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Prevención de “Stress Corrosion Cracking” en circuitos cerrados de refrigeración.

Un circuito de refrigeración es un sistema basado en la transferencia de calor entre dos focos, uno más caliente que el otro, desplazando la energía térmica contenida en el foco caliente con el fin de disminuir su temperatura. El foco frío eleva su temperatura y debe ser enfriado para volver a iniciar el proceso. En el caso de un circuito cerrado de refrigeración que utiliza agua como fluido refrigerante, una de las problemáticas más habituales es la aparición de corrosión en el circuito; esta corrosión provoca un envejecimiento prematuro de la instalación y una reducción de la eficiencia energética debido a la acumulación de óxido de metal en los intercambiadores térmicos.

Entre los distintos tipos de corrosión presentes en circuitos, los más conocidos son la corrosión por pitting y la corrosión galvánica. Sin embargo, en algunas condiciones se produce la corrosión bajo tensión o Stress Corrosion Cracking (SCC), un fenómeno que se produce en ciertos materiales debido a la acción conjunta de tensiones de tracción, un medio corrosivo y un acero susceptible a este tipo de corrosión. Este fenómeno se produce habitualmente en circuitos de refrigeración de moldes de estampación en caliente.

El SCC produce grietas en el metal acelerando su deterioro y reduciendo su vida útil. Se trata de un fenómeno muy difícil de anticipar, ya que en un estadio inicial las grietas sólo son apreciables a nivel microscopico y la rotura visible del metal se puede producir en sólo unos días sin posibilidad de ser corregida.

 


Grietas en el metal causadas por SCC

 

El diseño de un programa de tratamiento químico es fundamental para combatir la aparición de corrosión en circuitos cerrados de refrigeración. Proquimia dispone del producto inhibidor PROAQUA 4145, desarrollado para la prevención de la corrosión por pitting, galvánica y especialmente por SCC. El producto también incorpora ingredientes dispersantes para el control de incrustaciones y lodos.

Durante el proceso de desarrollo, el inhibidor PROAQUA 4145 fue sometido a ensayos de SCC a escala laboratorio. El procedimiento experimental consistió en someter probetas del material a ensayar (acero QR90, habitualmente utilizado para la fabricación de moldes de estampación en caliente) a elevadas tensiones de tracción, y submergidas en un medio corrosivo controlado (en agua y en aire). El producto mostró una excelente acción inhibidora a la corrosión por SCC, disminiyendo mas del 70% los niveles de corrosión del agua sin tratar.

Adicionalmente a las pruebas realizadas en el laboratorio, el agua de un circuito cerrado de enfriamiento de moldes de estampación en caliente, sujeto a importantes fenómenos de corrosión por SCC, fue tratado químicamente con PROAQUA 4145. Se realizaron análisis fisicoquímicos mensuales del agua del circuito, monitorizando los niveles de hierro total como indicador de la corrosión presente en el circuito. En el siguiente gráfico se muestra la evolución del hierro total con el tiempo en el interior del circuito:


Evolución hierro total circuito cerrado

 

Como se observa, se inició el tratamiento químico del circuito con PROAQUA 4145 con un valor de hierro total de 60 mg/l y se redujo y estabilizó a valores inferiores a 3 mg/l. Durante todo el período, se monitorizó la concentración de PROAQUA 4145, evitando períodos de desprotección del circuito frente a la corrosión.

Conclusiones

· El principal problema encontrado en los circuitos cerrados de refrigeración es la corrosión. En algunos circuitos se produce la corrosión bajo tensión o Stress Corrosión Cracking (SCC).

· Proquimia ha desarrollado un inhibidor de la corrosión, PROAQUA 4145, que presenta una muy buena actividad inhibidora de la corrosión, especialmente la SCC. La eficacia del producto ha sido validada a escala de laboratorio y con ensayos de campo en un circuito de refrigeración de moldes de estampación en caliente, sometido a importantes fenómenos de SCC.

· El producto PROAQUA 4145 puede ser utilizado en circuitos de baja temperatura, circuitos de alta temperatura, motores de combustión interna o circuitos de calefacción.

Referencias bibliográficas:

· Artículo “Molybdate and Non-Molybdate Options for Closed Systems-Part II”. Association of Water Technologies (AWT).

· “Stress Corrosion Cracking”. Pegler Yorkshire.

AUTOR: ROGER VALLDEORIOLA