Para construir bajo el agua, se puede usar acero inoxidable, que contiene elementos de aleación como el cromo y el níquel, que mejoran el comportamiento frente al agente marino. Una lámina de 652 cm2 de una aleación metálica, de densidad 4.6 g/cm3, se encuentra sumergida en agua de mar. Debido a la corrosión, ha experimentado una pérdida de masa de 592 g. Suponiendo una velocidad de corrosión generalizada de 0.3 mm/año, calcular el tiempo de servicio en años de la lámina. Tenga en cuenta las siguientes ecuaciones: Espesor de corrosión: e = W/s*p y Tiempo de servicio = e/V (donde W es el peso, s es el area de la lamina, p es la densidad y V es la velocidad de corrosion generalizada.
Respuestas
La gran mayoría de compuestos de acero inoxidable consisten en aleaciones de acero con otros elementos químicos que ayudaran a aumentar la resistencia, como es el caso del cromo, que le proporciona la cualidad de inoxidable, pero también el uso de níquel contribuye a hacerlo resistente a la corrosión, considerándose entonces un material idóneo para la construcción de estructuras que persistan en el tiempo, aún cuando están sometidos condiciones físicas extremas.
Sin embargo, y pese a sus características de inoxidable, el acero a largo plazo corre el riesgo de ser corroído, de acuerdo al entorno ambiental en el que se encuentre. Es así como vemos los tipos de corrosión o desgaste que puede sufrir este material: corrosión galvánica, corrosión por picadura, corrosión intergranular, corrosión por contacto, y corrosión por tensión.
Como en el proceso de fabricación, los elementos de aleación se agregan al acero durante la fundición, la resistencia será global, y su capacidad de corroerse también.
En el planteamiento del problema se propone el cálculo del tiempo de servicio de una determinada aleación de acero inoxidable, que no es más que la vida útil del material.
Datos:
Area de la lámina = s = 652 cm²
Densidad aleación = p = 4,6 gr/cm³
Pérdida de masa por corrosión = 592 gr
Velocidad corrosión = V = 0,3 mm/año =
Ecuaciones:
Espesor de corrosión = e = w/s x p
Tiempo de servicio = e/V
En primer lugar calculamos el espesor de corrosión (e):
e = w/s x p
e = 592 gr / 652 cm² x 4,6 gr/cm³
e = 0,1974 cm = 1,974 mm
Para la “vida útil” o tiempo de servicio:
Tiempo de servicio = e/V
Tiempo de servicio = 1,974 mm/ 0,3 mm/año
Tiempo de servicio = 6,58 años ≈ 6 y años y medio
El tiempo de servicio de la lámina de acero inoxidable usada para construcción bajo el mar es de alrededor de 6 años y medio.