Estudio comparativo sobre la resistencia a la corrosión en aceros inoxidables utilizados en intercambiadores de calor

Abstract

El efecto de la corrosión es un fenómeno que causa muchas pérdidas económicas en las industrias a nivel mundial, ya que provoca la destrucción del material de los componentes de diferentes equipos. Los intercambiadores de calor son una muestra de ello, ya que estas máquinas son empleadas en las industrias para distintos procesos de calentamiento o enfriamiento, utilizando fluidos corrosivos. Por esta razón, es que sus componentes como tuberías, carcazas y baffles son fabricados de aceros inoxidables, por sus propiedades de resistencia corrosiva. Entre los aceros inoxidables más usados para la fabricación de estos componentes son: AISI 316L y AISI 304L, puesto que pertenecen a la clasificación de aceros inoxidables austeníticos y poseen una alta resistencia a la corrosión. Sin embargo, el costo de estos aceros inoxidables es muy elevado, y es por esta razón que en la actualidad la fabricación de los intercambiadores de calor es costoso. Esto ha llevado a que, en esta presente tesis se pretenda realizar un análisis comparativo de resistencia a la corrosión del acero inoxidables austenítico AISI 316L y ferrítico AISI 430, el cual tiene un menor costo. Todo esto, con el fin de determinar si este acero es capaz de permitir una buena resistencia corrosiva en los intercambiadores de calor de coraza y tubos. El método por el cual se realizarán las pruebas será mediante la técnica electroquímica de extrapolación de Tafel, el cual nos permitirá conocer la tasa de corrosión general del material. Adicionalmente, se realizará una prueba de polarización cíclica para analizar la corrosión por picadura de los materiales. Todas estas pruebas, serán realizadas en una solución de 3.5% y 3.0% de cloruro de sodio (NaCl), en un medio de temperatura ambiental de 25 ± 1°C. Por último, con los resultados obtenidos, se podrá comparar el rendimiento corrosivo del acero inoxidable ferrítico.

The effect of corrosion is a phenomenon that causes many economic losses in industries worldwide, since it causes the destruction of the material of the components of different equipment. Heat exchangers are an example of this, since these machines are used in industries for different heating or cooling processes, using corrosive fluids. For this reason, it is that its components such as pipes, shells and baffles are made of stainless steels, due to their corrosive resistance properties. Among the most used stainless steels for the manufacture of these components are: AISI 316L and AISI 304L, since they belong to the classification of austenitic stainless steels and have a high resistance corrosion. However, the cost of these stainless steels is very high, and it is for this reason that the manufacture of heat exchangers is currently expensive. This has led to the intention in this present thesis to carry out a comparative analysis of corrosion resistance of austenitic stainless steel AISI 316L and ferritic AISI 430, which has a lower cost. All this, in order to determine if this steel is capable of allowing good corrosion resistance in shell and tube heat exchangers. The method by which the tests will be carried out will be through the Tafel extrapolation electrochemical technique, which will allow us to know the general corrosion rate of the material. In addition, a cyclic polarization test will be performed to analyze the pitting corrosion of the materials. All these tests will be carried out in a solution of 3.5% and 3.0% of sodium chloride (NaCl), in a medium with an ambient temperature of 25 ± 1 ° C. Finally, with the results obtained, the corrosive performance of ferritic stainless steel can be compared.