Evaluación del comportamiento ante ataque corrosivo de los aceros inoxidables del tipo T91 y T22 mediante técnicas electroquímicas de corriente directa
La corrosión en tuberías de caldera tiene múltiples impactos que comprometen la integridad estructural, aumentando el riesgo de fallas por corrosión; afecta el rendimiento del sistema al reducir la transferencia de calor y aumentar los costos operativos; conlleva altos costos de mantenimiento y repa...
- Autores:
-
Martinez Valles, Jair
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
- 370 - Educación
Corrosión y anticorrosivos
Acero inoxidable - Corrosión
Electroquímica industrial
Curvas Tafel
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La corrosión en tuberías de caldera tiene múltiples impactos que comprometen la integridad estructural, aumentando el riesgo de fallas por corrosión; afecta el rendimiento del sistema al reducir la transferencia de calor y aumentar los costos operativos; conlleva altos costos de mantenimiento y reparación si no se trata desde el principio; Pone en riesgo la seguridad operativa al afectar la calidad del agua y la aplicación de agentes químicos, lo que podría resultar en daños materiales. La investigación en corrosión y protección ha sido crucial para las economías mundiales, garantizando la operación segura y confiable de la industria de procesos, incluso frente a productos químicos altamente corrosivos. A pesar de los desafíos que presentan estos químicos, la investigación ha permitido mantener la actividad industrial de manera segura. Sin embargo, las estadísticas sobre fallas catastróficas en varios complejos industriales resaltan la importancia de garantizar la calidad de la operación. Por lo tanto, las investigaciones destinadas al estudio y comprensión de la corrosión son consideradas de gran interés general. La industria generadora de energía eléctrica enfrenta un importante desafío debido al deterioro por corrosión de materiales como los aceros inoxidables T22 (21⁄4Cr – 1Mo) y T91 (9Cr-1Mo modificado), utilizados en componentes como tuberías, calentadores y sobrecalentadores de equipos generadores de vapor. Aunque se han realizado investigaciones sobre el comportamiento de estos materiales en contacto con gases de combustión (lado fuego), aún falta profundizar en los problemas de corrosión en el interior de las tuberías (lado agua). Durante el desarrollo de la presente investigación se evaluará el comportamiento de los aceros inoxidables tipo T22 y T91 frente a la corrosión causada por agua destilada durante períodos de 0, 24,48, 72 y 96 horas, utilizando técnicas electroquímicas como curvas de polarización (CP) y resistencia a la polarización lineal (RPL). |
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[1] ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS NAVALES, «ETSIN,» [En línea]. Available: https://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPO SITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%C3%B3n.pdf. [2] JOIBARRA, «Tecnología de los Materiales Metálicos,» [En línea]. Available: https://joibarra.yolasite.com/resources/Corrosi%C3%B3n.pdf. [3] SialexRing, «¿Que es la corrosión?,» 2013. [En línea]. Available: https://www.sialexring.com/pdfs/what_is_corrosion_ES_022017.pdf. [4] MAPFRE, «Mundial MAPFRE,» 18 Enero 2024. [En línea]. Available: https://www.motor.mapfre.es/consejos-practicos/consejos-de-mantenimiento/anodo-y- catodo/. [5] C. Vazquez, Evaluación de la corrosión en caliente generada por productos de combustión, utilizando métodos electroquímicos, Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander. [6] P. A. Bahamondes, Aguas de alimentación de calderas, Santiago, Chile: ACHS, 2018. [7] Portal Electromecánico, «Calderas Acuotubulares,» [En línea]. Available: https://portalelectromecanico.com/CURSOS/MaquinasMecanicas/calderas_acuotubulares.h tml. [8] A. L. C. Cambal, Diseño de un sistema para el tratamiento del agua de alimentación de caldera para prevenir en la planta de lacteos de Tunshi, Riobamba: Escuela Superior Politecnica de Chimborazo, 2013. [9] LENNTECH, «WATER TREATMENT SOLUTIONS,» 2024. [En línea]. Available: https://www.lenntech.es/aplicaciones/proceso/caldera/caustic-corrosion-in-boilers.htm. [10] ASOCIACION DE INGENIEROS QUIMICOS DEL URUGUAY, INGENIERIA QUIMICA, Montevideo, Uruguay: AIQU, 2014. [11] Purnawan, «Dreamstime,» 10 octubre 2022. [En línea]. Available: https://es.dreamstime.com/tuber%C3%ADas-corrosivas-tapones-de-contenido- s%C3%ADlice-y-fontaner%C3%ADa-image262968099. [12] ScaleBuster, «Corrosión de tuberías,» 14 julio 2023. [En línea]. Available: https://www.scalebuster.es/descalcificador/corrosion-de-tuberias/. [13] METROHM, «Corrosión parte 3: Medida a la resistencia a la polarización lineal RPL,» 25 julio 2023. [En línea]. Available: https://www.metrohm.com/es_es/applications/application-notes/autolab-applikationen- anautolab/an-cor-003.html. [14] J. G. M. Duque, Evaluacion de la corrosión del aluminio comercial, mediante resistencia a la polarización lineal y curvas TAFEL, en contacto con una mezcla etanol- gasolina al 20%, Pereira, Risaralda: Universidad Tecnológica de Pereira, 2017. |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessTristancho Reyes, José LuisPedraza Basulto, Gabriela KarinaMartinez Valles, Jair2024-11-08T14:46:13Z2024-11-08T14:46:13Z2024https://hdl.handle.net/11059/15421Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeLa corrosión en tuberías de caldera tiene múltiples impactos que comprometen la integridad estructural, aumentando el riesgo de fallas por corrosión; afecta el rendimiento del sistema al reducir la transferencia de calor y aumentar los costos operativos; conlleva altos costos de mantenimiento y reparación si no se trata desde el principio; Pone en riesgo la seguridad operativa al afectar la calidad del agua y la aplicación de agentes químicos, lo que podría resultar en daños materiales. La investigación en corrosión y protección ha sido crucial para las economías mundiales, garantizando la operación segura y confiable de la industria de procesos, incluso frente a productos químicos altamente corrosivos. A pesar de los desafíos que presentan estos químicos, la investigación ha permitido mantener la actividad industrial de manera segura. Sin embargo, las estadísticas sobre fallas catastróficas en varios complejos industriales resaltan la importancia de garantizar la calidad de la operación. Por lo tanto, las investigaciones destinadas al estudio y comprensión de la corrosión son consideradas de gran interés general. La industria generadora de energía eléctrica enfrenta un importante desafío debido al deterioro por corrosión de materiales como los aceros inoxidables T22 (21⁄4Cr – 1Mo) y T91 (9Cr-1Mo modificado), utilizados en componentes como tuberías, calentadores y sobrecalentadores de equipos generadores de vapor. Aunque se han realizado investigaciones sobre el comportamiento de estos materiales en contacto con gases de combustión (lado fuego), aún falta profundizar en los problemas de corrosión en el interior de las tuberías (lado agua). Durante el desarrollo de la presente investigación se evaluará el comportamiento de los aceros inoxidables tipo T22 y T91 frente a la corrosión causada por agua destilada durante períodos de 0, 24,48, 72 y 96 horas, utilizando técnicas electroquímicas como curvas de polarización (CP) y resistencia a la polarización lineal (RPL).1 Tabla de contenido 1. Capítulo I: Estado del arte ......................................................................................................... 1 1.1 Problemática. .................................................................................................................... 1 1.2 Objetivos. .......................................................................................................................... 2 1.2.1 Objetivo general. .......................................................................................................... 2 1.2.2 Objetivos específicos. ................................................................................................... 2 2 Capítulo II: Marco referencial. .................................................................................................. 3 2.1 Antecedentes históricos. ................................................................................................... 3 2.2 Marco teórico. ................................................................................................................... 4 2.2.1 Corrosión. ..................................................................................................................... 4 2.2.2 Ánodos y cátodos.......................................................................................................... 4 2.2.3 Proceso electroquímico. ................................................................................................ 5 2.2.4 Acero 21⁄4Cr-1Mo (T22). .............................................................................................. 6 2.2.5 Acero 9Cr-1Mo modificado (T91). .............................................................................. 7 2.2.6 Caldera con tubos múltiples de agua (acuotubular). ..................................................... 8 2.2.7 Aguas de alimentación de caldera. ............................................................................... 9 2.2.8 Efectos impurezas generales. ........................................................................................ 9 2.2.9 Fragilización o corrosión cáustica. ............................................................................. 10 2.2.10 Embancamiento. ..................................................................................................... 12 2.2.11 Incrustaciones. ........................................................................................................ 12 2.2.12 Clasificación de los inhibidores .............................................................................. 13 2.2.13 Polarización catódica. ............................................................................................. 14 2.2.14 Despolarización anódica/catódica. ......................................................................... 14 2.2.15 Influencia de la calidad del agua. ........................................................................... 15 2.2.16 Método Resistencia a la polarización lineal (RPL). ............................................... 15 2.2.17 Clasificación de concentración de sólidos. ............................................................. 17 3 3. Capítulo III: Metodología de investigación. ....................................................................... 18 3.1 Revisión bibliográfica..................................................................................................... 18 3.2 Preparación celda electroquímica. .................................................................................. 19 3.2.1 Electrodo de trabajo. ................................................................................................... 22 3.2.2 Electrodo de referencia. .............................................................................................. 23 3.2.3 Contraelectrodo .......................................................................................................... 24 3.2.4 Medio electrolítico. ..................................................................................................... 24 3.3 Selección, Adquisición y Caracterización de Materiales. .............................................. 25 3.4 Parámetros de electroquímica ......................................................................................... 27 3.5 Análisis de resultados ..................................................................................................... 27 3.6 Presentación del informe final ........................................................................................ 27 4 Capítulo IV: Análisis de resultados. ........................................................................................ 28 4.1 Obtención de resultados. ................................................................................................. 28 4.2 Análisis de los resultados ............................................................................................... 40 5 Conclusiones. .......................................................................................................................... 41 6 Bibliografía .............................................................................................................................. 42PregradoIngeniero(a) Mecánico(a)50 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaPereira370 - EducaciónCorrosión y anticorrosivosAcero inoxidable - CorrosiónElectroquímica industrialCurvas TafelResistencia a la polarización linealCorrosión CáusticaCorrosión galvánicaEvaluación del comportamiento ante ataque corrosivo de los aceros inoxidables del tipo T91 y T22 mediante técnicas electroquímicas de corriente directaTrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis[1] ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS NAVALES, «ETSIN,» [En línea]. Available: https://www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%20Navales/Servicio%20de%20Publicaciones/REPO SITORIO%20DE%20DOCUMENTOS/CUARTO%20CURSO/32-Corrosi%C3%B3n.pdf.[2] JOIBARRA, «Tecnología de los Materiales Metálicos,» [En línea]. Available: https://joibarra.yolasite.com/resources/Corrosi%C3%B3n.pdf.[3] SialexRing, «¿Que es la corrosión?,» 2013. [En línea]. Available: https://www.sialexring.com/pdfs/what_is_corrosion_ES_022017.pdf.[4] MAPFRE, «Mundial MAPFRE,» 18 Enero 2024. [En línea]. Available: https://www.motor.mapfre.es/consejos-practicos/consejos-de-mantenimiento/anodo-y- catodo/.[5] C. Vazquez, Evaluación de la corrosión en caliente generada por productos de combustión, utilizando métodos electroquímicos, Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander.[6] P. A. Bahamondes, Aguas de alimentación de calderas, Santiago, Chile: ACHS, 2018.[7] Portal Electromecánico, «Calderas Acuotubulares,» [En línea]. 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Duque, Evaluacion de la corrosión del aluminio comercial, mediante resistencia a la polarización lineal y curvas TAFEL, en contacto con una mezcla etanol- gasolina al 20%, Pereira, Risaralda: Universidad Tecnológica de Pereira, 2017.PublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-815543https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/72f544b1-69c3-4b5a-8c1f-8bfced02c1db/download73a5432e0b76442b22b026844140d683MD51ORIGINALTRABAJO DE GRADO JAIR MARTINEZ VALLES.pdfTRABAJO DE GRADO JAIR MARTINEZ VALLES.pdfapplication/pdf3451671https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/027d3e36-34f8-4c52-ba0f-78d89d12e25a/download2d6413e239e7d4962fa0e3dbb7add94dMD52THUMBNAILImagen6.pngimage/png77433https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/edc08b2d-96d9-4f75-96ae-478ff81b77f1/downloadf9c528e66c94b40bda9615ebee13523aMD53TRABAJO DE GRADO JAIR MARTINEZ VALLES.pdf.jpgTRABAJO DE GRADO JAIR MARTINEZ VALLES.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6947https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/5c42aa57-283f-44cc-8341-fb9b6ada7512/downloadd97a64cbfd3296e98a580cdbacbd98ddMD55TEXTTRABAJO DE GRADO JAIR MARTINEZ VALLES.pdf.txtTRABAJO DE GRADO JAIR MARTINEZ VALLES.pdf.txtExtracted texttext/plain58268https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/422f3a8c-4698-484e-b78f-07e0721054da/download139f882c5f97407413580e1822d5c486MD5411059/15421oai:repositorio.utp.edu.co:11059/154212024-11-09 04:01:38.617https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónopen.accesshttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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