La principal causa de la oxidación de las tuberías de acero dulce se debe a la reacción de oxidación entre su superficie y el oxígeno y la humedad del aire. Las
tuberías de acero al carbono generalmente contienen hierro, que se oxidan fácilmente para formar óxido de hierro (Fe₂O₃) e hidróxido de hierro (Fe(OH)₂), lo que provoca una oxidación rojiza en la superficie de las tuberías de acero dulce.
Razones de la oxidación de las tuberías de acero dulce
1. Oxígeno y humedad del aire
Tras el contacto de la superficie de una tubería de acero dulce con el oxígeno y la humedad del aire, se produce una reacción de oxidación que produce óxido. Al igual que ocurre con las
tuberías de acero sin costura comunes, en conductos subterráneos con poca ventilación y alta humedad, es muy probable que se produzca oxidación y óxido debido al contacto prolongado con el aire húmedo.
2. Factores ambientales
La presencia de ciertas sustancias ácidas y alcalinas en el ambiente también puede causar oxidación en las tuberías de acero dulce. Además, la exposición prolongada a un ambiente húmedo también facilita la oxidación de las tuberías de acero dulce. Por ejemplo, en el área de producción de las empresas químicas, algunas tuberías de acero al carbono que transportan medios ácidos o alcalinos se ven afectadas por la volatilización o fuga de productos químicos, lo que acelera el proceso de oxidación.
3. Tratamiento superficial inadecuado
Un tratamiento superficial inadecuado de las tuberías de acero dulce, como una limpieza deficiente, la contaminación por grasa o la formación de hendiduras, puede provocar fácilmente la oxidación de las tuberías de acero. En algunas fábricas, tras soldar con bridas, los residuos de soldadura no se limpian, lo que facilita la aparición de óxido.
¿Por qué se oxida fácilmente el acero dulce?
El principal componente del óxido en el acero dulce es el óxido de hierro. En ambientes húmedos, el hierro de la superficie del acero dulce reacciona con el oxígeno y el agua del aire para formar óxidos de hierro(III) hidratados, lo que comúnmente llamamos "herrumbre".
El principal componente químico del óxido es el óxido de hierro (Fe₂O₃). Es de color marrón rojizo, poroso y se desprende fácilmente. En comparación con el acero original, su resistencia y tenacidad se reducen significativamente.
El acero dulce tiene un bajo contenido de carbono, tan solo entre el 0,05 % y el 0,25 %, lo que lo hace más susceptible a la corrosión por humedad, niebla, ácidos y alcalinos en comparación con otros aceros, lo que provoca la oxidación. Simultáneamente, el hierro del acero dulce también reacciona con los óxidos del aire para formar óxido rojo, lo que aumenta aún más su susceptibilidad a la oxidación.
El proceso de formación de óxido en el acero dulce
El proceso de oxidación del acero dulce es un proceso típico de corrosión electroquímica.
En un ambiente húmedo, se forma una fina película de agua sobre la superficie del acero. El oxígeno disuelto en el agua reacciona con el hierro en una reacción redox. El hierro, que actúa como ánodo, se oxida a iones férricos (Fe²⁺), mientras que el oxígeno se reduce a iones hidróxido (OH⁻) en el cátodo. Ambos se combinan para formar hidróxido ferroso (Fe(OH)₂).
Posteriormente, el hidróxido ferroso se oxida aún más a hidróxido férrico (Fe(OH)₃) y finalmente se deshidrata para formar óxido de hierro (Fe₂O₃), es decir, óxido.
Diferencias en la oxidación entre el acero dulce y el acero con alto contenido de carbono
1. Diferencias en la composición química
La principal diferencia entre el acero dulce y el acero con alto contenido de carbono radica en su contenido de carbono. El acero dulce tiene un contenido de carbono inferior al 0,05 %, mientras que el acero con alto contenido de carbono tiene un contenido de carbono superior al 0,6 %. Además de esto, existen otras diferencias en la composición química de los dos tipos de acero.
2. Mecanismo de oxidación
Debido a su menor contenido de carbono, el acero dulce reacciona fácilmente con el oxígeno al exponerse al aire, la humedad y otras materias orgánicas. Cuando la superficie del acero dulce está húmeda, el hierro se oxida y se convierte en óxidos de hierro, es decir, óxido.
El acero con alto contenido de carbono tiene un mayor contenido de carbono, lo que resulta en un mayor contenido de cromo. El cromo es un óxido natural que forma una densa capa de óxido de cromo sobre la superficie del acero, previniendo eficazmente la oxidación.
3. Métodos de prevención de la oxidación
En el acero dulce, la oxidación se puede prevenir o tratar aplicando inhibidores de oxidación como pintura, recubrimientos u óxido de hierro a la superficie del acero; aumentando el nivel de resistencia a la oxidación del acero, por ejemplo, mediante el galvanizado después del tratamiento superficial o añadiendo otros elementos resistentes a la corrosión como cobre, níquel o molibdeno.
Para el acero con alto contenido de carbono, un método más sencillo es suficiente: mantener la superficie limpia y seca. Si aparece un poco de óxido, límpielo suavemente con papel de lija o un cepillo de acero.
Cómo evitar la oxidación de las tuberías de acero dulce
1. Controlar las condiciones ambientales
Procure almacenar las tuberías de acero dulce en un ambiente seco, ventilado y protegido de la intemperie para evitar la humedad y la contaminación por sustancias ácidas y alcalinas.
2. Tratamiento de la superficie
Para el tratamiento de la superficie de las tuberías de acero dulce, es necesario asegurar su limpieza, eliminar impurezas como grasa, escoria de acero, etc., y aplicar medidas anticorrosivas como el galvanizado y el cromado.
3. Embalaje y almacenamiento
Durante la producción, el transporte y el almacenamiento, se debe prestar atención al embalaje de las tuberías de acero dulce para evitar que se vean afectadas por el ambiente externo. Asimismo, durante el almacenamiento, deben almacenarse en un lugar seco, ventilado y con una temperatura adecuada para evitar la exposición a la humedad.
Conclusión
Lo anterior presenta una introducción detallada a las causas de la oxidación de las tuberías de acero dulce y las medidas preventivas. Durante el uso de tuberías de acero dulce, es necesario prestar atención al tratamiento de la superficie, controlar el entorno de almacenamiento y evitar la exposición a la humedad, sustancias ácidas y alcalinas. Siempre que se almacene y utilice de la forma correcta, se puede evitar de manera efectiva el problema de la oxidación de las tuberías de acero dulce.
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