a d o d e u n a s e c u e n c i a d e f a l l a y l a s c o n s e c u e n c i a s d e l a m i s m a . E n a l g u n o s o m u c h o s c a s o s n o s i e m p r e e s p o s i b l e c o m p l e t a r e s t a a c t i v i d a d e n s u t o t a l i d a d l a s r a z o n e s p u e d e n s e r v a r i a s e n t r e e l l a s s e t i e n e n : s i t i o s r e m o t o s , a c c e s i b i l i d a d l i m i t a d a , i n c l u s o p é r d i d a d e p i e z a s e t c … . S e d e b e r á r e c a b a r i n f o r m a c i ó n s o b r e l a s c o n d i c i o n e s d e t r a b a j o n o r m a l e s , e x t r e m a s y d u r a n t e l a f a l l a ; s u s c o n d i c i o n e s a m b i e n t a l e s y m a n e j o d e e s p e c i e s q u í m i c a s a g r e s i v a s , r é g i m e n d e f l u j o , g a s t o ; s e r á r e c o m e n d a b l e s a b e r s i e x i s t i ó a l g u n a e v e n t u a l i d a d a n o r m a l a n t e s y d u r a n t e l a f a l l a , p o r u l t i m o s e d e b e r á s a b e r s i e s u n a p r i m e r e v e n t o o b i e n s i s e h a n p r e s e n t a d o f a l l a s s i m i l a r e s o d e a l g ú n o t r o t i p o .
2 . 3 . 2 R e c o p i l a c i ó n d e i n f o r m a c i ó n t é c n i c a .
S e d e b e r á r e c a b a r t o d a l a i n f o r m a c i ó n d e d i s e ñ o : f a b r i c a c i ó n , i n s t a l a c i ó n , o p e r a c i ó n i n s p e c c i ó n y m a n t e n i m i e n t o : c o m o m í n i m o s e d e b e r á t e n e r : m a t e r i a l e s d e f a b r i c a c i ó n a t m o s f e r a o a m b i e n t e d e t r a b a j o , y l a s c a r a c t e r í s t i c a s f í s i c a s d e l a s p i e z a s c o m o d i á m e t r o y e s p e s o r e s d e p a r e d .
2 . 3 . 3 T e s t i m o n i o s .
E n t r e v i s t a s c o n l a s p e r s o n a s a c a r g o d e l a o p e r a c i ó n y e l m a n t e n i m i e n t o d e l e l e m e n t o f a l l a d o , a s í c o m o l a s p e r s o n a s q u e s e e n c o n t r a b a n e n e l l u g a r d e l a
5
f a l l a , l o a n t e r i o r c o n e l o b j e t i v o d e t e n e r u n a s e c u e n c i a d e l o s e v e n t o s d e f a l l a y d e i n f o r m a c i ó n q u e d i f í c i l m e n t e s e t e n d r á e n l o s r e g i s t r o s c o m u n e s .
2 . 3 . 4 I n s p e c c i ó n v i s u a l .
E s t a d e b e d e s e r l a p r i m e r a a c t i v i d a d e n u n a n á l i s i s d e f a l l a y s u o b j e t i v o p r i n c i p a l e s i d e n t i f i c a r e l e l e m e n t o f a l l a d o y r e g i s t r a r l a s c a r a c t e r í s t i c a s p a r t i c u l a r e s d e l a p i e z a . I n c l u y e u n a d e s c r i p c i ó n d e t a l l a d a d e l a p i e z a e n s u c o n d i c i ó n i n i c i a l o c o m o r e c i b i d o . C u a n d o e s p o s i b l e y s i e x i s t e l a p o s i b i l i d a d d e r e a l i z a r l a a c t i v i d a d e n s i t i o s e d e b e r á n r e g i s t r a r u b i c a c i ó n d e l a p i e z a e n l a z o n a d e f a l l a , d a ñ o a o t r o s c o m p o n e n t e s , m a t e r i a l e s o s u b s t a n c i a g e n e r a d a s o q u e s e g e n e r a n p o s t e r i o r a l e v e n t o d e f a l l a . F i n a l m e n t e s e s e l e c c i o n a r a l a s p i e z a s o s e c c i o n e s d e e l l a s p a r a e s t u d i o .
2 . 3 . 5 R e g i s t r o f o t o g r á f i c o .
S e d e b e r á t o m a r i m á g e n e s “ L a s n e c e s a r i a s p a r a a s e g u r a r q u e s e r e p r e s e n t e l a f a l l a ” , e s r e c o m e n d a b l e o b t e n e r r e g i s t r o d e p i e z a s a d y a c e n t e s o s i e l e l e m e n t o f a l l a d o f o r m a p a r t e d e a l g ú n e q u i p o o i n s t a l a c i ó n m a s g e n e r a l . L a s i m á g e n e s d e b e r á n c o n t e n e r l a p i e z a c o m p l e t a , r e g i s t r a n d o s u s c a r a c t e r í s t i c a s f í s i c a s a s í c o m o l a s z o n a s d e d a ñ o y s u s d i m e n s i o n e s . S e r e c o m i e n d a v a l o r a r l a c a l i d a d d e l a s i m á g e n e s d i g i t a l e s a n t e s d e a b a n d o n a r e l s i t i o d e f a l l a .
2 . 3 . 6 S e l e c c i ó n d e p a r t e s p a r a a n á l i s i s .
S e d e b e n s e l e c c i o n a r t o d a s l a s p a r t e s y r e s i d u o s q u e e s t é n a s o c i a d o s a l a f a l l a y q u e s e a n s u s c e p t i b l e s a a n a l i z a r . C u n d o s e a p o s i b l e e s r e c o m e n d a b l e t a m b i é n r e c o l e c t a r p i e z a s s i m i l a r e s a l a d e e s t u d i o p e r o q u e e s t a s n o h a y a n t e n i d o f a l l a a l g u n a . L a s d i m e n s i o n e s y e l t a m a ñ o d e m u e s t r a g e n e r a l m e n t e
6
e s t á n s u j e t a s a l o s r e q u e r i m i e n t o s d e l a n a l i s t a , s i n e m b a r g o c u a n d o n o s e a p r á c t i c o , s e c c i o n e s r e p r e s e n t a t i v a s s e r á n s u f i c i e n t e s .
2 . 3 . 7 P r e p a r a c i ó n y l i m p i e z a d e m u e s t r a s .
E s u n a a c t i v i d a d t r a s c e n d e n t a l , s e d e b e r á t e n e r e x t r e m o c u i d a d o , t a n t o p a r a l a p r e s e r v a c i ó n d e e v i d e n c i a , a s í c o m o p a r a l a p r e p a r a c i ó n d e m u e s t r a s p a r a e n s a y o y m u e s t r a s e s p e c i a l e s . L a p r e p a r a c i ó n d e m u e s t r a s s e d e b e r e a l i z a r c o n e s p e c u l a r c u i d a d o d e b i d o a q u e l a s p i e z a s o b j e t o d e e s t u d i o p o d r í a n s u f r i r d a ñ o s m e c á n i c o s o q u í m i c o s d u r a n t e s u p r e p a r a c i ó n ; s i e s t a s i t u a c i ó n s e p r e s e n t a c o r r e m o s e l r i e s g o d e b o r r a r e v i d e n c i a ú n i c a e i r r e p e t i b l e e n l a s m u e s t r a s . E l d a ñ o d e l a s p i e z a s p u e d e g e n e r a r s e i n c l u s o e n e l t r a n s p o r t e p o r l o q u e e s r e c o m e n d a b l e s i e m p r e q u e s e a p o s i b l e e l e m p a q u e , p r o m o v i e n d o d a ñ o s m í n i m o s a l a s p i e z a s . L a s p i e z a s s o l o d e b e r á n l i m p i a r s e c u a n d o s e a e s t r i c t a m e n t e n e c e s a r i o p o r e j e m p l o : e s t u d i o m i c r o s c ó p i c o .
2 . 3 . 8 E x a m e n m a c r o s c ó p i c o .
E n e s t e e x a m e n s e d e b e i n c l u i r l a p i e z a f a l l a d a , f r a g m e n t o s y s e d i m e n t o s q u e e s t á n e n a n á l i s i s , o t r a s c a r a c t e r í s t i c a s r e l e v a n t e s c o m o s e r í a n : l a p r e s e n c i a d e a g r i e t a m i e n t o s , d e s g a s t e , d a ñ o f í s i c o , c o r r o s i ó n y d e m a n e r a g e n e r a l t o d a s a q u e l l a s c a r a c t e r í s t i c a s q u e s e a n r e l e v a n t e s . E l e x a m e n m a c r o d e b e d e s e r n o d e s t r u c t i v o y l o m a s d e t a l l a d o p o s i b l e a n t e s d e p a s a r a o t r a s a c t i v i d a d e s . E s i m p o r t a n t e r e a l i z a r e l r e g i s t r o d e m a t e r i a l e s a j e n o s a l a p i e z a f a l l a d a , r e s i d u o s d e p r o c e s o , p r o d u c t o s d e c o r r o s i ó n y s u c i e d a d . U n a v e z r e a l i z a d o e l r e g i s t r o d e l a c o n d i c i ó n c o m o r e c i b i d o d e l a p i e z a o b j e t o d e a n á l i s i s , s e p o d r á r e a l i z a r l a l i m p i e z a q u e s e r e q u i e r a p a r a u n p o s t e r i o r e x a m e n d e l a p i e z a ; e n e s t e s e d e b e r á c o n s i d e r a r i n c l u s o d i s t i n t a s t é c n i c a s d e i l u m i n a c i ó n c o m o l a l u z n a t u r a l , l u z o b l i c u a , l u z p o l a r i z a d a e t c … l o a n t e r i o r s e d e b e r á r e a l i z a r e n
7
f u n c i ó n d e l a s c a r a c t e r í s t i c a s d e c a d a p i e z a . E n n e c e s a r i o t o m a r f o t o g r a f í a s e n t o d a l a e t a p a d e l e x a m e n m a c r o , e n e s p e c i a l s e d e b e r á t e n e r p r e c a u c i ó n c o n l a c o n d i c i ó n o r i g i n a l d e b i d o a l a t r a z a b i l i d a d d e l a s p i e z a s , e n e s p e c i a l , s i e s q u e e s t a s s o n s u j e t a s o s o n p a t e d e u n a i n v e s t i g a c i ó n y / o u n p r o b l e m a a d m i n i s t r a t i v o ( 2 ) . E v i t a r u n n ú m e r o e x c e s i v o d e i m á g e n e s q u e n o r e f l e j e n l a c o n d i c i ó n m a c r o s c ó p i c a d e l a f a l l a .
2 . 3 . 9 P r u e b a s n o d e s t r u c t i v a s .
E s t a s t é c n i c a s s o n m u y ú t i l e s e n e l a n á l i s i s d e f a l l a s y a q u e n o s p u e d e n r e v e l a r l a p r e s e n c i a d e d e f e c t o s t a n t o p r e v i o s a s í c o m o l o s d e l a f a l l a , i n c l u s o n o s p u e d e n a y u d a r a d e t e r m i n a r p r o p i e d a d e s f í s i c a s y q u í m i c a s d e l o s m a t e r i a l e s . E n t r e e s t a s t é c n i c a s s e t i e n e n l a s s i g u i e n t e s :
U l t r a s o n i d o i n d u s t r i a l L í q u i d o s p e n e t r a n t e s P a r t í c u l a s m a g n é t i c a s F u g a d e f l u j o m a g n é t i c o C o r r i e n t e s d e E d d y R a d i o g r a f í a
M e t a l o g r a f í a A n á l i s i s q u í m i c o D u r e z a
2 . 3 . 1 0 E x a m e n m i c r o s c ó p i c o .
E l o b j e t i v o p r i n c i p a l d e l e x a m e n m i c r o s c ó p i c o e s i d e n t i f i c a r e l m e c a n i s m o d e f a l l a , l a r e l a c i ó n c o n l a s c a r a c t e r í s t i c a s m i c r o e s t r u c t u r a l e s d e l m a t e r i a l , a s í c o m o s u i n t e r a c c i ó n c o n e l a m b i e n t e y o t r a s f o r m a s d e d a ñ o a s o c i a d a s a l a
8
f a l l a . S e h a c e é n f a s i s e n q u e n o s e d e b e a v a n z a r a l e x a m e n m i c r o s c ó p i c o a n t e s d e c o m p l e t a r e l e x a m e n m a c r o , l o a n t e r i o r d e b i d o a q u e s e c o r r e e l r i e s g o d e e s t a r r e a l i z a n d o l a a c t i v i d a d e n u n a z o n a q u e n o s e a c o r r e c t a o m a s b i e n d i c h o q u e n o n o s r e f l e j e l a s c a r a c t e r í s t i c a s p a r t i c u l a r e s d e l a f a l l a . E l e x a m e n d e b e d e r e a l i z a r s e d e b a j o s a u m e n t o a a l t o s a u m e n t o s p r o g r e s i v a m e n t e , l a g u í a c o n u n a i m a g e n m a c r o o e s q u e m a e s a l t a m e n t e r e c o m e n d a b l e . E l e x a m e n m i c r o s c ó p i c o r e a l i z a d o m e d i a n t e m i c r o s c o p i o e l e c t r ó n i c o d e b a r r i d o [ 3 ] e s a m p l i a m e n t e u t i l i z a d o e n e l e s t u d i o d e s u p e r f i c i e s d e f r a c t u r a y d e d i s o l u c i ó n d e b i d o a s u g r a n r e s o l u c i ó n y p r o f u n d i d a d d e c a m p o , s e n s i b i l i d a d a l a t o p o g r a f í a y s u d i s c r i m i n a c i ó n d e l a c o m p o s i c i ó n d e l m a t e r i a l l o h a c e n u n o d e l o s i n s t r u m e n t o s m a s v e r s á t i l e s e n e l a n á l i s i s d e f a l l a s .
2 . 3 . 1 1 P r u e b a s d e l a b o r a t o r i o .
2 . 3 . 1 1 . 1 E x a m e n m e t a l o g r á f i c o .
L a o b s e r v a c i ó n e n e l m i c r o s c o p i o ó p t i c o d e s u p e r f i c i e s p u l i d a s y a t a c a d a s e s p a r t e v i t a l d e u n a i n v e s t i g a c i ó n p a r a a n á l i s i s d e f a l l a s ; y d e b e r á d e s e r u n p r o c e d i m i e n t o d e r u t i n a s i e m p r e q u e s e a p o s i b l e r e a l i z a r l o . E s t e e x a m e n n o s p r o p o r c i o n a i n f o r m a c i ó n s o b r e l a c o n s t i t u c i ó n m i c r o s e t r e c t u r a l t r a t a m i e n t o t é r m i c o y c o m p o s i c i ó n q u í m i c a d e l m a t e r i a l [ 4 ] . N o s a y u d a a o b s e r v a r s i e l m a t e r i a l p o s e e d e f e c t o s m i c r o e s t r u c t u r a l e s c o m o s o n : s e g r e g a c i o n e s , m i c r o g r i e t a s y p o s o s i d a d e s y a l g u n a s o t r a s c o m o s o n : c o r r o s i ó n , d a ñ o i n t e r g r a n u l a r , f o r m a y t r a y e c t o r i a s d e g r i e t a s ; l o s d a ñ o s a n t e r i o r e s p u e d e n s e r d e t e c t a d o s y r e l a c i o n a d o s c o n e l e v e n t o d e f a l l a , A u n e n a u s e n c i a d e d e f e c t o s e l a n á l i s i s m e t a l o g r á f i c o e s n e c e s a r i o p a r a l a m e d i c i ó n d e l o s p a r á m e t r o s m i c r o s t r u c t u r a l e s t a l e s c o m o : c o n t e n i d o d e i n c l u s i o n e s , p r e s e n c i a d e s e g u n d a s f a s e s y t a m a ñ o d e g r a n o .
9
1 . 3 . 1 1 . 2 P r u e b a s m e c á n i c a s .
L a m á s u t i l i z a d a e s l a p r u e b a d e d u r e z a , l a d u r e z a d e p e n d e d e l a s c a r a c t e r í s t i c a s d e l a d e f o r m a c i ó n e l á s t i c a y p l á s t i c a d e l m a t e r i a l y s e r e l a c i o n a d i r e c t a m e n t e c o n a l g u n a s p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s c o m o l a r e s i s t e n c i a a l a t e n s i ó n , l a d u c t i l i d a d . L a s i m p l e p r u e b a d e d u r e z a n o s e s ú t i l p a r a c o n o c e r e l e n d u r e c i m i e n t o p o r t r a b a j o m e c á n i c o , e l a b l a n d a m i e n t o p o r c a l o r , l a p r e s e n c i a d e p u n t o s d u r o s , l a e x t e n s i ó n d e l a z o n a a f e c t a d a p o r e l c a l o r [ 5 ] y e l g r a d o d e l m a t e r i a l . E s e n c i a l m e n t e e s u n a p r u e b a n o d e s t r u c t i v a s a l v o c u a n d o s e r e q u i e r e c o n o c e r l a d u r e z a e n e l e s p e s o r d e l a p i e z a f a l l a d a .
L a p r u e b a d e t e n s i ó n u n i a x i a l e s u t i l i z a d a p a r a d e t e r m i n a r l a s p r o p i e d a d e s m e c á n i c a s d e l m a t e r i a l c o m o e s : E l l í m i t e d e c e d e n c i a d e l m a t e r i a l , l a r e s i s t e n c i a m á x i m a y l a d u c t i l i d a d . S i e m p r e q u e s e a p o s i b l e d e b e r á r e a l i z a r s e e s t e e n s a y o d e b i d o a q u e l a s e s p e c i f i c a c i o n e s d e l m a t e r i a l e s t á n b a s a d a s e n e s t a s p r o p i e d a d e s , t a m b i é n n o s e s ú t i l p a r a d e t e r m i n a r d e g r a d a c i ó n d e l m a t e r i a l d u r a n t e e l s e r v i c i o .
2 . 3 . 1 1 . 3 A n á l i s i s q u í m i c o .
E l a n á l i s i s q u í m i c o e s u n a p r u e b a q u e d e b e r á r e a l i z a r s e s i e m p r e q u e s e a p o s i b l e , s u u t i l i z a c i ó n e s p a r a l a c o r r e c t a i d e n t i f i c a c i ó n d e l m a t e r i a l y l a s d i f e r e n c i a s e n c o m p o s i c i ó n q u e p u d i e r a n s e r r e l a c i o n a d a s c o n l a f a l l a .
10
A c t u a l m e n t e e x i s t e n t é c n i c a s p o r t á t i l e s , r á p i d a s y c o n f i a b l e s , s i n e m b a r g o e s r e c o m e n d a b l e r e a l i z a r u n a v e r i f i c a c i ó n e n l a b o r a t o r i o .
2 . 3 . 1 1 . 4 A n á l i s i s d e r e s u l t a d o s .
S i s e c u e n t a c o n l a i n f o r m a c i ó n n e c e s a r i a y s u f i c i e n t e , l o s r e s u l t a d o s d e l a s p r u e b a s r e a l i z a d a s s o n v e r a c e s ( r e p e t i b l e s y r e p r o d u c i b l e s ) e l a n á l i s i s d e r e s u l t a d o s d e b e d e s e r d i r e c t o y c l a r o , e n o t r a s p a l a b r a s l a s c o n c l u s i o n e s d e b e n c a e r p o r s u p r o p i o p e s o . T o d a c o n c l u s i ó n d e b e r á s u s t e n t a r s e e n h e c h o s y e x p r e s a r c l a r a m e n t e l o s f a c t o r e s q u e e s t u v i e r o n r e l a c i o n a d o s c o n l a f a l l a y c u a l e s n o . L a c a u s a d e f a l l a d e b e d e e s t a r c l a r a m e n t e e s t a b l e c i d a , d e b e e s p e c i f i c a r s e s i e s t a e s p o s i b l e , p r o b a b l e o d e f i n i t i v a . S i e m p r e q u e s e a p o s i b l e d e b e r á n d e e x p r e s a r s e r e c o m e n d a c i o n e s p a r a p r e v e n i r f a l l a s s i m i l a r e s y p a r a m i t i g a r s u s c a u s a s y e f e c t o s .
2 . 4 C O R R O S I Ó N D E A C E R O S G R A D O T U B E R Í A .
L a c o r r o s i ó n s e d e f i n e c o m o u n d e t e r i o r o d e l m a t e r i a l c o m o r e s u l t a d o d e s u i n t e r a c c i ó n c o n e l a m b i e n t e . [ 6 ] . E s t a d e f i n i c i ó n n o e s p a r t i c u l a r d e m a t e r i a l e s m e t á l i c o s y m á s b i e n d i c h o e s g e n e r a l p a r a l o s d i f e r e n t e s m a t e r i a l e s d e i n g e n i e r í a . O t r a s d e f i n i c i o n e s p u e d e n s e r c i t a d a s e j e m p l o d e e l l o e s l a s i g u i e n t e “ l a c o r r o s i ó n e s l a f o r m a e n q u e l a n a t u r a l e z a t i e n e p a r a r e g r e s a r a l o s m e t a l e s p r o c e s a d o s a s u e s t a d o o r i g i n a l c o m o c o m p u e s t o s q u í m i c o s o m i n e r a l e s . L o s F a c t o r e s q u e a f e c t a n l a c o r r o s i ó n s o n :
F a c t o r e s a m b i e n t a l e s F a c t o r e s m e t a l ú r g i c o s F a c t o r e s t e r m o d i n á m i c o s E l e c t r o q u í m i c o s
11
L o s f a c t o r e s a m b i e n t a l e s e s t á n r e l a c i o n a d o s c o n l a s c o n d i c i o n e s q u e p u e d e n s e r v a r i a d a s , e n t r e e s t a s t e n e m o s : t e m p e r a t u r a , p r e s i ó n , v e l o c i d a d d e f l u j o , c o n c e n t r a c i ó n d e e s p e c i e s q u í m i c a s a g r e s i v a s , e t c … . L o s f a c t o r e s m e t a l ú r g i c o s t i e n e n u n a g r a n i n f l u e n c i a e n e l p r o c e s o d e c o r r o s i ó n , e n m u c h o s c a s o s l a m a n i p u l a c i ó n d e l a m i c r o e s t r u c t u r a m e t a l o g r á f i c a p u e d e s s e r s u f i c i e n t e p a r a t e n e r u n c o n t r o l d e l a c o r r o s i ó n ; l o s m a t e r i a l e s m e t á l i c o s s o n c o n s i d e r a d o s s ó l i d o s c r i s t a l i n o s , c o n a r r e g l o s d e f i n i d o s q u e l o s c a r a c t e r i z a n , l a d i s t r i b u c i ó n m o r f o l o g í a d e l a c o m o d o d e l m a t e r i a l t e n d r á u n a i n f l u e n c i a m a r c a d a e n l a v e l o c i d a d d e c o r r o s i ó n [ 6 ] . L o s f a c t o r e s t e r m o d i n á m i c o s n o s h a b l a n a c e r c a d e l a e s p o n t a n e i d a d d e l p r o c e s o d e c o r r o s i ó n , e s d e c i r e n b a s e a c á l c u l o s s e d e t e r m i n a r a s i e l p r o c e s o d e c o r r o s i ó n e s t e ó r i c a m e n t e p o s i b l e ( e n e r g í a l i b r e d e g i b s s ) [ 6 ] . L a c o r r o s i ó n p u e d e c o n s i d e r a r s e c o m o u n p r o c e s o e l e c t r o q u í m i c o , d e e s t a f o r m a s e d e b e n c u m p l i r c i e r t a s c o n d i c i o n e s p a r a q u e e l p r o c e s o d e c o r r o s i ó n s e d é , l a s c o n d i c i o n e s s o n l a s s i g u i e n t e s :
S e d e b e t e n e r l a p r e s e n c i a d e u n c á t o d o y u n á n o d o
D e b e e x i s t i r u n a d i f e r e n c i a d e p o t e n c i a l e n t r e e l c á t o d o y e l á n o d o D e b e e x i s t i r u n m e d i o d e c o n e x i ó n e n t r e e l c á t o d o y e l á n o d o D e b e e x i s t i r u n e l e c t r o l i t o e n e l s i s t e m a
L o s a s p e c t o s e l e c t r o q u í m i c o s e s t á n a s o c i a d o s c o n e l e s t u d i o d e l a c i n é t i c a d e l a s r e a c c i o n e s y l a f o r m a e n q u e e s t a s o c u r r e n . ( 6 )
L a r e a c c i ó n d e o x i d a c i ó n a n ó d i c a e s c a r a c t e r i z a d a p o r e l i n c r e m e n t o e n v a l e n c i a y l a p r o d u c c i ó n d e e l e c t r o n e s , e n t r e t a n t o , l a r e a c c i ó n d e r e d u c c i ó n c a t ó d i c a p r e s e n t a u n d e c r e m e n t o e n v a l e n c i a y e l c o n s u m o d e e l e c t r o n e s . L a s r e a c c i o n e s o c u r r e n d e m a n e r a s i m u l t á n e a y a l a m i s m a v e l o c i d a d d e r e a c c i ó n e n l a s u p e r f i c i e d e l m a t e r i a l . L o s t é r m i n o s a n t e s m e n c i o n a d o s r e p r e s e n t a n e l m a y o r p r i n c i p i o d e l a c o r r o s i ó n y s e p o s t u l a d e l a s i g u i e n t e f o r m a : D u r a n t e l a c o r r o s i ó n m e t á l i c a l a v e l o c i d a d d e l a o x i d a c i ó n e s i g u a l q u e l a v e l o c i d a d d e r e d u c c i ó n l o a n t e r i o r e n t é r m i n o s d e p r o d u c c i ó n y c o n s u m o d e e l e c t r o n e s . ( 6 )
12
2 . 5
C O R R O S I Ó N E N M E D I O A C U O S O .
2 . 5 . 1 A s p e c t o s G e n e r a l e s .E n n u e s t r a s s o c i e d a d e s e l u s o d e l a g u a h a s i d o a m p l i o , m u c h a s i n d u s t r i a s u t i l i z a n e l r e c u r s o h i d r á u l i c o p a r a s u s a c t i v i d a d e s , e n t r e l o s u s o s q u e s e l e d a a e l a g u a e s c o m o m e d i o d e e n f r i a m i e n t o o c a l e n t a m i e n t o p o r s u e x c e l e n t e c a p a c i d a d c a l o r í f i c a , c o m o s o l v e n t e e t c … , * 7 + . E l i m p a c t o q u e t i e n e e l a g u a e n l a i n t e g r i d a d d e l o s m a t e r i a l e s e s d e s u m a i m p o r t a n c i a . E l h i e r r o y s u s a l e a c i o n e s s o n m a t e r i a l e s d e g r a n u s o e i m p a c t o e n e l s e c t o r i n d u s t r i a l , e n m u c h a s d e s u s a p l i c a c i o n e s e s t o s m a t e r i a l e s t i e n e n q u e m a n e j a r e l m e d i o a c u o s o d e u n a f o r m a d i r e c t a o i n d i r e c t a [ 8 ] . B a s á n d o s e e n l o s a s p e c t o s d e t e r m o d i n á m i c o s e l h i e r r o n a t i v o s e e n c u e n t r a c o m o u n c o m p u e s t o o x i d a d o o o x i d o F e2O3, F e O , F e3O2 [ 7 ] , y n o c o m o u n e l e m e n t o m e t á l i c o q u e e s l a f o r m a e n c ó m o l o u t i l i z a m o s . E n p r e s e n c i a d e a g u a y o x i g e n o c o m ú n m e n t e e l m e d i o a c u o s o a t a c a a l e l h i e r r o e l e m e n t a l c o n v i r t i e n d o l o e n u n o x i d o . A u n q u e l a c o r r o s i ó n e s u n p r o c e s o c o m p l i c a d o , e s t e p u e d e s e r c o m p r e n d i d o m á s f á c i l m e n t e c o m o u n a r e a c c i ó n e l e c t r o q u í m i c a . L a d i s o l u c i ó n d e l m a t e r i a l o c u r r e e n c i e r t a s á r e a s l l a m a d a s z o n a s a n ó d i c a s ( á n o d o ) , e l h i e r r o e l e m e n t a l F e0 p a s a a s o l u c i ó n o x i d á n d o s e a i o n F e2 +. C o m o r e s u l t a d o d e l a f o r m a c i ó n d e l i o n F e2 + s e l i b e r a n d o s e l e c t r o n e s q u e f l u y e n a t r a v é s d e l a c e r o a l á r e a c a t ó d i c a ( c á t o d o ) . E l o x i g e n o e n l a s o l u c i ó n a c u o s a s e d e s p l a z a a l c á t o d o y c o m p l e t a e l c i r c u i t o e l é c t r i c o e m p l e a n d o l o s d o s e l e c t r o n e s q u e f l u y e n a l c á t o d o p a r a f o r m a r i o n e s h i d r o x i l o ( O H-) e n l a s u p e r f i c i e d e l m e t a l .
Q u í m i c a m e n t e l a s r e a c c i o n e s s e p u e d e n e s c r i b i r d e l a s i g u i e n t e f o r m a : R e a c c i ó n a n ó d i c a F e0 F e2 + + 2 e-
R e a c c i ó n c a t ó d i c a ½ O2 + H2O + 2 e- 2 O H-
