Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas
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Browsing Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas by Subject "Acero al carbono"
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Item Determinación de la eficiencia de inhibición de la miel natural en un acero api 5l grado b, expuesto a una solución salina(Universidad Industrial de Santander, 2011) Cote Ballesteros, Cindy Juliana; Gutierrez Paez, Freddy Mauricio; Peña Ballesteros, Darío YesidEn la industria de hidrocarburo, en las líneas de transporte y producción, existen diversos medios corrosivos como las altas concentraciones salinas, que generan la degradación de los aceros de bajos contenidos de carbono como el API 5L grado B. Uno de los mecanismos de control es la adición de inhibidores, el principal inconveniente es su relativo alto costo y su toxicidad. Las investigaciones van en búsqueda de inhibidores verdes que sean: más económicos, de fácil acceso o abundantes, amigables ambientalmente y con buenas propiedades de inhibición. En este estudio se reporta la eficiencia de inhibición de corrosión de la miel natural en un acero API 5Lgrado B, variando la concentración del inhibidor y el tiempo en una salmuera al 3% W de NaCl. Para medir el efecto inhibitorio sobre el acero, se utilizó una celda plana convencional empleando las técnicas electroquímicas de resistencia a la polarización, espectroscopia de impedancia electroquímica y curvas de polarización (Tafel). La película formada fue analizada por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Microscopia Confocal, Espectroscopia de Absorción en el Infrarrojo (IR) y Espectroscopia Raman, donde se se confirmó la presencia del inhibidor orgánico sobre la superficie del material. Con el SEM y Confocal se evidenció la morfología del daño tipo corrosión general y localizada.Item Efecto de la Reactividad De Crudos Pesados Colombianos sobre la Corrosión del Acero al Carbono API P-110 en condiciones de Acuatermólisis Catalítica(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-12) Baena Jaimes, Ivon Mayerly; León Bermúdez, Adán Yovani; Peña Ballesteros, Darío Yesid; León Naranjo, Paola Andrea; Orozco Agámez, Juan Carlos; García Vergara, Sandra Judith; Blanco Vásquez, Sergio IsmaelCon el propósito de evaluar los fenómenos corrosivos en los procesos que facilitan la extracción de crudo pesado y extrapesado, se evaluó la velocidad de corrosión de un acero al carbono en un ambiente que simula las condiciones del proceso de acuatermólisis catalítica. Las reacciones de acuatermólisis, permiten la ruptura de cadenas de hidrocarburos, como resultado de la temperatura del yacimiento, los minerales de la matriz y la presencia de iones en el agua. La adición de catalizador al proceso permite inhibir la polimerización ácida, aumentando la velocidad de reacción y estabilizando los radicales libres. Sin embargo, la corrosión siempre ha sido un problema en los materiales que son expuestos a estos ambientes agresivos. Según la NACE en la industria petrolera la corrosión es la causa de más del 25% de las fallas. Reparar o sustituir tuberías corroídas a la industria le cuesta más de US$7.000 millones al año. Por lo tanto, este estudio buscó evaluar el efecto que tiene la reactividad de 3 crudos pesados colombianos en un acero al carbono API P110 en condiciones de acuatermólisis catalítica, mediante pruebas experimentales realizadas en un reactor tipo batch. Se analizó que sucede con el acero cuando se ejecuta el proceso de acuatermólisis convencional en presencia del naftenato de hierro a 270°C, 880 psi y 69 horas como condiciones de operación. Para la cinética de la corrosión se seleccionó el crudo A con las mismas condiciones de temperatura y presión, variando el tiempo de exposición. Para la determinación de la velocidad de corrosión se utilizó la técnica de gravimetría discontinua, mientras que para la morfología, composición química y distribución de los productos de corrosión se analizaron por medio SEM-EDS y DRX. Cuando se ejecutó el proceso de acuatermólisis catalítica se favoreció la formación de una capa protectora de productos de corrosión sobre la superficie del acero API P110, el naftenato de hierro actúa como un inhibidor en el proceso. Además, como consecuencia, la velocidad de corrosión disminuyó con el tiempo hasta llegar al punto de pasivación del material.Item Efecto del contenido de cloruro en la velocidad de corrosión de varillas de refuerzo en soluciones simuladas poro de concreto y concreto carbonatado(Universidad Industrial de Santander, 2010) Duran Sánchez, Laura Liliana; Forero Castellanos, Jenny Alexandra; Vasquez Quintero, CustodioUna de las causas más habituales de la corrosión de varillas de refuerzo, es la penetración de los cloruros a través de la red de poros, cuando está expuesta a ambientes marinos. [1] Los iones cloruro son capaces de provocar corrosión localizada y por tanto producir el fallo prematuro e inesperado de la estructura. [2] La carbonatación es otra causa de corrosión, cuando el concreto se carbonata hasta el nivel de la barra de acero, el ambiente normalmente alcalino que protege al acero de la corrosión, es reemplazado por un ambiente neutral. Bajo estas condiciones, el acero no permanece pasivo y comienza una corrosión rápida. [3] Con el fin de evaluar el comportamiento a la corrosión del acero de refuerzo en soluciones similares a las que pueden existir en los poros de las estructuras de hormigón alcalino y carbonatado, se realizaron ensayos electroquímicos en una celda de acrílico variando la concentración entre 0.01 y 10% en peso de NaCl de la solución poro de concreto y concreto carbonatado a diferentes concentraciones, se trabajaron 2 contraelectrodos de grafito, un electrodo de trabajo (Acero al carbono) y un electrodo de referencia de calomel saturado inmerso en una solución de KCl dentro de un tubo Luggin. Mediante el análisis de resultados, se observó la influencia directa de la concentración de cloruros y la concentración de carbonatos en las velocidades de corrosión, las cuales fueron controladas en el tiempo a través de mediciones de resistencia a la polarización y a su vez se establecieron los procesos electroquímicos relacionados con la doble capa en la interfase metal-óxido para las diferentes soluciones presentándose una capa de óxido no porosa, estable y medianamente protectora en la solución poro de concreto con cloruros, mientras que para las soluciones carbonatadas la capa de óxido fue porosa, soluble y conductora.Item Estudio de vigilancia científica del desarrollo de alternativas tecnológicas anticorrosivas sobre acero al carbono de uso en la industria petroquímica(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-07) Serrano Carrillo, Wilmer Fernando; Díaz Sierra, Luis Hernando; Viejo Abrante, Fernando; Rueda Reyes, Laura Marcela; Gomez Ramirez, Javier Enrique; Laverde Cataño, Dionicio AntonioLa industria petroquímica es de los sectores importantes de la economía colombiana, especializada en la producción y comercialización de compuestos que derivan del petróleo y del gas natural. El acero al carbono es el metal más utilizado en esta industria por sus destacadas propiedades mecánicas y su bajo costo, características ideales para procesos a gran escala. No obstante, es un metal susceptible al fenómeno natural de la corrosión y agravado por los medios agresivos que involucran los procesos de esa industria, principalmente los medios con CO2, medios ácidos y medios clorados. En tal sentido, se requieren considerables inversiones en mantenimiento, reparación y/o reemplazo de las estructuras deterioradas y al mismo tiempo se desarrollan estrategias tecnológicas que mitiguen la corrosión. De ahí que el objetivo del presente estudio de vigilancia científica es realizar un análisis detallado bajo los parámetros de la metodología PRISMA sobre las distintas alternativas tecnológicas y el estado del arte de la protección de la corrosión sobre acero al carbono utilizado en la industria petroquímica. Inicialmente, se indagó en aspectos como la evolución histórica clasificando las distintas tecnologías de protección acorde a la naturaleza de sus materiales, seguidamente se catalogan las estrategias de funcionalización usadas en los recubrimientos; posteriormente, se determinó la pertinencia industrial y ecológica de las estrategias de protección analizando el impacto ambiental y las propuestas de protección más favorables con la naturaleza. Por último, se recopilaron los desafíos de las alternativas anticorrosivas precisando las perspectivas a futuro para la protección del acero al carbono en la industria petroquímica. Entre otros aspectos, se concluye que los esfuerzos científicos los lideran países industrializados como China, India y EUA, enfocados en el desarrollo de recubrimientos multifuncionales, resistentes y ecológicos, no obstante, las perspectivas a futuro son las películas multicapa, resaltando el método sol-gel como alternativa de deposición ecológica.Item Evaluación de la susceptibilidad a la corrosión por picado del acero apl 5l x42, expuesto a un ambiente con cloruros y co2 mediante la técnica de ruido electroquímico(Universidad Industrial de Santander, 2010) Rodríguez Vanegas, Nelson; Anteliz, Cesar Rene; Pena Ballesteros, Dario Yesid; Sarmiento Klapper, HelmutLas industrias del petróleo y gas, en las líneas de producción y transporte, presentan muchos problemas de tipo corrosivo de los cuales la corrosión por picado es una de las más severas e importantes. La concentración de iones cloruros [Cl-], pH, y la presión parcial de CO2 a la cual se operan las tuberías de transporte son factores críticos e importantes en el proceso de degradación de los aceros de bajo carbono como el acero API 5L X42 expuesto a un medio acuoso en presencia de CO2. La corrosión por picado suele producirse en materiales de elevada resistencia a la corrosión la cual alcanzan por la formación de una capa de óxido de carácter pasivo como es la siderita (FeCO3), en el caso de los aceros de baja aleación. La corrosión por picado inicia en puntos de la superficie en los cuales no es posible conseguir una pasividad estable. En esta condición y en presencia de iones agresivos fundamentalmente halógenos (Cl-), se puede producir la ruptura localizada de la película pasiva permitiendo la disolución local del material. Las fluctuaciones estocásticas en las señales de corriente y potencial producidas espontáneamente, sin la manipulación del sistema electroquímico, y siendo producidas por un proceso corrosivo son conocidas como ruido electroquímico. Fluctuaciones registradas permitieron observar el desplazamiento del equilibrio en tiempo real, permitiendo realizar un análisis detallado que permite plantear una solución al sistema en estudio. Los ensayos se realizaron en una celda electroquímica, variando las concentraciones de [Cl-] y la presión parcial de CO2, y Se realizaron medidas de ruido electroquímico por 10 minutos para cada una de las condiciones evaluadas. Mediante parámetros estadísticos como: desviación estándar, kurtosis, sesgo, índice de picado, y transformadas rápidas de Fourier, se determinó la susceptibilidad a la corrosión por picado del acero API 5L X42.Item Evaluación de la velocidad de corrosión en el refuerzo del concreto expuesto a una solución poro con cloruros, por medio de técnicas electroquímicas(Universidad Industrial de Santander, 2009) Puentes Arango, Nelson Eduardo; Delgado Gamboa, Fredy Leandro; Pena Ballesteros, Dario YesidEl concreto reforzado con varillas de acero es uno de los materiales de construcción más ampliamente usados, sin embargo las estructuras que los emplean tienen el inconveniente de ser susceptibles a la corrosión. La corrosión del acero suele ser una de las principales causas de deterioro del concreto en estructuras de concreto reforzado expuestas al agua de mar; éste problema es muy serio y tiene grandes implicaciones económicas. [1] La corrosión del acero en el concreto es un proceso electroquímico y se produce cuando existe una diferencia de potencial entre dos puntos de la armadura, formandose una pila electrolítica, en la que el ánodo y el cátodo se conectan a través del agua contenida en los poros de la pasta de cemento hidratada. [2] Una de las causas más habituales que provoca la corrosión en las armaduras, es la penetración de los cloruros a través de la red de poros, cuando está situada en ambientes marinos o cuando en la mezcla se hayan incorporado dichos iones. Los iones cloruro son capaces de provocar corrosión localizada y por tanto producir el fallo prematuro e inesperado de la estructura En este proyecto los ensayos electroquimicos se realizaron en una celda de acrílico variando la concentración entre 0,5 y 3,5% en peso de NaCl de la solución poro de concreto, se trabajaron con 2 contraelectrodos de grafito, un electrodo de trabajo (Acero al carbono) y un electrodo de referencia de calomel saturado inmerso en una solución de KCl dentro de un tubo luggin. Mediante el análisis de resultados, se observó la influencia directa de la concentración de cloruros en las velocidades de corrosión, así como la relación que presentada entre las diferentes técnicas electroquímicas, para la determinación de dicha velocidad.Item Síntesis y caracterización de recubrimientos de capas poliméricas autoensambladas con nanopartículas metálicas(Universidad Industrial de Santander, 2020) Moreno Prada, Gloria Daniela; Blanco Vásquez, Sergio Ismael; Gutierrez Cifuentes, Jorge AndrésEn el presente trabajo se realizó el recubrimiento de probetas de acero al carbono AISI SAE 1020 depositando ácido adípico y nanopartículas de plata sobre sus superficies. La deposición del polímero fue llevada a cabo mediante dos procesos, la inmersión de la probeta en una solución de Ácido Adípico y cloruro de sodio, luego, se estudió el comportamiento redox de las especies presentes en el electrolito mediante la técnica electroquímica de voltamperometría cíclica (VC), y se hizo uso de la técnica de cronoamperometría (CA), con la que se realizó electrodeposición del polímero aplicando los potenciales encontrados en la VC. La realización de ambos métodos con el fin de encontrar el más efectivo para el recubrimiento deseado. La capa de AgNPs, también se efectuó por medio de inmersión utilizando una solución coloidal de nanopartículas realizada mediante la reducción química de nitrato de plata como precursor y citrato de sodio como reductor. Finalmente, se implementaron técnicas de caracterización para las nanopartículas como espectroscopía de absorción de luz ultravioleta-Visible (UV-Vis) y dispersión de luz dinámica (DLS), y los recubrimientos se evaluaron realizando pruebas electroquímicas como el potencial a circuito abierto (OCP), la espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y la voltamperometría de barrido lineal (LSV). Se encontró que el mejor método para realizar el recubrimiento es dejando en inmersión el sustrato solido durante 45 minutos en la solución polimérica que contiene 50ppm de AA y 60ppm de NaCl y posteriormente colocándolo en la solución coloidal de AgNPs por el mismo periodo de tiempo. Adicionalmente, las nanopartículas de plata obtenidas mostraron tamaños que, teóricamente, tienen gran influencia antimicrobiana *