corrosión por desgaste - ingeniería mecánica

corrosión por desgaste




Con este término se conoce al tipo de corrosión localizada que ocurre en el área de contacto entre dos materiales, pudiendo ser ambos metálicos o sólo uno de ellos y que están sujetos a una carga mecánica, a vibraciones y a deslizamientos. También se le conoce como "oxidación por fricción".

Como resultado de esta acción se forman picaduras y rayones en la superficie de los materiales, quedando así expuestos a severos ataques corrosivos. Este tipo de corrosión se observa comúnmente en partes de motores, componentes automotrices y partes atornilladas. Se le considera un caso especial de corrosión - erosión y ocurre en condiciones atmosféricas más que en condiciones acuosas.

La corrosión por desgaste tiene una acción deteriorante fuerte debido a la destrucción de componentes metálicos y a la rápida oxidación a que quedan expuestos, lo que puede llevar a una pérdida inesperada de ciertas partes colocadas a presión. Además, la corrosión por desgaste puede iniciar una fractura por fatiga, ya que un aflojamiento de las partes puede aumentar las deformaciones, haciendo que

las picaduras actúen como concentradores de esfuerzos. Existen algunos requisitos básicos para que ocurra una corrosión por desgaste, por ejemplo, que las áreas de contacto entre dos superficies estén bajo carga mecánica, que ocurra una vibración o movimiento repetido entre las dos superficies, que la
carga y el movimiento relativo sean lo suficientemente altos para producir deslizamiento y deformación de las superficies, etc. A su vez, se pueden aplicar varios métodos para reducir la corrosión por desgaste, entre ellos se manejan, la lubricación adecuada de las superficies con aceites y grasas de baja viscosidad y alta tenacidad para reducir la fricción entre las partes y excluir el oxígeno y el aumento de la dureza de los materiales en contacto, para hacerlos más resistentes a la fricción.


Causas 

Los requisitos básicos para que ocurra una corrosión-desgaste son: 
  • 1.Que la zona de contacto esté bajo carga mecánica 
  • 2.Que ocurra una vibración o movimiento relativo repetido entre las dos superficies 
  • 3.Que la carga y el movimiento relativo estén suficientemente altos para producir deslizamiento y deformación de las superficies. 
Se propusieron dos mecanismos para explicar el fenómeno de la corrosión-desgaste: “desgaste-oxidación y “oxidación-desgaste”. 

El mecanismo de “desgaste-oxidación” está basado en el concepto de soldadura en frío que puede ocurrir entre superficies cuando la carga es muy alta. Esta soldadura local se rompe en los puntos de contacto por un desplazamiento lateral y se arrancan pedacitos de metal, los cuales, debido a su pequeño tamaño y al calor producido por la ficción, se oxidan inmediatamente. El proceso se repite y resulta una pérdida de metal y acumulación de óxido. Supone entonces que el desgaste por fricción causa el daño y que la oxidación es un factor secundario. 

Mientras que el mecanismo de “oxidación-desgaste” se explica suponiendo que las superficies metálicas están protegidas contra la oxidación atmosférica. Si los metales se ponen en contacto uno contra otro bajo carga y movimiento relativo repetitivo, se rompe la capa de óxido en los puntos de contacto, arrancando el óxido. El metal expuesto a la atmósfera se oxida otra vez y el proceso se repite. En esta teoría, se supone que ocurre una oxidación acelerada por efecto de fricción.

La consecuencia de ambos mecanismos es la producción de óxidos sueltos y la destrucción de la superficie metálica. Se supone ahora que ambos mecanismos funcionan simultáneamente durante un proceso de corrosión-desgaste.

Ejemplos


En la figura 27 muestra una pieza que perdió material y que también es sometido a cargas cíclicas, lo que demuestra que sufrió corrosión-desgaste.


Formas de prevención. 

Es posible reducir o casi eliminar la corrosión-desgaste aplicando uno o más de los métodos de prevención: 
  • 1. Lubricar con aceites de baja viscosidad y alta tenacidad, reduciendo así la fricción entre las partes y excluyendo el oxígeno. 
  • 2. Aumentar la dureza de uno o ambos materiales en contacto, eligiendo la combinación adecuada de componentes. 
  • 3. Aumentar la fricción entre las partes aumentando la rugosidad de las superficies. 
  • 4. Utilizar empaques para absorber las vibraciones y excluir el oxígeno de la superficie. 
  • 5. Aumentar la carga para reducir el deslizamiento entre los elementos.

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