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Los científicos encuentran una forma de proteger el acero de un entorno hostil

© Foto : Sergey Gnuskov/MISISCorrosión de acero en ambiente hostil
Corrosión de acero en ambiente hostil - Sputnik Mundo, 1920, 19.10.2021
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Los medios agresivos como el agua marina y la fricción destruyen incluso las piezas de acero inoxidable muy resistentes con el paso del tiempo. Los científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia MISIS (NUST MISIS) junto con sus colegas de la República Checa propusieron un método para proteger las superficies de acero.
Los autores del proyecto creen que un nuevo revestimiento puede mejorar significativamente la protección de la infraestructura marítima y costera, así como reducir el riesgo de accidentes y averías del equipo. Los resultados de la investigación están publicados en la revista Wear.
En el sector naval, la construcción de buques y el desarrollo de la infraestructura costera se usa una gran cantidad de máquinas que están sujetas a desgaste en las condiciones de contacto con el agua salada. Se trata por ejemplo de bombas, tornillos, cabrestantes, válvulas de compuerta. Según los expertos, muchas piezas similares están fabricadas de aceros resistentes a la corrosión que contienen en su composición, además de hierro, elementos como, por ejemplo, cromo, níquel o molibdeno.
Sin embargo, tal protección tiene una desventaja, explican los expertos. La resistencia a la corrosión la proporciona una película delgada, de solo unos pocos nanómetros, en la superficie de las piezas de acero que se forma independientemente, como una película de óxido de aluminio sobre las piezas de aluminio. Se desgasta si la pieza está expuesta a fricción. Así las cosas, es necesario protegerla y al mismo tiempo aumentar la dureza de la capa superficial.
Los científicos han diseñado un recubrimiento que cumple con todos los requisitos necesarios y puede proteger la película:
adherencia perfecta (fuerte adhesión del recubrimiento a la pieza);
alta dureza;
gran espesor.
Es un polvo de carburos de tántalo y circonio fijado en una capa de metal. Cuando no hay fricción, las partículas de carburos casi no ejercen la influencia en la resistencia a la corrosión, y cuando hay fricción, protegen mecánicamente la película. Según los expertos, a menudo es más rentable y eficaz fortalecer la capa superior del material que mejorar la pieza.
"Imagínese una bomba para bombear agua. La mayor parte de estos dispositivos deja de funcionar debido al desgaste tribocorrosivo del eje en el área del sello de la caja de empaquetadura. Después de eso, el agua entra en el motor de accionamiento y lo destruye. El diseñado revestimiento duro en esta parte del eje de la turbina puede incrementar mucho la vida útil de toda la bomba. Proteger las superficies críticas siempre es más beneficioso que mejorar las características de toda la pieza. A veces, esto último es incluso imposible", destaca el empleado del Departamento de Metalurgia de Polvos y Recubrimientos Funcionales de la NUST MISIS, Konstantín Kuptsov.
© Foto : MISISCorrosión de acero
Corrosión de acero - Sputnik Mundo, 1920, 19.10.2021
Corrosión de acero
Para aplicar el revestimiento protector los científicos utilizaron el método de aleación por electrochispas que es similar al proceso de soldadura. Este método es conocido desde hace mucho tiempo, sin embargo, los especialistas de la NUST MISIS propusieron realizar el procesamiento en el vacío. Esto protege contra la oxidación y mejora drásticamente la calidad del revestimiento. La tecnología propuesta está protegida por dos patentes, señalan los investigadores.
En un futuro, los expertos planean hacer que los revestimientos tengan propiedades hidrófugas y excluir el contacto de las superficies metálicas con el medio corrosivo. Esto facilitará la tarea de encontrar las composiciones más duras para proteger contra el desgaste y ayudará a resolver el problema de formación de una masa de hielo en latitudes polares.
Producción de acero (imagen referencial) - Sputnik Mundo, 1920, 28.01.2021
Ciencia
Este nuevo método ayudará a mejorar las características de los metales y aleaciones
“El objetivo principal de los revestimientos diseñados es el uso en objetos de infraestructura marítima y costera. Sin embargo, estos revestimientos pueden usarse en otras áreas también, por ejemplo, en la economía urbana y el transporte donde el desgaste y la corrosión bajo la influencia de agentes anticongelantes representan un problema importante también. La protección contra la corrosión y el desgaste está indirectamente vinculada con la seguridad, ya que reduce el riesgo de situaciones de emergencia debido a averías en equipos", señala Konstantín Kuptsov.
La investigación se realizó en el marco del proyecto de la Fundación Científica Rusa "Desarrollo de revestimientos sólidos hidrofóbicos para proteger objetos de infraestructura marítima y costera del desgaste tribocorrosivo, abrasivo y por cavitación".
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