Departamento de Metalurgia e Integridad Estructural

Área Deterioro de Materiales y Recubrimientos

Procesos de Corrosión y Sistemas de Protección

grupocorrosion

Estadísticas actuales indican que, a nivel internacional, los países industrializados pierden alrededor del 6% de su Producto Interno Bruto al enfrentar problemas de deterioro por fenómenos de corrosión en materiales y recubrimientos. La corrosión es un fenómeno natural que ocurre prácticamente en todos los materiales de ingeniería, y el nivel de deterioro depende del medio ambiente y de las condiciones de trabajo (temperatura, presión, especies activas, velocidad de flujo, nivel de esfuerzos residuales o aplicados, por citar sólo algunos) al que estén sometidos.

Los materiales de procesos en industrias tales como la de alimentos, automotriz, aeronáutica, aeroespacial, química y petroquímica, minera, cementera, y de generación de energía (fósil y nuclear) son severamente afectados por fenómenos de naturaleza electroquímica, mecánica, o bien una combinación (sinergia) entre ellos.

Para enfrentar esta problemática, el Área de Deterioro de Materiales y Recubrimientos del Cimav desarrolla proyectos tecnológicos, servicios especializados, asesorías técnicas y cursos de capacitación para empresas que buscan mejorar la capacidad de trabajo de los materiales en sus procesos productivos.

Este grupo de especialistas cuenta con una fuerte formación académica, infraestructura y experiencia en el entendimiento y solución de problemas de deterioro de materiales que van desde un simple acero al carbono de refuerzo en estructuras de concreto hasta predecir el comportamiento de súper-aleaciones y recubrimientos micro y nanoestructurados de alto desempeño expuestos en medios específicos.

El trabajo de laboratorio y de campo efectuado por el grupo permite a las empresas prevenir la incidencia de fallas de materiales en sus procesos, evitando con ello pérdidas económicas considerables por paros de producción, problemas en la seguridad de sus trabajadores y/o daños al medio ambiente.

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Dr. José Guadalupe Chacón Nava
Tel. +52 (614) 439 4868
jose.chacon@cimav.edu.mx

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plasma

En esta área de investigación, el equipo de trabajo cuenta con el Laboratorio de Corrosión y Protección (LCP), en el cual se realizan servicios especializados que van desde sistemas de control de calidad, tales como pruebas enfocadas a determinar la eficiencia de métodos de protección anticorrosiva (inhibidores, recubrimientos, sistemas de sellado, evaluación electroquímica y selección de materiales, entre otros) hasta importantes proyectos de investigación relacionados con corrosión en alta temperatura y determinación de vida residual para materiales en plantas generadoras de energía, comportamiento de materiales en plantas petroquímicas, el efecto de tierras raras en la oxidación en alta temperatura de compuestos intermetálicos, hasta estudios relacionado con el comportamiento de materiales especiales para la industria petrolera.

Por otra parte, el Laboratorio de Corrosión y Protección cuenta con acreditaciones de primer nivel, con lo que se suma a una muy exclusiva lista de laboratorios especializados a nivel nacional e internacional.

La acreditación ema (Entidad Mexicana de Acreditación, A.C.) No. Q-102-021/19 y la acreditación NADCAP (National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program) AC7101/6-Corrosion(Q) son garantía de cumplimiento de los más altos estándares de calidad que puede ofrecer un laboratorio de ensayos de materiales.

Gracias a ello, el Laboratorio de Corrosión y Protección puede ofertar servicios técnicos especializados a la industria local, nacional e internacional dedicada a la producción y prueba de materiales especiales.

El área de Deterioro de Materiales y Recubrimientos cuenta con el potencial para brindar atención y apoyo a todo tipo de empresa o institución de educación superior. El grupo ha generado un importante trabajo de publicación en revistas indexadas de alto impacto en su área, presencia en foros nacionales e internacionales a través de presentaciones orales y publicación de trabajos en extenso, así como un muy importante número de alumnos graduados de maestría y doctorado.

Casos de éxito

Estimación de visa residual en tubería de calderas de potencia en empresas privadas

El objetivo del proyecto fue efectuar una investigación en laboratorio y evaluaciones en campo para estimar la vida residual de la tubería de la zona de alta temperatura y presión en calderas de potencia de diferentes empresas privadas, empleando análisis metalúrgicos y obtención de velocidades de corrosión mediante técnicas de ultrasonido. Lo anterior, aunado a datos de diseño de los materiales y condiciones de operación, permitió hacer cálculos empleando un software específico desarrollado en el Cimav para determinar la vida remanente de tuberías en zonas críticas en generadores de vapor. Lo anterior representó un gran impacto positivo para las empresas con respecto a sus respectivas prácticas de mantenimiento preventivo y predictivo, optimizando la operación de sus unidades de generación de energía.

Oxidación en alta temperatura de superaleaciones y compuestos intermetálicos

Este proyecto fue realizado para la Air Force Office (AFO) de los Estados Unidos. El objetivo fue analizar el comportamiento de superaleaciones y materiales intermetálicos (principalmente Fe-Al, Ni-Al y Ti-Al), buscando determinar los factores detrimentales o benéficos que influencian la adherencia y descostramiento de las capas de óxido protector formadas, buscando correlacionar las variables involucradas. Este proyecto permitió un conocimiento más profundo para intentar entender la complejidad de los procesos ocurriendo durante el fenómeno de oxidación en alta temperatura para este tipo de materiales, dando pie a conclusiones que pueden producir mejoras a los sistemas de materiales actuales y extender su rango de aplicación.

Análisis de fallas por corrosión en el material base y soldaduras en líneas de una planta de Óxido de Etileno de un complejo petroquímico

Se estudió la problemática de deterioro en líneas de acero inoxidable y soldaduras en una planta de etileno en un complejo petroquímico. La investigación en laboratorio y en campo efectuada indicó una fuerte problemática de deterioro debida a corrosión asistida por esfuerzo (stress corrosión cracking). Se determinó el posible origen de esfuerzos residuales tanto en material base como en uniones soldadas, así como los agentes corrosivos involucrados. El análisis de resultados y condiciones de operación, permitieron establecer recomendaciones tanto desde un punto de vista electroquímico (para minimizar el efecto corrosivo) como mecánico (para reducir los niveles de esfuerzo residual en los componentes del sistema).

Líneas de Investigación
  1. Corrosión localizada
  2. Corrosión asistida por esfuerzo
  3. Degradación atmosférica de materiales
  4. Corrosión en alta temperatura (fase gas y sales fundidas)
  5. Procesos de erosión-corrosión
  6. Corrosión y protección de acero de refuerzo en concreto
  7. Monitoreo de corrosion en línea en tiempo real
  8. Análisis de fallas y vida residual de materiales
  9. Síntesis y evaluación de inhibidores de corrosión
  10. Pruebas no destructivas
  11. Inspección y evaluación de recubrimientos metálicos, orgánicos e inorgánicos.
  12. Desarrollo, aplicación y evaluación de recubrimientos mediante proyección térmica por plasma, para aplicaciones industriales, biomédicas, etc.

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