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La compatibilidad de los materiales en la selección de instrumentos de presión es importante porque incluso las mejoras de materiales bien intencionadas pueden introducir riesgos ocultos cuando los componentes interactúan en entornos de proceso reales. Por ejemplo, los componentes de acero inoxidable suelen considerarse la mejor opción en los nuevos sistemas cuando la resistencia a la corrosión es fundamental. Pero cuando se utiliza como sustituto directo del latón o el bronce en conjuntos de metales mixtos sin tener en cuenta la compatibilidad, se puede estar provocando un problema menos visible: la corrosión galvánica.
En Ashcroft trabajamos regularmente con ingenieros y operadores para elegir los materiales más compatibles para sus sistemas y aplicaciones específicos. Lea este artículo para saber cómo se desarrolla la corrosión galvánica, por qué el acero inoxidable no siempre es la opción de sustitución adecuada y qué hay que comprobar al evaluar la compatibilidad de los materiales en la instrumentación de presión.
¿Qué es la corrosión galvánica?
La corrosión galvánica (también llamada corrosión por metales diferentes o corrosión bimetálica) se produce cuando dos metales diferentes entran en contacto y se exponen a un electrolito, como humedad, agua, condensación o un entorno salino. Cuando esto ocurre, uno de los metales actúa como ánodo y comienza a perder material (se corroe), mientras que el otro actúa como cátodo y queda relativamente protegido.
En el contexto de la instrumentación (manómetros, sensores, sellos de diafragma, accesorios, etc.), si se sustituye un componente de latón o bronce por uno de acero inoxidable en un sistema en el que el otro material de acoplamiento sigue siendo de latón/bronce (o viceversa), se podría crear involuntariamente un par galvánico. Con el tiempo, eso provoca fallos, fugas, tiempos de inactividad y costes adicionales.
¿Por qué se prefiere el acero inoxidable en algunos casos, pero no en todos?
Para ser claros, el acero inoxidable (en particular los grados más altos, como el 304 y el 316 utilizados en Ashcroft) se selecciona a menudo para la instrumentación debido a su resistencia a la corrosión, su solidez y su durabilidad. En sistemas diseñados con materiales compatibles, el acero inoxidable puede proporcionar una larga vida útil y un rendimiento fiable.
Sin embargo, esa resistencia a la corrosión depende de cómo interactúa el acero inoxidable con los materiales y el entorno circundantes. Cuando se introduce acero inoxidable en conjuntos que ya contienen latón o bronce, es posible que no funcione como se espera y que contribuya a acelerar la corrosión de los componentes de aleación de cobre.
Cómo las mejoras en acero inoxidable pueden acelerar la corrosión en conjuntos de metales mixtos
Como se ha comentado anteriormente, los recambios de acero inoxidable no siempre son la opción adecuada en sistemas que ya contienen componentes de latón o bronce. En conjuntos de metales mixtos con latón o bronce, es más probable que el lado de la conexión de aleación de cobre sea el material que ceda metal y se degrade primero.
Algunos factores de riesgo clave incluyen:
Presencia de electrolitos: Los entornos húmedos o mojados (humedad, agua, condensación, sal) aumentan considerablemente el riesgo de corrosión.
Relación superficie-área: un pequeño componente de latón/bronce conectado eléctricamente a una superficie de acero inoxidable mucho más grande tenderá a corroerse más rápidamente.
Deficiencias en el diseño o el aislamiento: los diseños que permiten el contacto directo entre metales, sin aislar o separar los materiales diferentes, aumentan la probabilidad y la velocidad con la que se producirá la corrosión galvánica.
Factores a tener en cuenta antes de actualizar a instrumentación de acero inoxidable
Cuando evalúe si es conveniente actualizar a acero inoxidable o si tiene más sentido seguir utilizando latón o bronce, deberá tener en cuenta el conjunto completo en lugar de un solo componente. La compatibilidad de los materiales depende de cómo interactúan entre sí todos los materiales mojados y con el entorno operativo.
Comience por identificar todos los materiales humedecidos en el conjunto y las aleaciones específicas involucradas, como latón, bronce, cobre o el grado de acero inoxidable. A continuación, haga lo siguiente:
- Inspeccione las condiciones ambientales.
- ¿Está el conjunto expuesto a humedad, condensación, sal u otros electrolitos químicos?
- ¿Hay un drenaje, secado o ventilación adecuados?
- ¿Existen condiciones cíclicas de humedad y sequedad que puedan acelerar la corrosión?
- Asegúrese de que haya aislamiento eléctrico o barreras donde sea posible
Las juntas, manguitos, recubrimientos o uniones dieléctricas no conductoras pueden interrumpir la trayectoria eléctrica entre metales diferentes y reducir el riesgo de corrosión. - Elija cuidadosamente las mejoras de aleación
Si se requiere una mejora, seleccione materiales que tengan un potencial galvánico más similar, en lugar de optar por el acero inoxidable sin evaluar la compatibilidad. - Aproveche las guías y herramientas existentes
Utilice la guía de selección de materiales y corrosión de Ashcroft para respaldar las decisiones sobre instrumentación de presión.
Qué hacer cuando el acero inoxidable no es la opción adecuada como material
Si su evaluación indica que no es conveniente realizar una mejora con acero inoxidable, hay varias estrategias alternativas que puede considerar:
- Continúe utilizando latón o bronce para el componente humedecido. Asegúrese de que el resto de los materiales de montaje del proceso y el entorno sean compatibles.
- Seleccione un grado de acero inoxidable que sea compatible con el componente de latón/bronce y las condiciones de funcionamiento, supervisando el diseño del conjunto.
- Utilice componentes aislantes, como uniones dieléctricas, arandelas aislantes, juntas o recubrimientos. Estos instrumentos y accesorios le permiten utilizar acero inoxidable en algunas partes sin crear una célula galvánica.
- Asegúrese de que haya drenaje o ventilación para que la humedad no permanezca en contacto con metales diferentes.
- Diseño orientado a la facilidad de mantenimiento mediante la planificación de intervalos de inspección, mantenimiento y sustitución en los casos en que exista riesgo de corrosión.
- Asegúrese de que los ingenieros, el personal de mantenimiento y los equipos de compras comprendan que la actualización a acero inoxidable no es una solución universal y debe evaluarse como parte de una estrategia más amplia de compatibilidad de materiales, especialmente en procesos, OEM y aplicaciones críticas.
Resumen: el acero inoxidable es un material excelente, pero la compatibilidad es fundamental.
El acero inoxidable puede aportar un rendimiento resistente y anticorrosivo a los instrumentos de presión, pero evaluar el material de un nuevo instrumento es solo una parte de la ecuación. Cuando se introduce acero inoxidable en un sistema que ya contiene latón, bronce u otras aleaciones a base de cobre sin evaluar la compatibilidad galvánica, esos componentes de aleación de cobre pueden volverse vulnerables a la corrosión acelerada y a fallos prematuros.
En lugar de preguntarse únicamente qué se puede sustituir por acero inoxidable, es importante tener en cuenta con qué entrará en contacto el nuevo material y el entorno en el que funcionará. Comprender la trayectoria completa del material, la exposición a la humedad o los electrolitos y cómo se conectan los componentes ayuda a evitar la creación involuntaria de un par galvánico.
Al plantearse estas preguntas y utilizar herramientas de selección de materiales, guías de corrosión y técnicas de aislamiento adecuadas, los ingenieros pueden tomar decisiones informadas sobre los materiales que favorecen el rendimiento a largo plazo, en lugar de utilizar instrumentos que se degradan silenciosamente con el tiempo.
¿Quiere saber más?
Con una mejor comprensión de la compatibilidad de los materiales y de su importancia a la hora de sustituir instrumentos en su proceso o aplicación, estará en mejores condiciones para tomar una decisión informada que se adapte a sus necesidades específicas. Asegúrese de leer los artículos relacionados que se enumeran a continuación sobre la selección de instrumentos de presión y temperatura.
Si tiene alguna pregunta adicional, póngase en contacto con nosotros y un experto en instrumentos le dará las respuestas que busca. Mientras tanto, puede descargar nuestra Guía completa de montaje para obtener más información.
