Determinaciones coulométricas sobre probetas de cobre expuestas a vapores con bajos contenidos de ácido propiónico

Abstract

RESUMEN: En el presente estudio se evaluó el efecto de tres concentraciones de vapor de ácido propiónico (260, 380 y 680 partes por billón en volumen, ppbv) en una corriente de aire a 30 °C y 90% de humedad relativa sobre el deterioro del cobre, mediante la determinación de la carga total requerida para reducir los compuestos formados, utilizando la técnica de la reducción coulométrica según norma ASTM B-825-97. Los ensayos electroquímicos se realizaron para 7, 14 y 21 días de exposición. Además, se hicieron determinaciones gravimétricas a los 21 días de exposición, según norma ASTM G1-90, para comparar la velocidad de corrosión con los resultados electroquímicos. Las exposiciones se realizaron en una cámara climática con controles electrónicos de temperatura y de humedad relativa a un flujo de aire constante de 4 L/min. El contaminante fue agregado al flujo del aire mediante tubos de emisión de ácido propiónico con diferentes aberturas de emisión y certificados gravimétricamente a 2.650, 3.750 y 6.900 ng/min. Los resultados mostraron diferencias estadísticas (con 95% de confiabilidad) para la carga requerida en la reducción total de los óxidos entre los 7 y 21 días de exposición y que ésta también aumenta con el nivel de contaminante, indicando que los productos de corrosión crecen con el tiempo de exposición y con el aumento en la concentración del ácido. Particularmente se encontró que la técnica de reducción coulométrica es más confiable que la gravimétrica para evaluar la velocidad de corrosión en estos ambientes, típicos de atmósferas de muy baja agresividad. En la técnica gravimétrica, la remoción de metal base inherente al proceso de decapado ácido es del mismo orden de magnitud con respecto al de los productos formados en el proceso de corrosión, conduciendo a alta dispersión de los resultados.

ABSTRACT: In the present study the effect of three propionic acid vapor concentrations (260, 380 and 680 parts by billion in volume, ppbv) on the deterioration of copper was evaluated in an air stream at 30 °C and 90% of relative humidity, using the coulometric reduction technique for the determination of the total charge required to reduce the formed copper compounds, according to ASTM B-825-97. The electrochemical tests were performed on samples exposed during 7, 14 and 21 days. In addition, gravimetric determinations for the samples with 21 days of exposure were made, according to ASTM G1-90, in order to compare these results with the electrochemical results. The corrosive environments were performed in a climatic chamber with both temperature and relative humidity electronic controls. A constant air flow 4 of L/min was maintained during the tests. The polluting agent was added to the air stream by means of emission tubes of propionic acid vapor with different emission openings. All emission tubes were gravimetrically certificated at 2650, 3750 and 6900 ng/min. The results showed statistical differences (with 95% confidence) for the charge needed for the total reduction of oxides formed on the samples with 7 and 21 days of exposure and it was found that this charge also increases with the polluting agent level, indicating that the corrosion products grow continuously with exposure time and with the increase in the propionic acid vapor concentration. In the other hand, it was found that the coulometric reduction technique is more reliable than the gravimetric test in order to evaluate the corrosion rate in these atmospheres, typical of environments of very low aggressiveness. On the gravimetric technique, the inherent removal of base metal as a result of the acid pickling procedure was in the same order of magnitude with respect to the effect of the corrosion process, leading to a high dispersion of the results.