Observación y análisis de corrosión
Los materiales metálicos, que se utilizan en automóviles y otros productos, pueden corroerse drásticamente en áreas inesperadas y causar fracturas.
El análisis de las piezas corroídas es importante para determinar las causas y evitar que vuelvan a producirse, y los microscopios se utilizan para observar las formas de las piezas corroídas. Sin embargo, la observación con microscopios convencionales presenta varios problemas.
En esta sección se explica el procedimiento de prueba de corrosión y las formas y causas de la corrosión, a la vez que se presentan ejemplos de uso de un Microscopio Digital 4K para resolver problemas.
- Importancia y procedimiento de las pruebas de corrosión
- Formas, ejemplos y causas de la corrosión local
- Ejemplos reales de problemas resueltos en las pruebas de corrosión
- Un microscopio que cambia las pruebas de corrosión
Importancia y procedimiento de las pruebas de corrosión
La corrosión se refiere al fenómeno en el que los materiales metálicos y otros materiales sólidos se deterioran, se consumen o se dañan debido a reacciones químicas o electroquímicas con el medio ambiente circundante, lo que conduce a la pérdida de sus funciones originales. Existen varias formas de corrosión, como la corrosión intergranular, las picaduras, la corrosión por hendidura, la corrosión por contacto y el agrietamiento por corrosión bajo tensión (fisuración transgranular y fisuración en los límites de grano), todas las cuales difieren según el material y el entorno.
Para investigar las causas de la corrosión y evitar que vuelva a producirse, se realizan pruebas de corrosión en una amplia variedad de industrias. En particular, las pruebas de corrosión son importantes para productos, como los automóviles, que están compuestos de diversos materiales y cuya seguridad se requiere en diversos ambientes al aire libre.
En general, las pruebas de corrosión se realizan de acuerdo con el siguiente procedimiento.
Procedimiento de prueba de corrosión
- Observación del aspecto del área donde se ha producido la corrosión
- Compruebe el área donde se ha producido la corrosión, el color del elemento y el estado de las partes corroídas.
- Observación cortando o retirando las partes corroídas
- Recorte las partes corroídas. Si es difícil cortarlas, retire sólo las partes corroídas.
- Observación detallada de las partes corroídas y análisis elemental de las sustancias corroídas
- (1) Utilizando un microscopio, observe la superficie de las piezas corroídas en detalle para comprobar el estado de las mismas y sustancias corroídas. En algunos casos, las piezas corroídas se limpian para comprobar la existencia de picaduras y otras corrosiones en la superficie del sustrato.
(2) Analice los componentes de las sustancias corroídas (análisis de elementos) para confirmar la sustancia que favorece la corrosión. - Observación transversal de las piezas corroídas
- Si es necesario, procese las piezas corroídas en muestras transversales para comprobar el progreso de la corrosión. También se puede realizar un análisis de la composición (análisis de elementos) de una sección transversal.
Formas, ejemplos y causas de la corrosión local
Se dice que muchos problemas relacionados con la corrosión son causados por la corrosión local que se produce en lugares donde su ritmo de desarrollo es difícil de prever. Asimismo, los daños en el revestimiento protector de las superficies metálicas pueden causar corrosión local, lo que provoca daños locales.
Las formas y causas típicas de la corrosión local que pueden causar daños se describen a continuación.
Corrosión intergranular
- A. Corrosión intergranular
- B. Desprendimiento
- Fenómeno: Corrosión causada por impurezas e inclusiones en los límites de grano con bajo potencial de corrosión. También puede producirse un desprendimiento, en el que la corrosión intergranular provoca que los granos se desprendan.
- Ejemplos: Este fenómeno se produce en lugares en los que el acero inoxidable o las aleaciones de aluminio no han recibido un tratamiento térmico adecuado o suficiente. También se produce en zonas afectadas por el calor de la soldadura.
- Causas:
En el lado del material: Concentración reducida de cromo en el límite del grano, segregación de constituyentes traza en el límite del grano, depósitos en el límite del grano, etc.
Picaduras
- A. Picaduras
- B. Película de pasivación
- Fenómeno: Corrosión que se produce en lugares muy limitados de las superficies metálicas manteniendo un estado pasivo (películas de pasivación) que avanza en profundidad en un orificio de diámetro pequeño.
- Ejemplos: Una película de pasivación dañada localmente por iones de halógeno (como Cl-), que da como resultado una corrosión en forma de agujero. Esto se desencadena por la falta de uniformidad del metal, como las inclusiones no metálicas en una solución acuosa de cloruro del acero inoxidable y las aleaciones de aluminio.
- Causas:
En el lado del entorno: Iones de halógeno, oxígeno disuelto.
En el lado del material: inclusiones, defectos, etc.
Corrosión por hendidura
- A. Corrosión por hendidura
- B. Película de pasivación
- Fenómeno: Corrosión causada por la falta de oxígeno disuelto en las hendiduras, que daña las películas de pasivación en las superficies metálicas, provocando la fusión de los metales.
- Ejemplos: Este fenómeno se produce en las caras de las bridas de acero inoxidable, aluminio y titanio.
- Causas:
En el lado de la estructura/material: Estructura de hendidura, incrustaciones oxidadas, etc.
En el lado del entorno: iones de halógeno, oxígeno disuelto (la fase de crecimiento es la misma que la de las picaduras).
Corrosión por contacto (corrosión por contacto bimetálico y corrosión galvánica)
- A. Parte corroída
- B. Metal base
- C. Metal noble
- Fenómeno: Corrosión que se produce y favorece en los metales base debido al contacto entre metales que tienen diferentes potenciales de electrodo y a la existencia de una solución electrolítica en el punto de contacto.
- Ejemplos: El contacto entre el aluminio y el cobre corroe el aluminio, y el contacto entre el acero y el acero inoxidable corroe el acero.
- Causas:
En el lado del material: Contacto entre metales que tienen diferentes potenciales eléctricos.
Agrietamiento por corrosión bajo tensión
- Fenómeno: Corrosión causada por una tensión de tracción (tensión residual o tensión de carga externa), que daña localmente el revestimiento protector de la superficie. El progreso concentrado de la corrosión conducirá al agrietamiento.
- Tipos de formas de agrietamiento: Como la ruta por la que avanza la corrosión bajo tensión varía en función de la combinación de metal y el entorno, también hay diferencias en las formas de agrietamiento.
Una grieta transgranular avanza a través de los granos mientras que una grieta de límite de grano avanza a lo largo de los límites de grano. - Causas:
Grieta transgranular: Inclusiones, depósitos, revestimiento superficial, defectos de material, etc.
Grieta en el límite de grano: Límites de grano de oligoelementos, segregación, capas de cromo en el límite de grano, depósitos en el límite de grano, irregularidad en el límite de grano, etc.
Ejemplos reales de problemas resueltos en las pruebas de corrosión
Como las causas de la corrosión se pueden identificar sobre la base de las formas de corrosión, la observación de la apariencia y la observación detallada con microscopios son importantes para la prueba de corrosión.
Las piezas corroídas tienen formas tridimensionales, por lo que la observación de las mismas utilizando microscopios convencionales presenta varios problemas, por ejemplo, en el ajuste del enfoque y la extracción de las condiciones de iluminación. Además, a veces es difícil observar la corrosión intergranular o el agrietamiento por corrosión en detalle debido a la insuficiente resolución.
El Microscopio Digital 4K de ultra alta definición Serie VHX de KEYENCE utiliza una lente de alta resolución, un CMOS 4K y un sistema de observación especialmente diseñado. Estas y otras tecnologías incorporadas no sólo resuelven los problemas de los microscopios convencionales, sino que también permiten una observación y un análisis precisos y rápidos con una operación sencilla utilizando imágenes 4K de alta resolución.
En esta sección se presentan ejemplos de aplicación del Microscopio Digital 4K multifunción Serie VHX, centrándose en la resolución de problemas con microscopios convencionales en el análisis de piezas corroídas.
Observación de los límites de grano utilizando imágenes de alta precisión y alta resolución
Problemas convencionales con los microscopios
La insuficiente resolución en la observación con gran aumento impide observar con claridad los límites del grano y la corrosión intergranular que se produce en ellos.
Con el Microscopio Digital 4K Serie VHX
La lente de alta resolución y el CMOS 4K permiten la observación utilizando imágenes de alta resolución y alta definición 4K incluso en la observación con gran aumento de los límites de grano.
De este modo, es posible observar la corrosión intergranular, el desprendimiento y el agrietamiento por corrosión bajo tensión (fisuración transgranular y fisuración de los límites de grano) en detalle con imágenes nítidas.
Observación completamente enfocada de la totalidad de una pieza corroída en tres dimensiones
Problemas convencionales con los microscopios
Dado que las piezas corroídas son tridimensionales, sólo se puede enfocar una parte del objeto a la vez debido a las limitaciones de la profundidad de campo de los microscopios convencionales, lo que impide la observación mientras se sigue la imagen completa. Esto provoca problemas tales como que se produzcan resultados de evaluación diferentes entre los operadores y que se pasen por alto detalles.
Con el Microscopio Digital 4K Serie VHX
La lente de alta resolución que permite una gran profundidad de campo y una observación detallada, el CMOS 4K y la composición de profundidad en tiempo real permiten obtener instantáneamente una imagen 4K de alta definición, con todo el objeto completamente enfocado, mediante una operación sencilla.
No es necesario ajustar el enfoque para cada punto de observación, lo que permite una observación rápida desde cualquier ángulo.
Izquierda: normal/derecha: composición de profundidad (200x)
Izquierda: normal/derecha: composición en profundidad (150x)
Observación de patrones de corrosión sin ajustes de iluminación
Problemas convencionales con los microscopios
La observación de las piezas metálicas corroídas dificulta la extracción de las condiciones de iluminación y requiere un ajuste repetido de la iluminación antes de observar los patrones de corrosión. El resultado es que dicha observación requiere mucho tiempo y esfuerzo.
Con el Microscopio Digital 4K Serie VHX
Con sólo pulsar un botón, la función de iluminación múltiple permite obtener rápidamente múltiples imágenes con iluminación desde todas las direcciones. Con sólo seleccionar la imagen más adecuada para la observación, los usuarios pueden realizar la observación utilizando una imagen nítida.
Esta función elimina el tiempo y el esfuerzo que se dedicaba convencionalmente a la extracción de las condiciones de iluminación y permite una observación rápida con imágenes de alta definición bajo una iluminación óptima.
Además, los datos de otras imágenes de iluminación múltiple se guardan automáticamente incluso después de seleccionar la imagen de observación, por lo que la observación se puede realizar bajo diferentes condiciones de iluminación simplemente volviendo a seleccionar una imagen. Esta función puede eliminar el tiempo y el esfuerzo que se requerían convencionalmente para volver a colocar la muestra en la plataforma una vez más y reajustar la iluminación.
Un microscopio que cambia las pruebas de corrosión
Además de las funciones presentadas aquí, el Microscopio Digital 4K de alta definición Serie VHX está equipado con muchas más funciones útiles para los análisis y las pruebas.
Además de la observación de alta definición de las piezas corroídas, la Serie VHX permite realizar sin problemas la medición 2D y 3D de alta precisión en el orden submicrónico y la medición automática de áreas, lo cual resulta útil para la evaluación cuantitativa de los límites de grano.
Además, con la Serie VHX una sola unidad es todo lo que se necesita para completar la observación, la medición, el análisis y la generación de informes.
Para obtener más información sobre los productos o realizar consultas, haga clic en los siguientes botones.
