Las probetas de corrosión estándar se utilizan generalmente para estudiar el comportamiento de corrosión de los metales en el laboratorio y estudiar los cambios en la tasa de corrosión simulando diferentes condiciones ambientales. La corrosión es un proceso en el que el metal reacciona químicamente con el entorno circundante, causando daños en el material metálico. Como factores ambientales importantes que afectan la tasa de corrosión, la temperatura y la humedad determinan directamente el grado y la velocidad de la corrosión.
I. definición y factores que influyen en la tasa de corrosión
La tasa de corrosión es la masa o superficie en la que el metal se corroe por unidad de tiempo, generalmente en milímetros por año (mm / año). La tasa de corrosión se ve afectada por una variedad de factores, los más importantes de los cuales incluyen la temperatura ambiente, la humedad, la composición de la solución, las propiedades del metal, etc. La temperatura y la humedad son parámetros de control comunes en los experimentos y tienen un impacto significativo en el proceso de corrosión.
II. efectos de la temperatura en la tasa de corrosión
La influencia de la temperatura en la tasa de corrosión se puede explicar acelerando la tasa de reacción química. Según la ecuación de arenius, el aumento de la temperatura aumentará la frecuencia de colisión entre moléculas y aumentará la velocidad de reacción. Específicamente en las reacciones de corrosión, el aumento de la temperatura puede causar una aceleración de la velocidad de reacción entre la superficie metálica y el medio de corrosión, aumentando así la tasa de corrosión. Los estudios han demostrado que en ambientes de alta temperatura, la velocidad de destrucción de la película de óxido en la superficie metálica aumenta, lo que resulta en una corrosión más grave.
En el caso del acero, cuando la temperatura aumenta de la temperatura ambiente a 60 ° c, la tasa de corrosión del acero aumenta significativamente. En este momento, la película de óxido en la superficie del acero será más fácil de destruir, exponiendo más superficie metálica y aumentando el área de contacto con el medio de corrosión. El exceso de temperatura también puede causar cambios en la celosía metálica, acelerando aún más el proceso de corrosión. Además, el aumento de la temperatura puede desencadenar cambios en el contenido de oxígeno disuelto en la solución, lo que también puede afectar la tasa de corrosión.
Sin embargo, la temperatura no aumenta infinitamente la tasa de corrosión. Después de superar una cierta temperatura, algunos metales pueden degradarse o producir capas nocivas de óxido, lo que puede formar una película protectora que inhibe la reacción a la corrosión. Por lo tanto, el efecto de la temperatura en la tasa de corrosión presenta características no lineales.
III. efectos de la humedad en la tasa de corrosión
La humedad se refiere al contenido de vapor de agua en el aire, generalmente expresado como porcentaje de humedad relativa. El impacto de la humedad en la corrosión es particularmente importante, especialmente en entornos que contienen agua, las reacciones de corrosión a menudo están estrechamente relacionadas con la presencia de agua. Cuando la humedad relativa es alta, el vapor de agua en el aire se condensa fácilmente en gotas de agua, que forman soluciones electroliticas, lo que proporciona las condiciones necesarias para la corrosión de los metales. Cuanto mayor sea la humedad, más gruesa será la película de agua en la superficie metálica y más rápida será la reacción de corrosión.
En ambientes de alta humedad, la superficie del metal es más propensa a formar soluciones electroliticas, que pueden promover el proceso de corrosión electroquímica. Por ejemplo, el acero es propenso a la corrosión por picadura en ambientes de alta humedad, es decir, la velocidad de corrosión local en la superficie metálica es mucho mayor que la tasa de corrosión general, lo que resulta en pozos en la superficie. La alta humedad no solo proporciona el medio necesario para la corrosión, sino que también mejora la reacción de corrosión electroquímica disolviendo oxígeno.
Sin embargo, el efecto de la humedad también depende del tipo de metal y otros factores en el entorno. Por ejemplo, algunos metales muestran una fuerte resistencia a la corrosión en un ambiente seco, mientras que en un ambiente húmedo son propensos a la corrosión. Por lo tanto, en los experimentos de corrosión, la sinergia entre la humedad y la temperatura debe considerarse al mismo tiempo para predecir con precisión la tasa de corrosión.
IV. sinergias entre temperatura y humedad
En aplicaciones prácticas, la temperatura y la humedad suelen existir simultáneamente y actúan conjuntamente en el proceso de corrosión. Los estudios han demostrado que la tasa de corrosión muestra un aumento exponencial bajo la doble acción de temperaturas y humedad más altas. Por ejemplo, en ambientes con una temperatura de 50 ° C y una humedad del 80%, la tasa de corrosión es varias veces mayor que a temperatura ambiente. Esta sinergia se debe principalmente a que la temperatura aumenta la velocidad de reacción química, mientras que la humedad aumenta la presencia de agua, proporcionando la solución electrolítica necesaria para la corrosión.
En condiciones ambientales, como en entornos de alta temperatura y alta humedad, el grado de daño de las probetas de corrosión estándar aumentará considerablemente. En este momento, la película de óxido en la superficie metálica puede no proteger eficazmente al metal de la corrosión, y la condensación de vapor de agua también puede agravar la velocidad de reacción entre el metal y el oxidante. Por lo tanto, en la ingeniería real, es de gran importancia comprender la sinergia de temperatura y humedad para formular medidas anticorrosivas.