Maestría en Ingeniería Metalúrgica
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Browsing Maestría en Ingeniería Metalúrgica by browse.metadata.advisor "Vasquez Quintero, Custodio"
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Item Comportamiento electroquimico y corrosion en emulsiones kerosene en agua de alta relacion de fase interna en el acero aisi 1020(Universidad Industrial de Santander, 2004) Castillo Rodriguez, Hector; Vasquez Quintero, Custodio; Retamoso Rodriguez, ClementeLa construcción de los diagramas ternarios de fase para el sistema Agua/Kerosene/Dodecyl/Butanol permitió caracterizar los sistemas emulsionados (O/W) de alta relación de fase interna, adicionalmente se pudo analizar la influencia de NaCl en las en las diferentes zonas del diagrama y seleccionar los sistemas emulsionados tipo (O/W) que fueran razonablemente estables para la realización de los ensayos electroquímicos de corrosión. Para la caracterización electroquímica de corrosividad de los sistemas emulsionados (O/W) se utilizó el electrodo de cilindro rotatorio (RCE) con velocidades rotacionales de 0, 800 y 1500 r.p.m y se utilizaron concentraciones de NaCl en la fase acuosa de 0%, 0.2%, 0.5% y 1% en peso. Todas emulsiones estudiadas fueron saturadas con un atmósfera fuertemente reductora (Oxígeno) o con una atmósfera inerte ( Nitrógeno). Se realizaron pruebas electroquímicas de corriente directa ( Resistencia a la polarización y Tafel) y corriente alterna ( Espestrocopia de impedancias electroquímica), los ensayos realizados presentaron una aceptable resolución y permitieron realizar un análisis electroquímico detallado del efecto de cada una de las variables estudiadas. Los espectros de EIS obtenidos se ajustaron mediante circuitos eléctricos equivalentes y se calcularon los parámetros electroquímicos característicos de la celda de corrosión, Rp, Rs, Cd, y velocidad de corrosión. Adicionalmente este análisis permitió conocer los mecanismos que controlaron la cinética de la reacción electroquímica de corrosión. Del análisis visual al microscopio de bajos aumentos de los electrodos de trabajos, se observó la formación de películas sólidas sobre la superficie. Además los tipos de corrosión que se presentaron fueron corrosión localizada, tipo picado y corrosión general uniforme.Item Corrosión de alta temperatura de los aceros aisi 304h, 316l y aleación 2 1/4 cr-1 mo y 9cr-1mo en procesos de combustión de crudo pesado(Universidad Industrial de Santander, 2007) Gutiérrez Pitta, Jenny Rocío; Vasquez Quintero, Custodio; Serna Gil, Jose AnibalEl propósito de esta investigación fue estudiar la influencia de los productos de combustión de emulsiones de crudo pesado sobre la oxidación y la sulfidación de los aceros AISI SAE 1020, AISI 304H, 316L y aleaciónes 2 ¼ Cr-1Mo y 9Cr-1Mo en un rango de temperatura entre 550 y 750ºC, para tal fin se utilizó una caldera pirotubular de 100HP en donde se colocaron muestras por duplicado, las cuales se retiraron a las 8, 50, 124, 203, 305 y 500 horas aproximadamente de exposición al proceso. Los ensayos se realizaron en función de la ganancia de masa respecto al tiempo, las muestras fueron analizadas mediante metalografía óptica, microscopia electrónica de barrido SEM-EDX, para determinar la morfología de las capas y su composición puntual, también se utilizó el análisis de DRX para determinar la composición de las cenizas depositadas sobre las probetas. El análisis global de los resultados muestra que la oxidación fue el fenómeno dominante en el proceso y también que la corrosión de las aleaciones está relacionado con la fusión de vanadatos, además los gases de combustión son fundamentalmente oxidantes, pero pueden ser reductores en las superficies metálicas, particularmente bajo los depósitos de ceniza, resultando en otro proceso de degradación. Por lo tanto la corrosión por cenizas causada por este tipo de combustibles resulta ser muy compleja.Item Desarrollo de correlaciones entre mineralogia y extraccion de oro en minerales auriferos mediante datos de lixiviacion diagnostico(Universidad Industrial de Santander, 2004) Penate Zuniga, Yesid Alberto; Vasquez Quintero, CustodioEl trabajo de investigación comprende la formulación de correlaciones matemáticas que permiten predecir o calcular los diferentes porcentajes de disolución de oro que pueden ser extraídos de minerales auríferos al procesarse mediante cianuración en una granulometría específica y tomando como base en la caracterización mineralógica de menas auríferas de diversas regiones colombianas (Vetas y California (Santander) y Santa Rosa del Sur (Bolívar)). Este resultado se consigue mediante la aplicación de la técnica de lixiviación diagnostica a las diferentes menas auríferas y luego el ajuste estadístico de los datos obtenidos mediante regresiones, de forma que se consiga un ajuste o coeficiente de correlación cercano a la unidad para validar la correlación. Inicialmente los minerales son cianurados en diferentes granulometrías (-60 + 100 mallas, -100 +200 mallas y Œ200 mallas), se considera como tamaño óptimo de conminución, aquel donde se producen los mayores porcentajes de disolución de oro en menores tiempo de procesamiento. En este tamaño el mineral correspondiente es cianurado y establecida su curva cinética de disolución, de forma que con estos datos de granulometría, porcentaje de disolución de oro vs tiempo, mineralogía, etc. Se logra establecer la correlación matemática que mejor representa el comportamiento cinético de este tipo de mineral. Los resultados del estudio demuestran que siguiendo esta metodología es posible conseguir estas correlaciones, que en su mayoría las ecuaciones corresponden al tipo logarítmico y que los coeficientes de correlación alcanzados son bastante altos, de tal manera que una vez establecida la posible composición mineralógica de un mineral, se puede predecir la curva cinética de disolución de oro desde este mineral, permitiendo de esta manera un control más técnico de los procesos de extracción y una herramienta en la toma de decisiones respecto a los procesos de tratamiento de minerales de oroItem Estudio de la corrosion de un acero aisi 1020 bajo condicionels de flujo multifasico salmuera co2 h2s, salmuera aceite mineral co2 h2s, hidrodinamicamente controlado(Universidad Industrial de Santander, 2004) Pedraza Torres, Sandra Rocio; Vasquez Quintero, CustodioLa corrosión por CO2 / H2S en la producción de gas y petróleo representa una de las más importantes áreas de investigación, debido a la necesidad crítica de evaluar la severidad de la corrosión y así disminuir el riesgo de problemas en operación y además bajar los costos efectivos de producción. En Colombia, las investigaciones han sido orientadas al estudio de la corrosión por CO2, a pesar de que en el país existen trazas de H2S, que son un peligro potencial para los materiales de las líneas de transporte e hidrocarburos. El presente proyecto es pionero en el estudio de sistemas multifásicos (salmuera / Aceite /gas) en ambientes combinados (CO2/H2S), y busca servir como base a posteriores estudios que planteen mecanismos de inhibición como solución a este tipo de corrosión. Para el desarrollo de esta investigación, se tomaron las concentraciones de CO2 y H2S , así como las condiciones hidrodinámicas presentes en el país y se simularon en el electrodo de cilindro rotatorio, el circuito simulador de flujo loop, y en los autoclaves estático y dinámico (Electrodo de cilindro rotatorio a presión), equipo único en Colombia. En estas geometrías se determinaron las velocidades de corrosión sobre el acero AISI 1020, así como los coeficientes de transferencia de masa y capas viscosas de las especies mas representativas del sistema, así mismo se caracterizó la morfología de los productos de corrosión propios de estos ambientes. El estudio permitió concluir las especies relacionadas con el CO2 (H2CO3), son las que influyen sobre el mecanismo de deterioro del acero AISI 1020, comportamiento que es fuertemente influenciado por la variación de la velocidad, la temperatura y el pHItem Evaluacion de la corrosion en caliente de aleaciones, en un electrolito de 80% de v2o5-20% na2so4 entre 550ºc 750ºc por medio de metodos electroquimicos(Universidad Industrial de Santander, 2005) Tristancho Reyes, Jose Luis; Vasquez Quintero, CustodioLa corrosión en caliente es la oxidación acelerada de un material ocasionada por sales fundidas a elevadas temperaturas. Las técnicas electroquímicas son empleadas para evaluar las reacciones de corrosión sistemas acuosos, simulando condiciones reales. En la actualidad no existe un monitoreo en tiempo real del desgaste corrosivo por sales fundidas en los componentes de las calderas, por lo que se hace necesario investigar el uso de las técnicas electroquímicas en la evaluación de la corrosión por sales fundidas. En esta investigación se evaluó el comportamiento a la corrosión de las aleaciones AISI 304H, T22 (2¼Cr – 1Mo) y T91 (9Cr – 1Mo modificado) al ser expuestas a un agente corrosivo compuesto de 80%V2O5 – 20%Na2SO4 en un rango de temperatura comprendido entre 550ºC y 750ºC y en un ambiente oxidante de 99%O2 – 1%SO2.Las velocidades y el tipo de corrosión (general ó localizado) fueron halladas mediante las técnicas de Extrapolación de Tafel (MPE), Resistencia a la Polarización Lineal (RPL), Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) y Ruido Electroquímico (EN). El análisis estadístico de los resultados obtenidos por la técnica de Ruido Electroquímico a través del tiempo proporcionó los valores de Skewness y Kurtosis (para definir el tipo de corrosión), Resistencia en Ruido y Velocidades de Corrosión. Los resultados obtenidos mostraron que el ataque corrosivo fue más severo a las temperaturas más elevadas.Item Evaluación del comportamiento electroquímico del ti6al4v anodizado por medio de la espectroscopia de impedancia electroquímica eis(Universidad Industrial de Santander, 2008) Andrade Romero, Manuel José; Vasquez Quintero, Custodio; Estupinan Duran, Hugo ArmandoLa aleación Ti6Al4V es uno de los materiales más empleados en la fabricación de implantes biológicos para reemplazos de componentes estructurales, por su adecuada biocompatibilidad y alta resistencia a la corrosión, debido a que tienen la cualidad de formar sobre su superficie un óxido protector capaz de resistir los ataques químicos producidos por el ambiente biológico del cuerpo humano, además de proporcionar resistencia tribológica. Se investigó el comportamiento electroquímico de la aleación de titanio Ti6Al4V anodizada potenciostáticamente en soluciones 0.01M de H2SO4, H3PO4 y NaH2PO4.2H2O, en una solución Ringer a 27 C. El proceso de anodización se llevo a cabo bajo la imposición de voltajes de 100, 200 y 300 Voltios, durante 5, 10 y 15 Minutos. El objetivo de este estudio fue evaluar la resistencia a la corrosión en una solución fisiológica artificial in vitro, a través de la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica EIS. A partir de los resultados obtenidos se propuso un modelo de circuito equivalente, cuyos elementos resistivos y capacitivos representan el comportamiento electroquímico de un solo tipo de óxido anódico, con diferentes estratos de capa: monocapa y bicapa, formadas por una densa capa barrera y una capa porosa, las cuales cambian notablemente con el voltaje aplicado, la naturaleza y concentración del electrolito, y el tiempo de anodización. Se encontró que las capas obtenidas a mayores voltajes de anodización exhiben menores valores de resistencia a la polarizacion debido a la presencia de fases cristalinas como Anatasa y/o Rutilo.Item Evaluación del deterioro de los electro recubrimientos de níquel obtenidos mediante la técnica de corriente pulsante(Universidad Industrial de Santander, 2007) Guerrero Quintero, John Wilver; Vasquez Quintero, Custodio; Laverde Catano, Dionisio AntonioEn el presente trabajo de investigación se estudió la influencia de la corriente pulsante y su incidencia en los fenómenos de electrocristalización sobre las propiedades físicas y metalúrgicas de los recubrimientos de níquel depositados sobre sustratos de aleación zamak previamente cobrizados. Se determinó el rango de variación de los parámetros de pulso tales como voltaje y tiempo de deposición y ciclo de carga y se evalúo la influencia de éstos sobre el espesor y sobre espesor de las capas de níquel depositadas. Se emplearon técnicas de caracterización como Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Microscopia de Fuerza Atómica (AFM), Difracción de Rayos X (DRX), y técnicas electroquímicas como Resistencia a la Polarización (RP) y Pendientes de Tafel para correlacionar los fenómenos de nucleación y crecimiento de los recubrimientos electrolíticos bajo condiciones pulsantes con el tamaño de grano, microdureza, rugosidad, grado de esfuerzos internos, adherencia y resistencia frente a fenómenos corrosivos. Esta evaluación se validó tomando como referencia las propiedades encontradas en los recubrimientos de níquel obtenidos con corriente directa. La aplicación de la corriente pulsante permitió desarrollar electro recubrimientos con un tamaño de grano más refinado, uniforme y homogéneo, a su vez se encontró una topografía más suave y menos heterogénea presentando menos espaciamiento entre picos y valles y un grado de microdureza más elevado, que se asocia al tamaño de grano generado. Igualmente, se obtuvo una densidad de corriente de corrosión más baja y una mayor pendiente en los ensayos de resistencia a la polarización, con lo cual se evidenció un comportamiento mejorado frente a fenómenos de deterioro de los recubrimientos obtenidos con corriente pulsante.Item Simulacion de la proteccion catodica de una tuberia de acero aisi 1020 enterrada utilizando elementos de contorno, algoritmos geneticos y teoria fuzzy(Universidad Industrial de Santander, 2005) Lemus Torres, Luis Fernando; Vasquez Quintero, CustodioLa protección catódica es el sistema de protección contra la corrosión más utilizado por la industria del transporte de fluidos, consiste en hacer que la estructura a proteger sea el cátodo de la celda electrolítica. Para simular sistemas de este tipo es necesario solucionar la ecuación de Laplace para el potencial utilizando como condiciones de frontera: la densidad de corriente cero en las superficies aisladas y la interface aire suelo, densidad de corriente preestablecida en los electrodo de corriente impresa, y la curva de polarización, que es una relación matemática entre las dos principales variables: densidad de corriente y potencial, sobre la superficie del metal. Esta última debe ser obtenía experimentalmente y no siempre se encuentra disponible. En el presente trabajo se estudió el problema de la corrosión en suelos de tuberías enterradas, se agruparon los suelos según su corrosividad utilizando agrupamiento borroso, se desarrolló una metodología para predecir la curva de polarización de un acero AISI 1020 enterrado en suelos arcillosos a partir de los parámetros fisicoquímicos del suelo por medio de la generación automática de un sistema basado en reglas borrosas, se simuló numéricamente un sistema de protección catódica utilizando el método de los elementos de contorno, se optimizó la posición y corriente de los electrodos de corriente impresa de un sistema de protección catódica utilizando algoritmos genéticos. Por primera vez se obtuvo el estado de polarización de un metal enterrado en un suelo sin realizar pruebas potenciostáticas, utilizando para ello la resistividad, el pH, las concentraciones de iones cloruro, carbonato y el porcentaje de agua en el suelo. La metodología produjo una correlación de entre 0.92 y 0.999 con respecto a los datos experimentales de entrenamiento, adicionalmente fue validada con datos experimentales.Item Utilizacion de tecnicas electroquimicas aceleradas en el estudio del comportamiento de los recubrimientos organicos tipo epoxico aplicados sobre acero al carbono(Universidad Industrial de Santander, 2004) Mateus Barragan, Miguel; Vasquez Quintero, Custodio; Quiroga Becerra, HaydeeCon el progresivo avance de la industria de las pinturas se han desarrollado gran cantidad de recubrimientos al igual que nuevas técnicas de evaluación. El ensayo de ambiente simulado salino ha sido ampliamente usado para acelerar el deterioro de los recubrimientos bajo condiciones controladas, sin embargo, este procedimiento implica largos períodos de tiempo y solo proporciona criterios cualitativos y subjetivos de las fallas. Existen otros ensayos como la espectroscopía de impedancia y el desprendimiento catódico que son utilizados para evaluar, clasificar y predecir el tiempo de falla de los recubrimientos orgánicos. El desarrollo de este trabajo de investigación comprendió dos etapas: la primera consistió en someter a un ambiente simulado salino, seis sistemas de recubrimientos orgánicos tipo epóxico aplicados sobre acero al carbono, para determinar por inspección visual el ampollamiento, la presencia de productos de corrosión, y la longitud delaminada; como criterio de evaluación se estableció un “índice de desempeño” para clasificar cuantitativamente su comportamiento integral y determinar el tiempo de falla. La segunda etapa consistió en evaluar los recubrimientos mediante las técnicas de espectroscopía de impedancia y desprendimiento catódico para correlacionar los resultados del tiempo de falla por inspección visual con los parámetros electroquímicos de resistencia de poros (Rp), fracción volumétrica de agua absorbida (φ), y la velocidad de desprendimiento catódico (dx/dt) obtenidos de estas pruebas. Como resultado de la investigación se propuso un modelo experimental para predecir el tiempo de falla de los recubrimientos orgánicos epóxicos a partir de las técnicas electroquímicas, en un período de evaluación de 96 horas, como un estimativo del tiempo de falla en un ambiente simulado salino. El conocimiento generado de este estudio puede ser aplicado por la industria en general, para diseñar, evaluar y seleccionar nuevos sistemas de recubrimiento para la protección de estructuras metálicas del ambiente salino.