corrosión bajo tensión - ingeniería mecánica

corrosión bajo tensión

La rotura por corrosión por esfuerzo o bajo tensión (stress-corrosion craking SCC) de metales se refiere a la rotura originada por la combinación de efectos de tensiones intensas y corrosión especifica que actúa en el entorno del metal. Durante la SCC el ataque que recibe la superficie del metal es generalmente muy pequeño mientras que las grietas aparecen claramente localizada y se propagan a lo largo de la sección del metal.

en la zona de fractura no se pueda apreciar corrosión superficial. La SCC sólo puede tener lugar cuando se cumplan estas tres condiciones:

• El material debe tener una determinada composición.
• La superficie del componente debe estar bajo tensión (ya sea por trabajo externo de la pieza o tensiones internas).
• El material debe estar sometido a un tipo determinado de ataque

Los esfuerzos residuales que dan lugar a la SCC pueden ser resultado, por ejemplo, de esfuerzos térmicos introducidos por tasas desiguales de enfriamiento, de un diseño mecánico defectuoso para esfuerzos, de transformaciones de fase durante el tratamiento térmico durante el trabajo en frío, o durante la soldadura.

Sólo ciertas combinaciones de aleaciones y ambientes son susceptibles de la SCC. La tabla recoge algunos sistemas de aleación-ambientes en los cuales tiene lugar la SCC. No parece haber un modelo general para los ambientes en los que se produce la SCC en las aleaciones. Por ejemplo, los aceros inoxidables quiebran en atmósferas de cloro, pero no en las que contienen amoniaco. Por el contrario, los latones (aleación Cu-Zn) quiebran en atmósferas que tienen cloro. Nuevas combinaciones de aleaciones y ambientes que originan la SCC están siendo descubiertas continuamente.

La corrosión bajo tensiones ocurre en algunos materiales metálicos bajo la influencia combinada de un entorno corrosivo y un esfuerzo de tensión (cargas externamente aplicadas o tensiones internas). Se trata de un mecanismo progresivo que termina provocando una fractura en el material metálico y que resulta en la característica aparición de fisuras muy ramificadas. 

Es apropiado aquí hacer mención a la sinergia, es decir a la necesidad de que confluyan dos o más factores para producir determinado resultado. Por un lado, participan factores asociados a la situación de cargas mecánicas a las que se encuentra sometida la pieza, como así también asociados a la composición química del medio que lo rodea. Ninguno de estos factores presente de manera individual, o incluso alternada, sería capaz de producir el mismo efecto. 

Las tensiones requeridas pueden ser el resultado de las cargas o esfuerzos a los que es sometido el material como resultado de la función que cumple (por ejemplo los tensores de un puente colgante que soportan su peso). También pueden tener su origen en tensiones residuales, que han permanecido en el material producto del proceso durante el cual se le da la forma final, o bien durante el montaje. Un tratamiento térmico adecuado puede reducir o aliviar parcialmente las tensiones residuales. Si las tensiones son cíclicas, el proceso suele denominarse corrosión-fatiga.

La mayoría de las veces, una falla debida a corrosión bajo tensiones es imprevisible y puede aparecer tras pocas horas o luego de meses o años de servicios satisfactorios. Se encuentra, frecuentemente, en ausencia de cualquier otro tipo de ataque corrosivo. Prácticamente todas las aleaciones pueden sufrir este tipo de ataque si se combinan un medio ambiente específico y con un conjunto de condiciones externas. Dos ejemplos de materiales que típicamente están sujetos a corrosión bajo tensión (si se dan las condiciones necesarias) son el acero inoxidable en medios que contengan iones cloruro y los latones en contacto con medios ricos en amoníaco.