Corrosión - Erosión en Aleaciones de Aluminio Al

Corrosión - Erosión en Aleaciones de Aluminio Al-Mg (Serie 5xxx)
en Aguas del Río Paraná
García Solá, Emilio - Leiva Azuaga, Agripina - Niveyro, Guillermo
Departamento Físico - Química Facultad de Ingeniería de la UNNE
Av. Las Heras Nº 727 - (3500) Resistencia - Chaco - Argentina.
Tel./Fax: +54 (03722) 424065 / 420076 - E-Mail: egarciasola@ing.unne.edu.ar
ANTECEDENTES
El Río Paraná desde la desembocadura del Río Paraguay trae en su recorrido abundantes partículas en
suspensión. Estas partículas, en movimientos sucesivos, impactan sobre los materiales y/o estructuras que se
encuentran sumergidos, pudiendo producir corrosión-erosión del material expuesto a dicha acción.
El aluminio es un metal activo cuyo potencial normal es -1.67 voltios, y su alta resistencia a la corrosión es
debida a la capa de alúmina que se genera sobre la superficie al estar en contacto con medios acuosos o en
exposición a la atmósfera. La capa de alúmina se adhiere a la superficie impidiendo el contacto del metal con
el medio. Según el medio y condición de exposición, el espesor de la película varía entre 40 y 100Å
aproximadamente. Esta capa aísla al metal del medio corrosivo, lo pasiva y esto hace variar el potencial
normal mencionado anteriormente.
Las aleaciones de aluminio son utilizadas en gran amplitud en ambiente marino (ver bibliografías). Se
pretende realizar un estudio del comportamiento de las aleaciones de aluminio AA5083 y AA5383 cuyas
composiciones químicas están dadas en las TABLAS 1 y 2.
Tenemos dos tipos de aluminio: anodizado y sin anodizar. El aluminio anodizado es un material cuya
superficie ha tenido un tratamiento duro de un espesor medio de 60 µm para la capa anodizada que fue
realizada por la Fábrica de Artillería de la E. N. Bazán (FABA) de España. El Departamento está realizando
estudios sobre el comportamiento de las aleaciones en aguas del río Paraná y evaluando los efectos erosivos
que provocan las partículas en suspensión.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se pretende comparar el comportamiento de Al AA5083 y AA5383, por pérdida de peso e inspección ocular
en probetas expuestas directamente a la corriente, con probetas protegidas colocadas dentro de un tubo de
PVC de longitud. l = 30 cm, diámetro a = 10 cm como se puede observar en la (Fig. 1 gráfico).
Las dimensiones de las probetas sin protección son 300x100x10 (Fig.2) y las protegidas, 100x150x 10 (Fig.3
y gráfico).
Las probetas sin anodizar se prepararon convenientemente para dejar las superficies en condiciones de
ensayos. Para el montaje de las probetas fueron utilizados aisladores de porcelana para evitar el contacto del
aluminio con el bastidor móvil.
TABLA 1. Composición Nominal (% en peso) de la aleación AA5083
Mg
4,0 - 4,9
Mn
0,4 - 0,1
Si
0,4 - 0,7
Fe
0,4
Ti
0,15
Cu
0,1
Cr
< 0,25
Al
Resto
TABLA 2 Composición Nominal (% en peso) de la aleación AA 5383
Mg
4,59
Mn
0,78
Si
0,09
Fe
0,05
Ti
0,02
Cu
0,05
Cr
0,12
Al
Resto
Gráfico
10 cm = b
l = 30 cm
10 cm
10 cm = b
a = 10 cm
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Hemos rescatado cuatro probetas: dos sin protección, (donde una probeta fue retirada a los 6 meses de
exposición) y dos probetas protegidas con el tubo de PVC.
La probeta que se retiró del rack a los 6 meses, presentaba una superficie no muy limpia. Haciendo un
examen visual y con lupa se vieron adherencia generalizada de fouling, retirado el mismo, se observaron
picaduras de profundidad variable.
A estas probetas se le ha hecho el decapado en el laboratorio para eliminar las zonas corroída, con ácido
nítrico 5 %, sumergidas durante 3 minutos, luego se realizó el lavado con abundante agua.
CUADRO Nº 1 Contiene los valores de los pesos, áreas, la variación de pesos de las probetas en los
distintos niveles
PROBETAS
1 AA5083
2 AA5083
3 AA5383
4 AA5383
tubo 1 AA5383
tubo 2 AA5083
tubo 3 AA5083
tubo 4 AA5083
Peso P1
(gr)
1002,55
997,43
1033,48
1029,52
341,63
351,56
349,12
339,34
Peso P2
(gr)
992,12
x
x
1025,18
338,87
350,87
x
x
P1 - P2
(gr.)
10,43
X
X
4,34
2,76
0,69
Areas (cm2)
697,66
684,11
714,99
704,66
253,13
261,42
260,40
254,26
P1 - P2 /Areas
(gr/cm2)
0,0149
x
x
0,00615
0,0109
0.0026
x
x
P1-P2/Areas
(gr/cm2/mes)
6.2x10-4
x
x
1,025x10-3
4,54x10-4
1.08x10-4
x
x
CUADRO Nº 2 Contiene los valores de la variaciones de pesos en %
PROBETAS
1 AA5083
2 AA5083
3 AA5383
4 AA5383
tubo 1 AA5383
tubo 2 AA5083
tubo 3 AA5083
tubo 4 AA5083
Peso P1
(gr)
1002,55
997,43
1033,48
1029,52
341,63
351,56
349,12
339,34
Peso P2
(gr)
992,12
x
x
1025,18
338,87
350,87
x
x
P1 - P2
(gr.)
10,43
x
x
4,34
2,76
0,69
x
x
Areas (cm2)
697,66
684,11
714,99
704,66
253,13
261,42
260,40
254,26
% perdidas de
pesos
1,04
x
x
0,43
0,808
0,196
x
x
% perdidas de
pesos/mes
4,33x10-2
x
x
7,17x10-2
0,034
8,17x10-3
x
x
CONCLUSIONES
1. Se ha observado que la ubicación de las probetas (distintas profundidades) no influyó en la variación de
pesos de las aleaciones.
2. Las probetas protegidas con tubos de PVC posee menor perdidas de pesos por mes que las no protegidas
para AA5383
3. Con examen visual se vio que las no protegidas presentan zonas de mayor erosión que las probetas
protegidas para AA5383
4. En la aleación AA5083 anodizado en 6 meses perdió la coloración oscura, también en mes de exposición
perdió el 1,04% del peso total. En AA5083 protegidas perdió en un mes 0,20% del peso total.
5. No se pudo dar confirmación del comportamiento de la aleación (cuadro Nº1 y 2) de las celdas x por
haberse perdido las probetas colocadas en el rack, por causas que se desconocen.
FIG. 1
FIG.2
FIG.3
BIBLIOGRAFÍA
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CORROSION Y PROTECCION FRITZ TÖDT
ENSAYOS DE CORROSION F.A. CHAMPION
TESIS DE LICENCIATURA MANUEL BETHENCOURT UCA
TESIS DE LICENCIATURA MIGUEL ANGEL RODRIGUEZ UCA
CONGRESO IBEROAMERICANO DE CORROSION Y PROTECCION 1992
CALIDAD DE LAS AGUAS DEL RIO PARANA AGR. A. BONETO
ESTUDIOS DE CORROSION EROSION EN AGUAS DEL RIO PARANA COMUNICACIONES
CIENTIFICA Y TECNOLOGICAS 1997
BASIC CORROSION TECHNOLOGY FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS EINAR MATTSSON
PROGRAMA LATINOAMERICANO DE LUCHA CONTRA LA CORROSION OEA CIDEPINT
1989
AGRADECIMIENTO
• Al Licenciado Manuel Bethencourt Nuñez de la Universidad de Cádiz por proveer las probetas.
• A la Prefectura naval Argentina (Barranqueras).