Fisuración por corrosión bajo tensión (SCC): mecanismo, ambientes y prevención es la fisuración frágil de una aleación normalmente dúctil bajo la acción simultánea de un esfuerzo de tracción sostenido y un ambiente corrosivo específico.
Ninguno de los tres factores actuando por sí solo produce la falla; sólo su combinación sobre un metal susceptible impulsa la iniciación y el crecimiento de grietas.
La SCC es peligrosa porque se desarrolla con poca pérdida general de metal, a menudo no da advertencia visible y puede propagarse a tensiones muy por debajo del límite elástico del material.
Cada caso de fisuración por corrosión bajo tensión requiere que tres condiciones se solapen en el mismo lugar y momento:
Si se elimina cualquiera de las patas del triángulo, la fisuración cesa. Ese principio sustenta toda estrategia de prevención.
Décadas de fallos en campo han mapeado las combinaciones que producen SCC de forma fiable. Conocer el emparejamiento que amenaza su equipo es el punto de partida tanto para la selección de materiales como para la planificación de inspecciones.
| Aleación | Especies agresivas | Condiciones típicas | Trayectoria habitual de la grieta |
|---|---|---|---|
| Acero inoxidable austenítico (304, 316) | Cloruros | Aproximadamente 50 a 150 °C, acuoso, con oxígeno presente | Transgranular (ramificada) |
| Acero al carbono | Cáusticos concentrados (NaOH) | Servicio alcalino caliente, "fragilización cáustica" | Intergranular |
| Acero al carbono y aceros de baja aleación | Aminas / H2S húmedo | Aminas ricas, servicio sulfuroso, soldaduras sin alivio | Intergranular |
| Aleaciones de cobre (latón) | Amoníaco / amonio | Aire húmedo con NH3, "fisuración estacional" | Inter- o transgranular |
| Acero inoxidable sensibilizado | Ácidos politiónicos | Parada, incrustación de sulfuros más aire y humedad | Intergranular |
| Acero de alta resistencia (>1000 MPa) | Acuoso, H catódico | Se solapa con mecanismos de hidrógeno | Intergranular |
La forma más encontradas en plantas de proceso es la SCC por cloruros en acero inoxidable austenítico.
Es especialmente insidiosa debajo del aislamiento térmico, donde el agua de lluvia o el lavado lixivia cloruros del revestimiento, los concentra por evaporación en una superficie caliente y mantiene el metal en la banda vulnerable de aproximadamente 50 a 150 °C.
Debido a que el mecanismo se oculta bajo la chaqueta, está estrechamente ligado a programas de corrosión bajo aislamiento . Los aceros inoxidables dúplex y las aleaciones de níquel resisten la SCC por cloruros mucho mejor que la serie 300 estándar y son opciones comunes de mejora.
La SCC sigue una de dos rutas microestructurales, e identificar cuál ocurrió guía el análisis de causa raíz:
La distinción se confirma metalográficamente en una sección transversal. Nota que la SCC puede confundirse con, y a veces coexistir con, la fragilización por hidrógeno en aceros de alta resistencia, por lo que tanto la fractografía como el historial del ambiente son importantes.
Dado que la SCC necesita las tres patas del triángulo, la mitigación elimina al menos una:
La SCC es difícil de detectar precozmente porque las grietas son estrechas y de rotura superficial con poca pérdida de pared. Técnicas efectivas incluyen la prueba de líquidos penetrantes para grietas que rompen la superficie en superficies accesibles y no porosas, y ensayos por corrientes de Foucault o ultrasonidos phased-array para cobertura volumétrica.
La retirada del aislamiento en ubicaciones estratégicas sigue siendo necesaria para líneas de acero inoxidable. Debido a que la SCC depende del tiempo y de las condiciones, los hallazgos de inspección sólo son útiles cuando alimentan un programa de inspección basado en riesgo.
Los equipos que registran indicaciones de grietas, puntos de retirada de aislamiento e intervalos de reinspección en un CMMS (sistema de gestión de mantenimiento computarizado) como Fabrico pueden trazar tendencias en circuitos susceptibles y activar automáticamente el siguiente examen en lugar de confiar en la memoria.
Solicite una demostración de Fabrico para ver cómo los datos de integridad se vinculan con las órdenes de trabajo.
La película pasiva que protege al acero inoxidable se rompe localmente en presencia de cloruros. Una vez que se inicia una picadura o grieta y está presente un esfuerzo de tracción, la SCC por cloruros se propaga rápidamente aunque la superficie en conjunto aún parezca limpia y brillante.
La banda clásica susceptible para el acero inoxidable austenítico es aproximadamente 50 a 150 °C. Por debajo de esto las cinéticas son lentas; el escenario bajo aislamiento es peligroso precisamente porque las condiciones operativas y ambientales mantienen la superficie en esta ventana mientras los cloruros se concentran.
La corrosión general elimina metal de forma bastante uniforme. La fatiga necesita carga cíclica. La SCC necesita un esfuerzo de tracción estático más un ambiente químico específico y produce grietas ramificadas o intergranulares con casi ninguna pérdida medible de metal, lo que la hace muy fácil de pasar por alto.
El alivio de tensiones reduce enormemente la tensión residual de tracción y es muy efectivo contra la SCC por cáusticos y aminas en acero al carbono. No elimina el ambiente ni cambia la aleación, por lo que es una capa de defensa que debe combinarse con la selección de materiales y el control del ambiente.
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