Maestría en Ingeniería Metalúrgica

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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, Haydee
Con 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.
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, Custodio
El 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 oro
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, Clemente
La 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.
Efecto de las barreras termicas producidas por difusion de cromo, aluminio, sobre la resistencia a la oxidacion de aceros 2 1/4 cr, 1 mo y 9cr, 1mo modificado
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Lizcano Contreras, Jose Martin; Pena Ballesteros, Dario Yesid; Serna Gil, Jose Anibal
La deposición de Cr y Al en aceros ferríticos 2¼Cr–1Mo y 9Cr-1Mo modificado fue realizada por medio de la técnica de cementación empacada, utilizando polvos de Cr y Al de alta pureza y granulometría fina; sales de NaCl y AlCl3 como activadores del proceso. La cementación empacada se realizó en dos pasos térmicos, el primero a una temperatura de 900°C y un tiempo de sostenimiento de 5 horas y el segundo a 1100°C con un tiempo de sostenimiento de 19 horas obteniendo películas superficiales (barreras térmicas), con una morfología de granos columnares sin presencia de defectos tipo grietas y/o porosidades, hasta de 400 mm de profundidad con concentraciones de Cr y Al del orden de 18% y de 7% respectivamente en el acero 9cr-1Mo modificado y de 9% Cr y 6.3% Al en el acero 2 ¼ Cr-1Mo. Las barreras térmicas de difusión actúan como un inhibidor contra los fenómenos de corrosión a alta temperatura, principalmente a la oxidación, debido a la formación de películas estables de óxidos de Cr y Al. El efecto de las barreras térmicas de difusión sobre la resistencia a la oxidación de los aceros ferríticos se estudio mediante pruebas isotérmicas utilizando la técnica gravimétrica discontinua en una atmósfera gaseosa oxidante multicomponente (CO2 – CO – O – N2), en un rango de temperaturas entre 550°C a 750°C y presión atmosférica, donde se observó una disminución de la cinética de oxidación de un 80 al 90% en las muestras con barrera comparadas con la aleación original expuesta sin barrera térmica.
Evaluacion hidrodinamica del comportamiento de inhibidores genericos para sistemas multifasicos salmuera-co2/h2s-hidrocarburo mediante aplicacion de tecnicas electroquimicas
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Forero Ballesteros, Adriana; Pena Ballesteros, Dario Yesid
Uno de los principales caminos para la inhibición de la corrosión lo constituye la adsorción de compuestos orgánicos sobre la superficie de un metal. En este estudio se reporta el comportamiento de 6 diferentes inhibidores orgánicos en un sistema acero al carbono AISI-SAE 1020 / Salmuera al 3%W de NaCl / mezcla gaseosa de 6%Vol. de CO2 / 10 ppm de H2S / Hidrocarburo. Se utilizaron dos aminas primarias de dieciséis y dieciocho átomos carbonos, una amina secundaria con veinte átomos y tres ácidos carboxílicos de dieciséis, dieciocho y veinte átomos de carbono. Se emplearon medidas de resistencia a la polarización lineal, Extrapolación Tafel e Impedancias electroquímicas para evaluar la influencia de la temperatura, velocidad del fluido, concentración de inhibidor y concentración de la fase oleica en la eficiencia de inhibición en el Electrodo de cilindro Rotatorio “ECR”, Circuito simulador de flujo “LOOP” y autoclave. Se calcularon las energías de activación y adsorción para los procesos de corrosión en el sistema; Por los valores obtenidos, se logró ubicar el sistema Salmuera / CO2 / H2S / inhibidor, como un proceso con control mixto, donde compiten el fenómeno de transferencia de masa con el de transferencia de carga, y los valores obtenidos para las energías de adsorción de Gibbs, permitieron comprobar que estos compuestos presentan una quimiadsorción sobre la superficie metálica. En condiciones de ensayo críticas (4 m/s, 59ºC) las aminas presentan una mejor eficiencia que los ácidos carboxílicos, cumpliendo la teoría de electronegatividad aplicada a los inhibidores. Se pudo establecer con los resultados obtenidos para las pruebas con corte de hidrocarburo, que este parámetro afecta negativamente el % de eficiencia del inhibidor.
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, Custodio
La 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 pH
Preparación y evaluación de materiales porosos base titanio para aplicaciones en ingeniería biomédica
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Estupiñan Duran, Hugo Armando; Uribe Perez, Ivan
El módulo de Young de los materiales comúnmente usados en la fabricación de implantes sustitutos de partes óseas es de diez a veinte veces mayor que el módulo de Young del hueso (5- 10 GPa). La opción más indicada es la de fabricar un nuevo material con un módulo elástico mas comparable con el módulo del hueso sin que baje su biocompatibilidad. Para este propósito, como material base, los metales como el titanio son una opción por peso, resistencia y compatibilidad biológica y electroquímica. En esta investigación se desarrolló un material poroso base titanio con una resistencia a la corrosión aceptable, y con resistencia mecánica y morfología similar a la del hueso Un ruta de procesamiento pulvimetalúrgico, que incluye la etapas de mezcla de polvos de titanio con espumante, compactación uniaxial y sintering, ha sido eficaz para producir compactos porosos de titanio con propiedades mecánicas similares a las del hueso y aceptable comportamiento electroquímico; además, con el control de las características superficiales del material obtenido, se dispone de un conjunto de posibilidades de compatibilidad que simulan la apariencia y propiedades de partes óseas los cuales pueden servir como requisitos para fabricar implantes quirúrgicos La selección de la cantidad de espumante, así como la presión de compactación fueron las variables que más incidieron en el comportamiento mecánico y electroquímico debido a que influyeron en los procesos difusivos de las partículas, lo cual se hizo determinante en los procesos corrosivos Los compactos porosos que se obtuvieron, deben su proceso corrosivo al aumento del valor de la porosidad y del área superficial, pero en especial a las irregularidades geométricas de los polvos sinterizados. El módulo de rigidez del material obtenido se optimizó respecto al del hueso, obteniendo 5,3 GPa, con un 27% de porosidad.
Estudio fundamental del proceso de cementacion con zinc y aluminio para la recuperacion de oro y plata a partir de efluentes de pulimento quimico en joyeria
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Perez Dominguez, Julio Cesar; Escalante Hernández, Humberto
Se realizo un estudio termodinámico (Especiación química) y electroquímico de los sistemas redox involucrados en la cementación de metales preciosos con zinc y con aluminio, el cual permitió determinar los rangos de potencial en los cuales es posible precipitar selectivamente el oro y la plata disuelto en soluciones provenientes del pulimento químico de joyas cuando las concentraciones de cobre y cianuro están presentes en bajas y altas concentraciones. Del mismo modo se determinaron los rangos de potencial a los cuales ocurre la oxidación del zinc y del aluminio sin la formación intermedia de capas pasivadoras estables como el Zn(OH)2 y el Al (OH)3. Se investigo el efecto del pH, la concentración de cianuro, la concentración de oxigeno, y las concentraciones iniciales de oro, plata y cobre en la solución sobre los fenómenos de adsorción y reducción empleando un electrodo de carbón vítreo. Del mismo modo se determino el efecto de dichas variables sobre los procesos de oxidación - pasivación ocurridos en el zinc y en el aluminio. Se aplicaron técnicas electroquímicas de voltametría cíclica y de cronoamperometría; la primera para determinar tanto los potenciales y corrientes asociados con las reacciones medias de reducción oxidación de los complejos metálicos como los fenómenos de adsorción ocurridos sobre la superficie del electrodo de carbón vítreo, y la segunda para corroborar la presencia de los procesos adsortivos y la formación intermedia de especies de AuCN y CuCN. En el caso del zinc y del aluminio ambas técnicas permitieron determinar los potenciales y corrientes asociados a la oxidación y observar el comportamiento de las capas pasivadoras formadas sobre la inhibición de la cementación. Para evaluar los procesos ocurridos sobre el zinc y el aluminio se fabricaron electrodos con polvos de zinc y de aluminio en matriz de pasta de grafito. La especiación química (Diagramas Potencial vs pH) y los resultados encontrados mediante la voltametría cíclica y la cronoamperometría mostraron que a las diferentes condiciones la reducción del cobre ocurre a potenciales mas negativos que los del oro y la plata, y a su vez modifica las propiedades de la interface solución-metal precipitado, reduciendo los sobrepotenciales requeridos para que la reducción del oro y de la plata tenga lugar. Para el caso de la oxidación de los metales activos se encontró que el proceso esta controlado por la formación de capas pasivadoras a determinados valores de pH, concentraciones de cianuro y concentraciones de zinc y aluminio, cuya naturaleza depende en el primero del pH y la concentración de cianuro y en el segundo solo del pH
Correlacion impacto-fatiga: optimizacion de criterios de seleccion de materiales para varillas de pozo
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Jaimes Suarez, Alban; Uribe, Ivan; Martinez, Alexander
En los sistemas de bombeo mecánico, las varillas de succión se encuentran bajo la acción de esfuerzos cíclicos en tensión, lo cual genera fallas por fatiga. Durante la manipulación y operación de las varillas se generan defectos superficiales los cuales favorecen la iniciación de grietas de fatiga, reduciendo significativamente la vida de la varilla. Debido a la alta frecuencia de este tipo de falla, los altos costos involucrados y a la escasa información relacionada con el desempeño en fatiga, se realizaron pruebas de laboratorio con el fín de obtener criterios adicionales para optimizar la selección y diseño de las varillas. En varillas de alta resistencia mecánica, seleccionadas al azar, se realizaron pruebas para determinar las curvas de fatiga sin y con defectos inducidos superficialmente, estos ensayos fueron realizados a las varillas en condición de suministro y con la aplicación de un tratamiento térmico de temple y revenido. Los resultados permiten verificar diferencias de comportamiento entre las varillas evaluadas, se evaluó el efecto negativo de los defectos superficiales, las utilidades del ensayo de impacto y tensión con entalla para la selección de materiales para varillas de pozo, y el beneficio obtenido en el aumento en el límite de fatiga generado por la aplicación de un tratamiento de temple y revenido. El conocimiento generado a través de este estudio le sirve al Ingeniero encargado de los pozos como herramienta para la optimización de los criterios de selección de algunas de las varillas presentes en el mercado y para establecer factores de diseño que consideren la presencia de defectos superficiales durante la operación.
Evaluacion voltametrica de la disolucion de oro y de plata en la cianuracion intensiva de concentrados auroargentiferos refractarios, en presencia de catalizadores e inhibidores
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Mendoza Villabona, Olger Gioovani; Pedraza Rosas, Julio Elias
En este trabajo se evaluó la interferencia del ión sulfuro (S de efectos del LeachWell 60X® (LW), del ion Pb+2 y de la Tetrasulfoftalocianina de (TSPCo) como catalizadores en el comportamiento electroquímico del procedisolución de oro y de plata con cianuro; en condiciones de cianuración conve(1000- - Oalto de 2 24estudiar la oxidación anódica de estos metales y la reducción catódica del O2. Se encontró que el LW, aumenta drásticamente la corriente de oxidación del orregión de potencial entre -600 mV y -300 mV (SSC), incluso en presencia del sulfefecto similar efectos fueron el cálculo del orden de la reacción con respecto a la concentración de O2, smodificaciones sustanciales en el mecanismo de interacción entre las superficies del oro y la plata con el Oalan 2. La TSPCo fue evaluada en la oxidación del sulfuro y del cmostrando selectividad hacia la oxidación del sulfuro sin influeelectroquímicas del cianuro con el oro y la plata. El comportamiento electroquímico de la pirita y de la galena en soluciones de cianuvoltametría cíclica reen soluciones de cianuro. El LW aumentó la oxidación de éstos minerales a potemayores que 300 mV. La reducción de oxígeno no mostró ser influenciada presencia del catalizador evaluado. r
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, Custodio
La 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.
Evaluacion de inhibidores de corrosion en caliente, en aleaciones 2 1/4cr-1mo, 9cr-1mo modificado y 304h, en contacto con una sal fundida por medio de metodos electroquimicos
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Anaya Palencia, Huber Alexander; Pena Ballesteros, Dario Yesid
Uno de los principales métodos empleados para la inhibición de la corrosión en caliente es la adición de compuestos químicos en los combustibles fósiles. En este estudio se reporta el comportamiento de 2 inhibidores de corrosión (MgO y CaO) empleados en un sistema Metal / Sal fundida 80% V2O5 – 20% Na2SO4 / mezcla gaseosa de 99% SO2 – 1% de O2 / Inhibidor. Se estudiaron 3 aceros empleados en la fabricación de equipos a alta temperatura; acero AISI SAE 304H, ASTM A-213 T22 Y ASTM A-213 T91. Se emplearon las técnicas electroquímicas de Resistencia a la polarización lineal, Extrapolación Tafel, Impedancias electroquímicas y Ruido electroquímico, para evaluar la influencia de la temperatura y el tiempo, el efecto inhibidor de los componentes modificadores de esta cinética, la eficiencia de inhibición y los mecanismos de daño que controlan este deterioro mediante la comparación de los diferentes resultados en dichas técnicas. Los resultados demostraron que la técnica de resistencia a la polarización en corriente directa no es una técnica confiable en comparación con la obtenida por EIS, debido a la naturaleza electrónica del electrolito utilizado. El análisis estadístico realizado a 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 oxidación), Resistencia en Ruido y Velocidades de oxidación. Los resultados obtenidos por la técnica de EIS y Ruido, demostraron que el mecanismo de daño (oxidación), fue gobernado por la difusión lenta a través del electrolito sólido y la capa de óxido formada. Esto se corroboró por medio de las técnicas de DRX y SEM que se realizaron a algunas muestras del material.
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, Custodio
La 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.
Estudio fisicoquimico del sistema de flotacion caolin/anatasa
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Cana Mendoza, Luz Adriana; Neira Arenas, Gustavo
Los problemas asociados con la flotación de partículas ultrafinas pueden ser abordados aplicando procesos de beneficio que se adapten a la naturaleza de las especies a separar. La remoción de anatasa ocurrente como impureza en las arcillas de caolín es necesaria para la obtención de materias primas que cumplan las especificaciones técnicas requeridas en determinados procesos industriales. Los métodos de beneficio más aplicados para este propósito son la ultraflotación con ácido oleico y el sistema de flotación sin cargador utilizando colectores de tipo hidroxamato. El análisis de los procesos de ultraflotación utilizando calcita como mineral cargador y ácido oleico como colector, y flotación inversa con colector hidroxamato AERO 6494, se realizó a partir de resultados obtenidos en pruebas de flotación a nivel de laboratorio, confrontando los resultados de remoción de anatasa (TiO2) con los cambios en las propiedades fisicoquímicas que experimentaron los minerales sometidos a la acción de los reactivos surfactantes. Se determinaron los cambios en el valor del ángulo de contacto, los componentes de la energía libre superficial y el cambio en la energía libre superficial de interacción de Gibbs. Además se construyeron curvas de potencial zeta para caracterizar el tipo de interacción entre los colectores y las superficies sólidas y su naturaleza eléctrica superficial.
Estimación de la velocidad de corrosión interna en un acero api 5l grado b de producción, utilizando una técnica neurofuzzy
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Ordoñez Rodríguez, Rubiel; Pena Ballesteros, Dario Yesid
Se propone una metodología neurofuzzy, para mejorar los resultados e interpretación de los modelos de corrosión interna en tuberías de producción de crudo (aceros API 5L Grado B), obtenidos mediante la aplicación de redes neuronales artificiales o técnicas basadas en regresiones lineales. El modelo permite estimar la velocidad de corrosión interna del acero al carbono en (mpy), utilizando como datos de entrada: el %BSW, el contenido de Fe, CO2 y H2S, el pH de la solución, la salinidad. El modelado se realizo mediante sistema adaptativo neuro difuso ANFIS, que es un hibrido derivado de las redes neuronales y la lógica difusa. Existen diferentes formas de combinar las redes neuronales y la lógica difusa, debido a flexibilidad que presentan ambas técnicas. Esto ha permitido la generación de múltiples combinaciones, cada una con diferente grado de integración entre las técnicas, pero dentro de estas posibles combinaciones se destaca un sistema híbrido conocido como ANFIS, que conserva las principales características de cada técnica y supera las principales desventajas de las mismas. En el presente trabajo, el procedimiento experimental consiste en el entrenamiento y evaluación de diferentes configuraciones para el ANFIS, con la finalidad de encontrar la mejor configuración que permita alcanzar un equilibrio entre el nivel de error y el número de reglas del sistema. El entrenamiento es la fase de aprendizaje, se realiza mediante la presentación iterada de los datos al ANFIS. En el entrenamiento es donde el experto suministra su conocimiento y experiencia, mediante una adecuada selección del tipo y número de funciones de pertenencia (FP), en cada variable de entrada. Aquí se hicieron pruebas con más de diez tipos de configuraciones, casi todas brindaron buenos resultados.
Adsorción de ni2+ presente en efluentes de la industria de electro recubrimientos mediante arcillas naturales modificadas
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Reyes Echeverria, José Andrés; Neira Arenas, Gustavo
En el presente trabajo se estudió la remoción de iones níquel disueltos en soluciones sintéticas y en algunos vertimientos de la empresa de electrorrecubrimientos Fantaxías Ltda., mediante una arcilla sódica montmorillonítica proveniente del Valle del Cauca (Colombia). Con el fin de aumentar la capacidad de captación, la arcilla fue modificada utilizando un surfactante aniónico en solución, el dodecil-sulfato de sodio (SDS). Posteriormente se evaluaron los cambios fisicoquímicos y mineralógicos producidos en la arcilla por efecto de las variables de dicho tratamiento mediante diversas pruebas de caracterización. También se estudió su efectividad en la eliminación de iones níquel a través de la elaboración y ajuste de isotermas de adsorción a modelos conocidos, comparando el nivel de adsorción tanto en la arcilla modificada como en la arcilla natural. Finalmente, se hizo un importante aporte al estudio de los sistemas de adsorción, calculando a partir de isotermas, el cambio en la energía libre de Gibbs (DGº), el cambio en la entalpía estándar (DHº) y el cambio de entropía estándar (DSº) para la adsorción de Ni2+, así como la constante cinética y la velocidad inicial de adsorción sobre la arcilla natural y modificada.
Evaluación del daño por erosión-corrosión de un acero aisi-sae 1020 por medio de técnicas electroquímicas, en un medio multifásico salmuera-co2-arena
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Machuca Martínez, Jesús Augusto; Peña Ballesteros, Dario Yesid
En la producción y transporte de petróleo y gas se presentan muchos problemas de tipo corrosivo donde la erosión- corrosión es uno de los más importantes. Se puede definir la erosión-corrosión como un proceso de degradación combinado que ocurre debido a la acción química o electroquímica, junto con un proceso de remoción mecánica acelerada de la superficie del material como resultado del movimiento relativo de sólidos, líquidos, vapores o cualquier combinación de éstos, las cuales son impactadas sobre la superficie del material en la cual ya está ocurriendo un proceso corrosivo. La pérdida de peso causada por el fenómeno de erosión-corrosión no es igual a la suma de pérdida de peso de erosión y corrosión cuando los dos procesos actúan separadamente, la sinergia entre los procesos contribuye hasta en un 50%, en algunos casos como lo muestra la investigación realizada. Los ensayos se realizaron en una celda de erosión-corrosión donde el sistema dinámico fue controlado por el electrodo de cilindro rotatorio a velocidades entre 1000 y 3000 rpm, variando el tamaño de partícula entre 50µm y 150µm y la concentración de las mismas entre 10 y 30% donde se definieron 2 regimenes de erosión-corrosión: a bajas velocidades la contribución de la corrosión es la que controla el fenómeno, y al altas velocidades la erosión controla la degradación del sistema. Con los resultados obtenidos en la experimentación se construyó un mapa erosivocorrosivo en el cual se estimó la severidad del medio sobre el acero estudiado.
Evaluación de la corrosión por picado de un acero aisi sae 1020 en un fluido sintético de pozo de petróleo mediante técnicas electroquímicas
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Mejía Cajicá, Nubia Esperanza; Pena Ballesteros, Dario Yesid; Mateus Barragan, Miguel
En este proyecto se evaluó la corrosión por picado del acero AISI SAE 1020 en un fluido sintético que contenía iones Cl- y CO2, los cuales hacen parte de un fluido de producción de crudo; las técnicas utilizadas para el estudio de éste fenómeno fueron Ruido Electroquímico (EN) y Polarización Potenciodinámica Cíclica (CPP), y SEM para observar el daño sobre la superficie del electrodo. Las pruebas se realizaron a 45°C y 70°C, variando la concentración de Cl- entre 500 ppm y 6000 ppm. Se observó que a mayores temperaturas, el material es más susceptible al inicio del picado el cual tiende a ser más estable. Igualmente, a mayor concentración de Cl-, hubo más actividad del picado. Es importante resaltar que las curvas de CPP no son un indicativo del tipo de corrosión que ocurre; esto debido a que para el desarrollo de esta técnica, es indispensable conocer la velocidad de barrido más adecuada para cada una de las pruebas. Con el EN se detectó rápida y fácilmente el inicio y la densidad de picado, así como el área de las picaduras. El posible mecanismo de daño fue el rompimiento en algunos sitios de la capa delgada de siderita formada sobre el acero 1020, por los iones Cl-, preferencialmente en las inclusiones de sulfuro de Mn, que de acuerdo a su orientación geométrica pueden ser sitios de inicio de picado. La correlación matemática obtenida tuvo un R2 de 85.6% y un porcentaje de error del 2.16%, lo cual se considera aceptable
"evaluación de la capacidad de adsorción de hidrogeno en composites carbón activado-metal usando métodos electroquímicos"
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Hoyos García, Martha Guiomayra; Uribe Perez, Ivan; Estupinan Duran, Hugo Armando
En la presente investigación se empleó un carbón antracítico proveniente de Santander - Colombia, con el fin de obtener un composite carbón activado Œ metal, que pudiera mejorar la capacidad de adsorción de hidrógeno. El proceso seguido consistió en someter al carbón antracítico con adición de diferentes cantidades de Ni y Cu a un proceso de activación química con ácido fluorhídrico, clorhídrico y nítrico. Seguidamente, se realizó una molienda de alta energía en atmosfera de hexano. El material producido fue expuesto a activación física con CO2, con el fin de modificar la superficie morfológicamente, logrando obtener un composite con un mayor área superficial y específica, y con un mayor grado de porosidad, lo que lo hace más adecuado para almacenar posiblemente por fisisorción el hidrógeno proveniente de la solución altamente alcalina del electrolito. Se evaluó el efecto de la adición de Ni y Cu, sobre la capacidad de adsorción del compuesto de carbón por medio de técnicas electroquímicas de carga y descarga galvanostática, voltametría cíclica e impedancia electroquímica, alcanzando una capacidad de almacenamiento de hidrógeno de 1.5 wt% para las muestras con un mayor contenido de Ni y una capacidad de almacenamiento de hidrógeno de 1,1 wt% en las muestras con un mayor contenido de Cu. Por último se determinó el coeficiente de difusión a partir del la impedancia de Warburg.
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 Anibal
El 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.

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