Aplicaciones del acero inoxidable en el ámbito marino

Los aceros inoxidables austeníticos y dúplex se utilizan ampliamente en el campo marino, incluida la acuicultura marina, equipos para barcos, sistemas de desalinización de agua de mar, aparejos de pesca, puentes y estructuras de plataformas marinas.

¿Se oxidará el acero inoxidable en el océano y cómo se puede solucionar este problema?
Cada vez se utilizan con más éxito diversos tipos de acero inoxidable en diferentes entornos marinos. Cabe señalar que la resistencia a la corrosión a largo plazo del acero inoxidable en agua de mar requiere técnicas de ingeniería anticorrosión complejas y una inversión significativa. Los aceros inoxidables austeníticos y martensíticos se han utilizado durante mucho tiempo en tuberías de sobrecalentadores y álabes de turbinas en centrales eléctricas marinas. Mantener niveles bajos de cloruro en estos sistemas es un desafío, ya que la tecnología de aplicación para las plantas de energía marina no difiere fundamentalmente de la de los sistemas de generación de energía convencionales. El acero inoxidable se utiliza también en grandes contenedores de productos químicos en buques mercantes transoceánicos, donde las condiciones de uso difieren significativamente de las de las plantas químicas terrestres en determinados aspectos.

La mayoría de los grados de acero inoxidable funcionan satisfactoriamente en condiciones marinas, pero los diferentes grados exhiben diferentes sensibilidades al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los aceros martensíticos, representados por el tipo 410, y los aceros ferríticos, representados por el tipo 430, pueden oxidarse en cuestión de meses en condiciones marinas. Esta oxidación uniforme se puede eliminar mediante pulido mecánico. Los aceros inoxidables austeníticos son más populares debido a su mayor resistencia a la oxidación (excepto en casos de corrosión bajo tensión). Con el tiempo, los aceros inoxidables austeníticos también pueden oscurecerse. Si es necesario por razones estéticas o de otro tipo, este oscurecimiento se puede eliminar mediante pulido. La oxidación uniforme del acero inoxidable en el agua de mar es poco común, por lo que generalmente no es una preocupación práctica.

A continuación se muestran algunos ejemplos de aplicaciones de acero inoxidable en equipos marinos.:

Hélices: Las hélices para remolcadores y otras embarcaciones pueden fabricarse en acero inoxidable fundido CF-8 (equivalente al acero inoxidable tipo 304). Cuando un barco no está en movimiento, se forma un circuito metálico conductor desde el eje de la hélice, a través de los cojinetes, hasta el casco. Las hélices fundidas con una composición equivalente al acero inoxidable tipo 410 también se utilizan comúnmente y se aplican ampliamente en otras áreas, como los rompehielos. Los avances en la tecnología del acero inoxidable han llevado al uso de acero inoxidable austenítico-ferrítico dúplex 20Cr-8Ni-3.5Mo para la fundición de hélices grandes (que pesan hasta 3.000 kg) para buques oceánicos. Los barcos que operan frecuentemente en los puertos son particularmente susceptibles a sufrir daños causados ​​por troncos u otros objetos flotantes, que pueden acelerar el desgaste de la hélice. Por lo tanto, el uso de acero inoxidable austenítico para hélices permite la reparación mediante enderezamiento o soldadura, lo que es una consideración importante en la selección del material.

Bombas: Las bombas centrífugas con componentes de acero inoxidable han demostrado una confiabilidad considerable en aplicaciones de agua de mar. En agua de mar circulante, los impulsores de acero inoxidable CF-8M fundido (equivalente al acero inoxidable tipo 316) y los ejes de acero inoxidable tipo 316 funcionan sin problemas. Sin embargo, cuando la bomba está inactiva, la corrosión por grietas y picaduras pueden convertirse en problemas importantes. Si se utiliza un hierro fundido relativamente activo y propenso a la oxidación con un espesor de pared sustancial para la carcasa de la bomba, el hierro fundido puede brindar protección catódica durante los períodos de inactividad. Si bien el efecto de protección catódica de la carcasa de hierro fundido puede no polarizar el acero inoxidable durante el funcionamiento, el agua que fluye mantiene la protección catódica. Además, las bombas utilizadas a largo plazo pueden beneficiarse de la alternancia entre agua de mar y agua dulce, lo que ofrece cierta protección.

Contenedores a granel: El acero inoxidable se ha utilizado como contenedor a granel para transportar gas natural licuado (GNL), productos químicos, bebidas y otros bienes. Los contenedores para el transporte de GNL generalmente utilizan acero inoxidable tipo 304L, principalmente por sus propiedades mecánicas a bajas temperaturas más que por su resistencia a la corrosión. Para los contenedores de transporte de productos químicos, el acero inoxidable se elige principalmente por su resistencia a la corrosión, que difiere de las condiciones de almacenamiento y transporte de productos químicos terrestres. Si el buque es un buque de carga de uso general, los contenedores de productos químicos también pueden transportar una variedad de productos, desde ácido acético y pulpa hasta xileno. El acero inoxidable tipo 316L se utiliza comúnmente para válvulas, bombas de carga, tuberías, serpentines de calefacción y los propios contenedores. Los contenedores pueden estar hechos completamente de acero inoxidable o construidos de acero al carbono revestido con un 0.06–0,08 pulgadas (1.5–Placa de acero inoxidable de 2,0 mm). Antes de su uso, las placas deben inspeccionarse minuciosamente para detectar defectos y someterse a una limpieza y pasivación meticulosa.

Los experimentos han demostrado que los contenedores de productos químicos se pueden enjuagar con agua de mar, pero es necesario enjuagarlos inmediatamente con agua dulce. Cualquier dispositivo de calentamiento de acero inoxidable dentro de los contenedores no debe activarse hasta que los cloruros se hayan eliminado completamente para evitar el agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los contenedores de productos químicos no deben estar diseñados para contener agua de mar, ya que esto podría provocar corrosión por grietas. Si el diseño debe acomodar agua de mar, se debe implementar un sistema de protección catódica para controlar la corrosión por grietas. En tales casos, los contenedores de acero inoxidable pueden desarrollar depósitos de piedra caliza difíciles de eliminar, lo que constituye una preocupación importante.

Intercambiadores de calor: Las tuberías de acero inoxidable austenítico se utilizan ampliamente en enfriadores de sistemas de circulación de agua forzada y condensadores de vapor de centrales eléctricas, particularmente donde las aleaciones de cobre no son adecuadas para las tuberías de entrada debido a los altos niveles de contaminación. El acero inoxidable tipo 316 es un material preferido. En zonas costeras y portuarias, la entrada de materias extrañas y sedimentos en las tuberías del condensador puede provocar bloqueos graves, lo que hace necesario adoptar medidas para solucionarlos. Un método eficaz es hacer circular bolas de goma a través de las tuberías, ya que su acción de compresión limpia las paredes de las tuberías. Una velocidad de flujo de agua de mar de aproximadamente 1 m/s puede evitar la adhesión de materia orgánica marina, protegiendo así las tuberías del condensador contra la corrosión por picaduras. A diferencia de otras aleaciones no ferrosas, las tuberías de condensadores de acero inoxidable no están sujetas a limitaciones de velocidad máxima, sino que están influenciadas por la eficiencia económica del sistema de bombeo.

Sellos de junta tórica: Los conectores eléctricos en serie y los dispositivos de posicionamiento de junta tórica relacionados utilizan ampliamente acero inoxidable tipo 304 y tipo 316, particularmente en ingeniería marina y militar. Estos materiales han proporcionado un rendimiento satisfactorio. Los sellos de junta tórica pueden recibir protección catódica del barco.’casco, marco de aluminio u otros factores. Sin protección catódica, las ranuras finas de los sellos de junta tórica pueden desarrollar rápidamente (algunas en cuestión de semanas) corrosión por grietas, lo que provoca una falla importante.