Fenómeno común de corrosión de recipientes a presión

Como es sabido, el esterilizador es un recipiente a presión cerrado, generalmente fabricado en acero inoxidable o acero al carbono. En China, existen alrededor de 2,3 millones de recipientes a presión en servicio, entre los cuales la corrosión del metal es particularmente frecuente, convirtiéndose en el principal obstáculo y modo de falla que afecta el funcionamiento estable a largo plazo de estos recipientes. Como recipiente a presión, la fabricación, el uso, el mantenimiento y la inspección del esterilizador son aspectos fundamentales. Debido a la complejidad del fenómeno y el mecanismo de corrosión, las formas y características de la corrosión del metal varían según los materiales, los factores ambientales y los estados de tensión. A continuación, analizaremos algunos fenómenos comunes de corrosión en recipientes a presión:

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1. La corrosión integral (también conocida como corrosión uniforme), que es un fenómeno causado por corrosión química o electroquímica, el medio corrosivo puede alcanzar todas las partes de la superficie del metal de manera uniforme, de modo que la composición y organización del metal son condiciones relativamente uniformes, toda la superficie del metal se corroe a una velocidad similar. Para los recipientes a presión de acero inoxidable, en un ambiente corrosivo con un valor de pH bajo, la película de pasivación puede perder su efecto protector debido a la disolución, y luego ocurre la corrosión integral. Ya sea una corrosión integral causada por corrosión química o electroquímica, la característica común es que es difícil formar una película de pasivación protectora en la superficie del material durante el proceso de corrosión, y los productos de corrosión pueden disolverse en el medio, o formar un óxido poroso suelto, lo que intensifica el proceso de corrosión. El daño de la corrosión integral no puede subestimarse: primero, conducirá a una reducción en el área de presión del elemento de apoyo del recipiente a presión, lo que puede causar fugas de perforación, o incluso ruptura o desguace debido a la resistencia insuficiente; En segundo lugar, en el proceso de corrosión electroquímica integral, a menudo se acompaña de una reacción de reducción de H+, lo que puede provocar que el material se llene de hidrógeno y, posteriormente, dar lugar a fragilización por hidrógeno y otros problemas. Esta es también la razón por la que es necesario deshidrogenar el equipo durante el mantenimiento de soldadura.
2. La corrosión por picaduras es un fenómeno de corrosión localizada que comienza en la superficie del metal y se expande internamente formando pequeñas cavidades. En un medio ambiental específico, tras un tiempo, pueden aparecer cavidades o picaduras individuales en la superficie del metal, las cuales se irán desarrollando progresivamente. Si bien la pérdida inicial de peso del metal puede ser mínima, debido a la rápida velocidad de la corrosión localizada, los equipos y las paredes de las tuberías suelen perforarse, lo que provoca accidentes repentinos. La inspección de la corrosión por picaduras resulta compleja debido a su pequeño tamaño y a que suele estar cubierta por productos de corrosión, lo que dificulta la medición y comparación cuantitativa del grado de corrosión. Por consiguiente, la corrosión por picaduras se considera una de las formas de corrosión más destructivas e insidiosas.
3. La corrosión intergranular es un fenómeno de corrosión localizada que se produce a lo largo o cerca del límite de grano, debido principalmente a la diferencia entre la superficie del grano y su composición química interna, así como a la presencia de impurezas en el límite de grano o tensiones internas. Si bien la corrosión intergranular puede no ser evidente a nivel macroscópico, una vez que se produce, la resistencia del material se pierde casi instantáneamente, lo que suele provocar la falla repentina del equipo sin previo aviso. Más grave aún, la corrosión intergranular se transforma fácilmente en agrietamiento por corrosión bajo tensión intergranular, que se convierte en la causa del agrietamiento por corrosión bajo tensión.
4. La corrosión por hendidura es el fenómeno de corrosión que se produce en el espacio estrecho (generalmente entre 0,02 y 0,1 mm de ancho) que se forma en la superficie metálica debido a cuerpos extraños o razones estructurales. Estos espacios deben ser lo suficientemente estrechos como para permitir el paso del fluido y su posterior estancamiento, creando así las condiciones propicias para la corrosión. En aplicaciones prácticas, las juntas de brida, las superficies de compactación de tuercas, las juntas solapadas, las soldaduras incompletas, las grietas, los poros superficiales, la escoria de soldadura no limpiada y depositada en la superficie metálica, las impurezas, etc., pueden constituir espacios que dan lugar a la corrosión por hendidura. Esta forma de corrosión localizada es común y altamente destructiva, y puede dañar la integridad de las conexiones mecánicas y la estanqueidad de los equipos, provocando fallos en los mismos e incluso accidentes destructivos. Por lo tanto, la prevención y el control de la corrosión por hendidura son de suma importancia, y se requiere un mantenimiento y una limpieza periódicos de los equipos.
5. La corrosión bajo tensión representa el 49% del total de tipos de corrosión en todos los contenedores, y se caracteriza por el efecto sinérgico de la tensión direccional y el medio corrosivo, lo que provoca agrietamiento frágil. Este tipo de grieta puede desarrollarse no solo a lo largo del límite de grano, sino también a través del grano mismo. Con el desarrollo profundo de las grietas hacia el interior del metal, se produce una disminución significativa de la resistencia de la estructura metálica, e incluso puede causar daños repentinos e inesperados en el equipo metálico. Por lo tanto, el agrietamiento inducido por corrosión bajo tensión (SCC) se caracteriza por su carácter repentino y altamente destructivo; una vez que se forma la grieta, su velocidad de propagación es muy rápida y no hay advertencias significativas antes de la falla, lo que constituye una forma muy perjudicial de falla del equipo.
6. El último fenómeno común de corrosión es la corrosión por fatiga, que se refiere al proceso de daño gradual a la superficie del material hasta la ruptura bajo la acción combinada de tensión alterna y medio corrosivo. El efecto combinado de la corrosión y la tensión alterna del material hace que el tiempo de inicio y los tiempos de ciclo de las grietas por fatiga se acorten notablemente, y la velocidad de propagación de la grieta aumenta, lo que resulta en una gran reducción del límite de fatiga de los materiales metálicos. Este fenómeno no solo acelera la falla prematura del elemento de presión del equipo, sino que también hace que la vida útil del recipiente a presión diseñado según los criterios de fatiga sea mucho menor de lo esperado. Durante el proceso de uso, para prevenir diversos fenómenos de corrosión como la corrosión por fatiga de los recipientes a presión de acero inoxidable, se deben tomar las siguientes medidas: cada 6 meses limpiar a fondo el interior del tanque de esterilización, el tanque de agua caliente y otros equipos; si la dureza del agua es alta y el equipo se usa más de 8 horas al día, limpiarlo cada 3 meses.


Fecha de publicación: 19 de noviembre de 2024