Tubos de acero al carbono frente a tubos de acero inoxidable en cuanto a resistencia a la corrosión

Tubos de acero al carbono
Los tubos de acero al carbono están hechos principalmente de hierro y normalmente contienen carbono entre 0,0218% y 2,11%. El hierro es un metal relativamente activo que reacciona fácilmente con el oxígeno en el aire húmedo, formando óxido. A medida que aumenta el contenido de carbono en los tubos de acero al carbono, en ácidos no oxidantes, el contenido de carbono provoca un aumento en la formación de cementita, que crea microbaterías con la matriz, acelerando la corrosión.

Tubos de acero inoxidable
Además de hierro y carbono, los tubos de acero inoxidable contienen una cierta cantidad de cromo (Cr). El contenido de cromo generalmente debe alcanzar al menos el 11%, y algunos tubos incorporan elementos de aleación como níquel (Ni) y molibdeno (Mo). El cromo es clave para mejorar la resistencia a la corrosión del acero inoxidable. Cuando la superficie del acero inoxidable entra en contacto con el oxígeno, el cromo reacciona con el oxígeno para formar una densa película protectora de óxido de cromo en la superficie del tubo. Esta película es estable y evita eficazmente que el oxígeno y el agua entren en contacto con la matriz de hierro interna, evitando así la corrosión. El níquel aumenta el contenido de austenita, mejorando la resistencia a la corrosión, mientras que el molibdeno mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas, particularmente en entornos con iones de cloruro.

Comparación de la resistencia a la corrosión: tuberías de acero al carbono frente a tuberías de acero inoxidable
1. En un entorno natural
En el entorno atmosférico, las tuberías de acero al carbono pueden reaccionar fácilmente con el oxígeno y el vapor de agua, lo que hace que aparezca óxido rápidamente en la superficie. Con el tiempo, el óxido se profundiza y comienza a desprenderse, lo que afecta tanto a la integridad estructural como a la apariencia de la tubería. Por ejemplo, una tubería de agua de acero al carbono para exteriores desarrollará óxido en uno o dos años.

Por otro lado, las tuberías de acero inoxidable exhiben una excelente estabilidad en condiciones atmosféricas, gracias a su densa película protectora de óxido de cromo. Generalmente no se oxidan durante largos períodos de uso y mantienen un aspecto metálico brillante. Las esculturas de acero inoxidable, por ejemplo, permanecen intactas a pesar de años de exposición a los elementos.

En entornos acuáticos, si se utilizan tuberías de acero al carbono para transportar agua corriente corriente, el oxígeno y las trazas de ácidos o álcalis presentes en el agua corroerán lentamente la pared interior de la tubería, lo que provocará adelgazamiento y fugas con el tiempo. Sin embargo, las tuberías de acero inoxidable son muy resistentes a la corrosión por agua. Pueden funcionar de forma estable tanto con agua corriente corriente como con agua industrial circulante ligeramente corrosiva durante períodos prolongados sin sufrir una corrosión significativa. Por ejemplo, algunos edificios de alta gama utilizan tuberías de acero inoxidable en sus sistemas de suministro de agua para garantizar la fiabilidad a largo plazo.

2. En circunstancias especiales
En entornos ácidos y alcalinos, las tuberías de acero al carbono tienen una resistencia a la corrosión muy baja. Sin embargo, las tuberías de acero inoxidable tienen una mejor tolerancia a las concentraciones generales de soluciones ácidas y alcalinas. Por ejemplo, las tuberías de acero inoxidable 304 permanecen estables en determinadas concentraciones de ácido nítrico. Si bien algunas tuberías de acero inoxidable pueden corroerse cuando se exponen a ácidos oxidantes fuertes o a altas concentraciones de ácidos y álcalis, su resistencia a la corrosión es muy superior a la de las tuberías de acero al carbono.

En entornos químicos, las tuberías de acero al carbono sufrirán una corrosión severa cuando se expongan a sustancias químicas que contengan medios corrosivos como iones de cloruro y iones de azufre. En entornos marinos, por ejemplo, los iones de cloruro en el agua de mar aceleran significativamente la corrosión del acero al carbono, acortando la vida útil de los equipos de acero al carbono. Sin embargo, las tuberías de acero inoxidable 316L, que contienen molibdeno agregado, ofrecen una fuerte resistencia a los iones de cloruro y se utilizan a menudo en ingeniería marina y equipos químicos para combatir los efectos de las sustancias corrosivas.

Factores que afectan la resistencia a la corrosión
- Tuberías de acero inoxidable
La resistencia a la corrosión de las tuberías de acero inoxidable está influenciada por varios factores. El contenido de elementos de aleación es crucial: un mayor contenido de cromo da como resultado una película protectora de óxido de cromo más estable, lo que mejora la resistencia a la corrosión.
El estado de la superficie también es crítico. Una superficie lisa e impecable minimiza la adhesión de medios corrosivos, lo que reduce el riesgo de corrosión. Por ejemplo, las tuberías de acero inoxidable pulidas ofrecen una mejor resistencia a la corrosión en comparación con las que tienen superficies estándar.
También se deben considerar los factores ambientales. En entornos con alta humedad, pH alto y una alta concentración de iones de cloruro, la tasa de corrosión de las tuberías de acero inoxidable aumentará. En entornos marinos, las tuberías de acero inoxidable normales pueden sufrir corrosión por picaduras, mientras que las tuberías de acero inoxidable con alto contenido de molibdeno son más resistentes.

- Tuberías de acero al carbono
El espesor de la capa galvanizada es un factor importante que afecta la resistencia a la corrosión de las tuberías de acero al carbono. Una capa galvanizada más gruesa proporciona una mejor protección para la matriz de hierro. El proceso de galvanización también juega un papel importante. La galvanización por inmersión en caliente crea una capa galvanizada densa y bien adherida, que ofrece una resistencia a la corrosión superior en comparación con la galvanización por inmersión en frío.
El tratamiento de la superficie es crucial. La limpieza y desoxidación adecuadas de la superficie de acero al carbono antes de la galvanización garantiza una adhesión más fuerte de la capa galvanizada, lo que mejora la resistencia a la corrosión. Un tratamiento inadecuado de la superficie puede provocar que la capa galvanizada se despegue, lo que conduce a una rápida corrosión de la tubería.