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Este estudio de tesis, relacionado con la corrosión atmosférica sobre aceros de bajo carbono en instalaciones industriales petroleras, fue realizado en el área del Lote X operado por PETROBRAS ENERGIA PERU S.A. en el noroeste de Perú. El objetivo consistió en determinar la velocidad de corrosión atmosférica sobre dos aceros de bajo carbono, en diferentes ubicaciones del Lote X, categorizarla de acuerdo a la norma ISO 9223 y mapearla. Se han utilizado probetas de acero, AISI/SAE 1020 y ASTM A 36 ya que estos materiales son usados en la construcción de facilidades de producción, transporte y recolección de petróleo, siendo de mayor uso el acero ASTM A36. Las probetas fueron instaladas en 10 estaciones y expuestas al ambiente atmosférico en el periodo de septiembre del 2010 a noviembre del 2012. La ubicación de las estaciones fue seleccionada en función de la distancia al mar, altitud, topografía del terreno e impactos industriales, entre otros aspectos. La velocidad de corrosión y el grado de corrosividad atmosférica fueron determinadas por la pérdida de peso de probetas construidas en acero AISI/SAE 1020, durante un año de exposición. Se han caracterizado los productos de corrosión por difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X y microscopia electrónica. También se estudió el impacto de las siguientes variables ambientales: humedad, cloruros, SO2, NO2, H2S y velocidad del viento. Como resultado de este estudio de tesis, podemos afirmar que en el Lote X la corrosión atmosférica es causada por la acción del oxígeno atmosférico e influenciado por la humedad, salinidad ambiental, por la capacidad del viento para transportar la brisa del mar al continente y polución sólida. Los productos de corrosión encontrados son: oxihidróxidos de hierro, akaganeita, lepidocrocita y goethita. La corrosión es influenciada por los cloruros de una manera polinómicas para los dos tipos de metal evaluados. Asimismo, se concluye que los gases contaminantes como SO2, H2S, NO2, no influyen en los fenómenos de corrosión. Las áreas próximas al mar y de libre circulación del viento favorecen la corrosión atmosférica y son categorizadas como ambientes de corrosión alta, categoría C4, para acero AISI/SAE 1020 y corrosión media, categoría C3, para acero ASTM A36. Para el resto de áreas la corrosión de ambos materiales es baja, categoría C2. También podemos concluir que en ambiente marino, el acero ASTM A36 es de mayor resistencia a la corrosión atmosférica del Lote X que el acero especificado bajo norma AISI/SAE 1020. Gracias a la información obtenida de velocidad de corrosión de este estudio, hemos podido elaborar mapas de corrosión para los dos tipos de acero estudiados, AISI /SAE 1020 y ASTM A 36. Esto es muy importante porque disponer de un mapa, permite una rápida visualización de las áreas de corrosividad crítica y no crítica, especialmente cuando se seleccionan materiales para construcción, selección de sistemas de pintura, selección de procedimientos de preparación de superficie para pintado, estimación de la vida de operación de instalaciones metálicas nuevas y antiguas. En el Lote X, la velocidad de corrosión es mayor en áreas cercanas al mar y de libre exposición a la brisa marina. El presente trabajo de tesis ha permitido formular una ecuación que estima la corrosión atmosférica sobre probetas de acero al carbono AISI/SAE 1020, para las estaciones lejanas al mar y ubicadas en ambientes secos: C = 164,99 t – 0,4045 Donde C es la velocidad de corrosión en m/año y t es el tiempo de exposición en días. Palabras Clave: corrosión atmosférica, probetas, velocidad de corrosión, categorización de la corrosión, mapas de corrosividad, microscopia electrónica, fluorescencia y difracción de rayos X.

Los altos costos que conllevan la corrosión y las estrategias preventivas para lograr durabilidad de materias primas, equipos y construcciones, siempre han sido objeto de gran preocupación para la industria. En la actualidad, aproximadamente el 85% de las superficies metálicas expuestas a diversos medios corrosivos están protegidos con pinturas. En este sentido, la industria de pinturas y recubrimientos ha implementado el uso de pigmentos anticorrosivos en un sistema de pintura como una alternativa práctica y segura para evitar la corrosión. Por lo tanto, los pigmentos se han convertido en componentes básicos de la formulación de pinturas y recubrimientos. Durante muchos años, pigmentos a base de cromo hexavalente o compuestos de plomo se han utilizado como agregados anticorrosivos en la formulación de imprimantes alquídicos y epóxicos. Estos poseen excelentes propiedades inhibidoras; sin embargo, su valor comercial está restringido por su alta toxicidad. El fosfato de zinc ha sido propuesto como un pigmento con un comportamiento anticorrosivo equivalente; no obstante, su uso plantea cierta preocupación medioambiental, porque este compuesto causa la eutrofización de reservas de agua dulce. Como consecuencia, regulaciones del gobierno han obligado a la industria de pinturas y recubrimientos a desarrollar nuevos pigmentos alternativos, no tóxicos y ambientalmente amigables, con las mismas propiedades que los convencionales. En este contexto, los tanatos metálicos, sistemas que contienen taninos, se presentan como una alternativa interesante, al ser menos tóxicos, económicos, disminuyendo el impacto ambiental y aumentando la vida útil estimada de una capa protectora. En el presente trabajo, se presenta la síntesis un inhibidor de la corrosión elaborado a partir de tanino de Tara y óxido de zinc comercial, ambos materias primas de nuestro país. Se han reportado diferentes métodos para la síntesis de tanato de zinc a partir de un extracto acuoso obtenido de una fuente rica en taninos, pero aún no han sido reportados estudios similares utilizando tanatos metálicos provenientes de taninos hidrolizables, como los contenidos en la planta de la Tara. No obstante, existen estudios sobre aplicaciones de taninos derivados de la Tara, pero sólo en el campo de las pinturas antiincrustantes y convertidores de herrumbre. Se utilizaron curvas de precipitación, y las técnicas de espectroscopia por FT-IR y SEMEDS para optimizar la síntesis del tanato de zinc. Se analizó satisfactoriamente el efecto de diferentes temperaturas y el pH en dicho proceso. Asimismo, se caracterizó la composición química y propiedades físico-químicas y electroquímicas del tanato de zinc. Se validaron formulaciones de pinturas que contenían en su composición al pigmento en estudio, mediante ensayos de corrosión acelerada. Los resultados fueron comparados con el comportamiento de pinturas preparadas con otros pigmentos anticorrosivos. Todas las pruebas realizadas mostraron que el tanato de zinc, preparado con óxido de zinc y polvo de Tara, cumple con los requerimientos de un pigmento anticorrosivo. Además, se demostró que la capacidad inhibidora de la corrosión del tanato de zinc es equivalente a la mostrada por pigmentos convencionales de uso comercial, tales como el fosfato de zinc y el cromato de zinc; ampliamente utilizados por su alta eficiencia inhibitoria / Tesis

En general, un material tenderá a corroerse espontáneamente en un determinado medio si los productos de corrosión son más estables que el material de partida, o si bajo las condiciones de exposición la corrosión resulta favorecida. En la práctica, lo que se busca es extender la vida útil de estructuras, equipos o dispositivos, es decir, mejorar su durabilidad. / In general, a material will tend to corrode in a specific environment when the corrosion products are more stable than the starting material or, when exposed to certain conditions, a corrosion process results favored. In general practice, the goal is to extend the service life of structures, equipment or devices, that is, to improve their durability.

La corrosión en estructuras enterradas y la forma de cómo protegerlas es el tema principal de esta tesis, debido a que una estructura metálica que es enterrada y tener contacto directo con el suelo, tiende a degradarse, sobre todo si el material es Acero, el Fierro que lo compone tiende a regresar al estado natural de Oxido de Fierro al encontrar Oxigeno en el suelo donde se encuentre enterrado. La corrosión de las estructuras es un hecho que no se podrá evitar, porque de una u otra manera existirá corrosión, debido a que es un fenómeno químico inevitable, lo que puede hacerse y de lo que existen muchos estudios, prácticas y normas internacionales es CONTROLAR Y/O MITIGAR este efecto con una variedad de procedimientos, resaltando entre ellos: LA PROTECCION CATÓDICA La protección catódica se describió por primera vez por Sir Humphry Davy en una serie de documentos presentados a la Royal Society de Londres en 1824 - La primera aplicación fue la Samarang HMS en 1824 - Ánodos hechos de hierro unidas a la vaina de cobre del casco por debajo de la línea de flotación reduce drásticamente la velocidad de corrosión del cobre. Sin embargo, un efecto secundario de la protección catódica era para aumentar el crecimiento marino. Cobre, cuando se corroe, libera iones de cobre que tienen un efecto anti-fouling. Dado que el crecimiento marino exceso afectó el desempeño de la nave, la Royal Navy decidió que era mejor dejar que el cobre se oxide y tienen el beneficio de la reducción del crecimiento de organismos marinos, la protección catódica por lo que no se usa más. Davy fue asistido en sus experimentos por su discípulo Michael Faraday, quien continuó su investigación tras la muerte de Davy. En 1834, Faraday descubrió la relación cuantitativa entre la pérdida de peso a la corrosión y la corriente eléctrica y así sentó las bases para la futura aplicación de la protección catódica. Thomas Edison experimentó con impresionó la protección catódica de corriente en los buques en 1890, pero no tuvo éxito debido a la falta de una fuente de corriente adecuada y materiales de ánodo. Sería 100 años después del experimento de Davy antes de que se utiliza ampliamente en la protección catódica de oleoductos en Estados Unidos - la protección catódica se aplica a las tuberías de gas de acero a partir de 1928 y más ampliamente desde la década de 1930. Desde allí el estudio de la electroquímica de los metales mediante el Diagrama de Pourbaix, se logró, controlar la corrosión de varios metales. Este sistema actualmente es muy usado a nivel internacional, es más en la mayoría de países es de uso obligatorio por la diversidad de estructuras tanto enterrada o sumergida que han sido construidas y aquí en el Perú se está tomando con mucho más fuerza su uso. Como dato de importancia, por contrato con la empresa constructora se ejecutó la instalación de Protección Catódica galvánica en 03 tramos para la tubería con más de 06 meses de construcción (33+800 Km). Al finalizar la construcción del ducto se implementará la construcción de PC por corriente impresa / Tesis

La presente investigación tuvo como objeto de estudio la influencia de los parámetros de soldadura mediante GTAW, sobre la microestructura y la resistencia a la corrosión por picaduras del acero inoxidable dúplex 23Cr-4Ni. Se estudiaron cuatro condiciones soldadas mediante el proceso GTAW autógeno en donde se variaron el aporte de calor y la temperatura de precalentamiento. Se realizó el análisis microestructural para cada condición, además se sometieron a ensayos de dureza y ensayos de corrosión por picaduras. La caracterización microestructural se basó en el estudio del porcentaje de fases presentes (ferrita y austenita) y en el cambio de la morfología y tamaño de grano de la ferrita, tanto en la zona de fusión como en la zona afectada por el calor. Asimismo se evaluó la morfología de la austenita, identificando la aparición de austenita primaria, secundaria y Widmanstätten. Se realizaron ensayos de microdureza Vickers, realizando barridos verticales y horizontales en la sección del cordón con el fin de obtener indicadores de cambios en propiedades mecánicas en la soldadura realizada. Se determinó la resistencia a la corrosión por picaduras mediante ensayos de corrosión electroquímicos de polarización anódica en una solución de 3.5% NaCl, los cuales se orientaron a la obtención del potencial crítico de picaduras (Ecp) para cada condición. Debido a que las variaciones en la microestructura y resistencia a la corrosión están fuertemente ligadas al ciclo térmico del proceso de soldadura, se estimó el tiempo t12/8, como medida de la velocidad de enfriamiento para fines comparativos. El análisis microestructural en la zona fundida y zona afectada por el calor reveló una microestructura con alto contenido de ferrita acompañado de austenita primaria, austenita Widmansttäten y precipitación de austenita secundaria al interior de la ferrita. Adicionalmente la cinética de reformación de la austenita se vió dificultada en las condiciones que presentaron mayor tamaño de grano ferrítico. Finalmente, la resistencia a la corrosión por picaduras disminuyó de manera significativa para las condiciones empleadas, resultando mas afectadas, las condiciones que presentaron velocidad de enfriamiento menor. Se encontró nucleación preferencial de las picaduras en las interfaces ferrita/austenita y al interior de la ferrita. Por lo tanto para el rango de calor de aporte empleado no se obtuvo una buena soldabilidad, ya que no se logra un balance apropiado de las fases según el análisis microestructural realizado y la resistencia a la corrosión por picaduras se ve afectada significativamente. / Tesis

En la Central Termoeléctrica “Luis Piedra Buena” de la ciudad de Bahía Blanca, los filtros de los condensadores de la caldera son arrastrados por cadenas para trabajo pesado con eslabones tipo compensación realizados con acero inoxidable martensítico tipo AISI 420. Estas cadenas presentan problemas de desgaste, corrosión y rotura. Con este estudio se pretende encontrar las mejores condiciones de temple y revenido que permitan conseguir eslabones (fundamentalmente camisas y pernos) que posean la mejor combinación de resistencia al desgaste y a la corrosión para las condiciones de uso. Para ello, una vez caracterizado el material comercial (suministrado en condición recocido) se realizaron distintos tratamientos de temple y revenido modificando las temperaturas de austenización, los medios de enfriamiento y las temperaturas de revenido. Las distintas microestructuras resultantes fueron caracterizadas utilizando microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido y se evaluaron las propiedades mecánicas asociadas a través de la realización de ensayos de dureza e impacto. Con el objeto de determinar la naturaleza de los precipitados se obtuvieron réplicas extractivas de los carburos para someterlos a técnicas EDS que permitieran determinar su composición química y TEM para identificar cristalográficamente dichos carburos. Dado que los resultados de estas técnicas no fueron concluyentes se realizó esta tarea con reactivos de ataque selectivo que diferencian los distintos carburos. Para analizar la resistencia al impacto se empleó la probeta Charpy con entalla en “V”. Las superficies de rotura fueron observadas con microscopía electrónica (SEM). Para evaluar la resistencia a la corrosión se efectuaron ensayos de corrosión por picado según lo especificado por la normas ASTM G 1, G 46 y G 48, determinando tanto la pérdida de masa como el factor de picado para cada una de las estructuras obtenidas con los distintos tratamientos térmicos. Los resultados obtenidos permiten determinar el tratamiento térmico más adecuado en función de las propiedades que se quieren priorizar. / In the steam-electric power plant “Luis Piedra Buena” in Bahia Blanca city, the condenser filtres of the boiler are dragged by heavy-duty chains with compensation type links made of AISI 420 martensitic stainless steel. These chains present problems of wearing, corrosion and fracture. With this study, we seek for the best quenching and tempering conditions to get links (mainly sleeves and bolts) that have the best combination of resistance to wearing and corrosion for the usage conditions. For this, once the commercial material was characterized (supplied in annealing condition), it was subjected to different quenching and tempering treatments, changing the austenitizing temperatures, the cooling methods and the tempering temperatures. The different resulting microstructures were characterized using optical microscopy and scanning electron microscope and the mechanic properties associated were evaluated through the realization of hardness and impact tests. To determine the nature of the precipitates carbide extractive replicas were obtained to submit them to Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) to find their chemical composition and transmission electron microscopes (TEM) techniques to identify crystalographically the aforementioned carbides. Since the results of these techniques were not conclusive this task was performed with selective etchants which differentiate between different carbides. A Charpy V-notch test was employed to analyze the impact resistance. The fracture surfaces were observed through scanning electron microscope (SEM). To evaluate the corrosion resistance pitting corrosion tests were made as specified in ASTM G 1, G 46 and G 48 standards, determining the mass loss as well as the pitting factor for each of the obtained structures with the different heat treatments. The obtained results allow to find the thermal treatment most appropriate in function of the properties that require to be prioritized.

El hormigón es uno de los materiales más utilizado en las obras civiles, y requiere de grandes volúmenes de recursos no renovables. Debido al agotamiento de yacimientos de arenas o por las restricciones de origen ecológico, cada vez será más necesario encontrar yacimientos de arenas de partículas duras, resistentes, durables y estables. No siempre resulta fácil disponer de fuentes de agregados aptos para el hormigón. En algunas zonas importantes de la República Argentina, la existencia de muy pocos yacimientos de gravas, hace necesaria la obtención de agregados a partir de la trituración de roca, esta situación no difiere de otras regiones a nivel internacional. El empleo de arenas trituradas tiene una marcada influencia sobre la consistencia del hormigón debido a las características morfológicas de las partículas y al contenido de polvo que presentan. Este agregado fino es considerado como un material marginal por la reglamentación nacional. En estado fresco, del análisis de los valores obtenidos se desprende que es necesario incrementar significativamente el contenido de agua y/o de pasta en los hormigones elaborados con arenas trituradas para alcanzar la consistencia de los hormigones con arenas naturales, lo cual se traduce en un incremento en el contenido de poros del hormigón endurecido. En el estado endurecido: debido a que el agregado fino ocupa aproximadamente un 25-30 % del volumen de la mezcla de hormigón, él puede ejercer una importante influencia sobre las propiedades mecánicas y durables del material compuesto. Los estudios realizados permiten establecer que hormigones de altas resistencias se pueden lograr utilizando arenas trituradas como agregado fino sin el empleo de adiciones minerales activas. La degradación de las estructuras de hormigón por corrosión es un fenómeno muy complejo el cual involucra múltiples causas y efectos. La vinculación entre la velocidad del crecimiento del ancho de fisura y la evolución de la corrosión, permite predecir la seguridad y la aptitud en servicio residual de las estructuras. En ese sentido, en este trabajo se evalúa la influencia del tipo de agregado fino y la relación a/c sobre la evolución de la fisuración. Para ello, se realizaron vigas con relaciones a/c entre 0,45 y 0,50, que fueron sometidas a corrosión acelerada. Se utilizaron 4 tipos de arenas: tres trituradas (granítica, dolomítica y calcítica) y una arena natural. Los resultados indican que el tipo de arena y la relación a/c influyen significativamente sobre el mecanismo de propagación de las fisuras. Respecto a la corrosión por carbonatación, se concluyó que la relación a/c tiene un efecto más importante que el tipo de arena. Los estudios y conclusiones de la presente tesis muestran que es factible utilizar arenas trituradas para elaborar hormigón de adecuada calidad. La importancia económica de la utilización de arenas trituradas está relacionada con el bajo costo del material, la disponibilidad y el volumen de hormigón de la obra. Mayor será la importancia económica, si el material puede ser empleado sin tener que efectuar el lavado u otro proceso de mejoramiento, y en porcentajes mayores a los establecidos por el reglamento CIRSOC 201-05. / One of the most used composed materials in civil engineering is concrete and it requires for manufacturing large volumes of nonrenewable resources. The depletion of sand beds, in conjunction with ecological constraints, is intensifying the need to find sources of sand characterized by hard, strong durable and stable particles. It is not always easy to find sources of aggregate suitable for concrete. In some important areas of Argentina, the existence of very few deposits of gravel, requires the production of aggregates from crushing rocks. This situation is unexceptional, for natural aggregates are becoming scarce in many countries. The use of crushed sand in concrete clearly affects flowability due to the morphological characteristics and dust content in this type of fines. These fine aggregates are considered as marginal aggregates for national standard. In fresh state, the analysis of the values found revealed that the water content or paste content had to be increased significantly in concretes with crushed sand to reach the same consistency as concretes with natural sand, which results in a increase in the pores content of the hardened concrete. In hardened state, since fine aggregates occupy about 25-30 percent of the volume of a concrete mixture, they can be expected to exert an important influence on the mechanical and durable properties of the composite material. These studies permits to say that high strength concretes is possible to achieve using crushed sands as fine aggregate without mineral admixtures addition. The degradation of concrete structures by the corrosion is a very complex phenomenon which involves multiple causes and effects. The link between the rate of growth of crack width and the evolution of corrosion, can predict the safety and suitability for service residual of reinforced concrete structures. In this sense, this work assesses the impact of the influence of the type of fine aggregate and w/c ratio on the evolution of cracking. Then, beams were made with w/c ratio between 0,45 and 0,50, which were subjected to accelerated corrosion, and their mechanical and electrochemical behavior was analyzed. Four types of sand were used: three crushed (granite, dolomite and calcite) and one type of natural sand. The results show that the type of sand and the w/c ratio significantly influence the growing mechanism of cracking. On the other hand, in the case of corrosion induced by carbonation, its concluded that the increase of a/c ratio is more important that the type of fine aggregate. The studies and conclusions of the present thesis show that it is feasible to use sands crushed to elaborate concrete of suitable quality. The economic importance of the utilization the crushed sands is related to the low cost of the material, the availability and the volume of concrete of the work. Major it will be the economic importance, if the material can be used without having to effect the wash or another process of improvement, and in percentages bigger than the established ones for the CIRSOC 201-05 Code.