CORROSIÓN - FATIGA
Para entender el mecanismo de función, se debe iniciar por el análisis de la fatiga. La fatiga se presenta cuando los materiales están sometidos a cargas cíclicas que pueden ser variables o constantes por largos periodos de tiempo, y que conllevan a la falla del material, esto es conocido como daño por fatiga.
Cuando se produce fatiga en un metal o aleación y este a su vez está expuesto a un ambiente corrosivo se genera la llamada corrosión fatiga. Los procesos de fatiga se caracterizan por la aparición de grietas superficiales que generan exposición directa del material a los ambientes corrosivos.
Las grietas se presentan paralelas entre si y perpendiculares a la línea axial del esfuerzo, cuando se presentan esfuerzos de torsión, estas grietas aparecen en preferencia con ángulos de 45° a la línea axial del esfuerzo.
Por ejemplo, un material pasivado o con recubrimiento superficial es sometido a esfuerzos cíclicos que causan agrietamiento superficial de la capa pasiva, generando exposición directa del material activo al ambiente corrosivo.
Evaluación
El análisis directo de esta forma de corrosión se realiza por pruebas de ensayos no destructivos o mediante diferentes tipos de microscopia que evidencien la formación de grietas y la penetración de las mismas.
Existe un método que evita la manipulación de la pieza o cuando es imposible el acceso a ella, se realiza mediante las curvas S-N donde se relaciona el esfuerzo aplicado vs la cantidad de ciclos necesarios para causar la fractura, y esto se le conoce como el límite de resistencia, en la gráfica 9.1 se observa la curva S-N para una aleación de aluminio donde se evidencia el cambio significativo del esfuerzo necesario para causar la falla cuando el material está expuesto en un ambiente corrosivo como agua de un grifo en comparación a cuando el material es trabajado aireado.
Normalmente las pruebas para la determinación de la curva son realizadas en condiciones aireadas sin ambientes específicos, por lo cual se es necesario para la determinación de las gráficas, realizar el análisis en laboratorio para las condiciones específicas en las que trabajara la pieza y de esta forma tener un factor de seguridad que nos garantice la vida útil de la pieza.
Gráfica 9.1 Fatiga y corrosión fatiga para una aleación de aluminio.
Prevención
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Protección catódica, siempre y cuando los defectos iniciales sean pequeños.
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Reducción de los niveles de tensión, por procesos térmicos después de un proceso de mecanizado o un proceso de soldadura.
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Uso de recubrimientos donde se evidencie altos niveles de daño por fatiga.
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La correcta selección de materiales con adecuado diseño.
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El control del medio ambiente, por ejemplo, la variación de la aireación o el uso de inhibidores.