Comprensión de la corrosión en maquinaria rotativa
Definición: ¿Qué es la corrosión?
Corrosión es el deterioro gradual de las superficies metálicas mediante reacciones electroquímicas o químicas con el entorno, lo que produce pérdida de material y rugosidad superficial., picaduras, y debilitamiento de los componentes mecánicos. En la maquinaria rotativa, la corrosión afecta a ejes, cojinetes, engranajes, carcasas y elementos estructurales, creando concentraciones de tensión que pueden iniciar fatiga grietas, superficies rugosas que aceleran tener puesto, y, en casos graves, provocando un fallo estructural directo por pérdida de material.
Aunque a menudo se considera un mecanismo de degradación lento y a largo plazo, la corrosión puede acelerar significativamente las fallas mecánicas y debe prevenirse mediante la selección adecuada de materiales, recubrimientos protectores, control ambiental y lubricantes con inhibidores de corrosión.
Tipos de corrosión en la maquinaria
1. Corrosión uniforme (general)
- Apariencia: Incluso un ataque superficial en toda el área expuesta
- Ejemplo: Oxidación de superficies de acero sin protección
- Tasa: Previsible, cuantificada como pérdida de material por año (milésimas de pulgada/año)
- Efecto: Reducción gradual del espesor de la pared, rugosidad superficial
- Menos peligroso: Progresión visible y predecible
2. Corrosión por picaduras
- Apariencia: Ataque localizado que crea pequeñas cavidades o hoyos
- Mecanismo: Descomposición de las películas protectoras en ubicaciones específicas
- Peligro: Las picaduras actúan como concentradores de tensión, iniciando grietas por fatiga.
- Común en: Aceros inoxidables y aluminio en ambientes clorados
- Detección: Inspección visual, ensayo de corrientes parásitas
3. Corrosión por hendidura
- Ubicación: En huecos, debajo de juntas, en conexiones roscadas
- Mecanismo: La solución estancada en la grieta se vuelve agresiva.
- Naturaleza oculta: A menudo no es visible sin desmontarlo.
- Común en: Bridas, bajo juntas tóricas, raíces de rosca
4. Corrosión galvánica
- Causa: Metales distintos en contacto eléctrico con el electrolito presente
- Ejemplo: Eje de acero en cojinete de bronce con contaminación por agua
- Efecto: El metal más anódico (activo) se corroe preferentemente.
- Prevención: Aísle los metales distintos, utilice materiales compatibles
5. Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC)
- Mecanismo: Tensión de tracción + ambiente corrosivo = propagación de grietas
- Peligro: Puede provocar fallos repentinos a tensiones muy inferiores al límite elástico.
- Combinaciones comunes: Acero inoxidable + cloruros; latón + amoníaco
- Prevención: Selección de materiales, alivio de tensiones, control ambiental
6. Corrosión por fricción
- Mecanismo: Micromovimiento + corrosión en uniones a presión o atornilladas
- Apariencia: Polvo de color marrón rojizo (óxido de hierro) o negro
- Efecto: Afloja los ajustes, crea daños en la superficie
- Común en: Interfaces cojinete-eje, ajustes por contracción que experimentan vibración
Efectos en los componentes de la maquinaria
Aspectos
- La corrosión por picaduras superficiales inicia el desprendimiento por fatiga.
- Los residuos de corrosión actúan como abrasivos.
- Contaminación del lubricante por productos de corrosión
- Vida útil del rodamiento drásticamente reducida (posible reducción de 50-90%)
Ejes
- Las picaduras de corrosión actúan como puntos de inicio de grietas por fatiga.
- Reduce el diámetro efectivo y la resistencia
- La rugosidad superficial afecta al funcionamiento de los rodamientos y sellos.
- El desgaste en los ajustes a presión afloja los componentes.
Engranajes
- La corrosión de la superficie dental acelera la fatiga por picaduras.
- Aumenta la rugosidad superficial y el ruido
- Las superficies corroídas presentan características de lubricación deficientes.
- La corrosión de la raíz del diente reduce la resistencia a la flexión.
Componentes estructurales
- Capacidad de carga reducida debido a la pérdida de sección
- Concentración de tensiones en las picaduras de corrosión
- Preocupaciones sobre la apariencia y la fiabilidad
- corrosión de los pernos de anclaje de la cimentación que causa flojedad
Métodos de detección
Inspección visual
- Busque óxido, decoloración y picaduras.
- Comprobar si hay productos de corrosión (depósitos blancos, verdes o rojos).
- Inspeccione los sujetadores para detectar óxido o deterioro.
- Compruebe si hay filtraciones en las juntas (indica corrosión por hendidura).
Análisis de vibraciones
- Las superficies rugosas por corrosión aumentan la vibración de alta frecuencia.
- Las picaduras crean marcas de impacto similares a los defectos mecánicos.
- Efectos secundarios: las grietas iniciadas por corrosión producen firmas características.
Pruebas no destructivas
- Pruebas ultrasónicas: Mide el espesor restante de la pared
- Corriente de Foucault: Detecta la corrosión superficial y las picaduras.
- Partícula magnética: Revela grietas iniciadas por corrosión
- Radiografía: Presenta corrosión interna en zonas inaccesibles.
Análisis de aceite
- Detección del contenido de agua (prueba de Karl Fischer)
- Contaminantes corrosivos (ácidos, sales)
- Partículas metálicas procedentes de la corrosión
- Prueba de pH para condiciones ácidas
Prevención y control
Selección de materiales
- Aleaciones resistentes a la corrosión: Acero inoxidable, bronce, aleaciones especiales para entornos hostiles
- Compatibilidad de materiales: Evite los pares galvánicos o utilice aislamiento.
- Selección de grado: Seleccione el material adecuado para el entorno corrosivo específico.
Recubrimientos protectores
- Pintar: Protección de barrera para acero estructural
- Enchapado: Cromo, níquel, zinc para superficies críticas
- Galvanizado: Recubrimiento de zinc para aplicaciones en exteriores/húmedas
- Recubrimientos especiales: Epoxi, cerámica, proyección térmica para condiciones extremas
Lubricación
- Lubricantes con inhibidores de óxido y corrosión
- Excluir la humedad y los contaminantes.
- Mantenga las superficies protegidas con una película de aceite.
- Cambios de aceite regulares para eliminar el agua y los ácidos
Control ambiental
- Sellado eficaz para evitar la humedad
- Deshumidificación para equipos cerrados
- Ventilación para evitar la condensación
- Recintos para equipos de exterior
- Controlar la temperatura para evitar ciclos de condensación.
Prácticas de diseño
- Evite las grietas donde puede ocultarse la corrosión.
- Proporcionar drenaje para la acumulación de humedad
- Diseño que permite el acceso para limpiar e inspeccionar
- Utilice ánodos de sacrificio en algunas aplicaciones
La corrosión, si bien es principalmente un proceso químico, tiene profundas consecuencias mecánicas en la maquinaria rotativa. Su papel en la iniciación de grietas por fatiga, la aceleración del desgaste y la creación de defectos superficiales hace que la prevención de la corrosión mediante la selección adecuada de materiales, medidas de protección y control ambiental sea esencial para la fiabilidad y seguridad a largo plazo de la maquinaria.
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