Análisis de la resistencia a la corrosión de la aleación de níquel Monel 400
El Monel 400 es una aleación de níquel-cobre resistente al agua de mar, los ácidos y los álcalis. Ocupa el hueco entre el acero inoxidable 316L, demasiado débil en estos medios, y las aleaciones de alta gama: sujetadores marinos, equipos de desalinización, partes de bombas y válvulas y depósitos químicos. Aquí se reúnen tasas medidas, los límites de cada medio y el efecto de la temperatura. En uniones estancas, los espárragos y tuercas de Monel 400 se montan con juntas de brida compatibles.
Agua de mar y niebla salina
El Monel 400 resiste el agua de mar porque sobre una superficie limpia se forma rápido una densa película de óxido de NiO y Cu2O que se repara tras un daño mecánico. Los iones cloruro que atacan el acero inoxidable actúan mucho más despacio sobre esta aleación, por lo que se emplea en tornillería de la zona de salpicadura, bombas y evaporadores.
- Agua de mar estática: menos de 0,025 mm/año incluso en inmersión prolongada.
- Agua de mar en movimiento: 0,03-0,05 mm/año, muy por debajo de la mayoría de los metales.
- Picaduras: potencial Epit superior a +0,3 V frente al SCE en medios con cloruros.
- Hendiduras: temperatura crítica CCT superior a 50 °C, muy por encima del agua de mar.
- Corrosión bajo tensión: umbral KISCC superior a 30 MPa·√m en NaCl al 3,5 %.
- Niebla salina: 1000 h según ASTM B117 (NaCl al 5 %, 35 °C) solo decoloran la superficie; menos de 0,01 mm/año.
La tornillería de esta aleación aguanta en cubierta, evaporadores y condensadores, y en las bridas de tubería de las líneas de agua de mar, donde un espárrago corroido agarrota la unión o deja pasar presión.
Medios ácidos
La corrosión en ácidos depende del anión, la concentración y la temperatura. El Monel 400 va bien en ácido sulfúrico y fluorhídrico diluidos, pero no es aleación para ácido clorhídrico.
- Sulfúrico: menos de 0,02 mm/año al 5 % a temperatura ambiente y unos 0,05 mm/año al 20 %. Sobre el 50 % la tasa sube, pero sigue por debajo del acero inoxidable y al carbono.
- Clorhídrico: unos 0,1 mm/año al 1 % a temperatura ambiente y más de 1 mm/año al 10 %; las concentraciones altas requieren Hastelloy o titanio.
- Fluorhídrico: menos de 0,01 mm/año al 5 % y unos 0,02 mm/año al 20 %, el mejor de los tres.
La temperatura pesa más que la concentración: en sulfúrico al 10 % la tasa va de 0,02 mm/año a 25 °C a 0,1 mm/año a 80 °C; en clorhídrico al 1 %, de 0,1 mm/año a 25 °C a 0,5 mm/año a 50 °C; en fluorhídrico al 5 %, de 0,01 a 0,05 mm/año entre 25 °C y 80 °C.
En servicio diluido, los sujetadores de Monel 400 trabajan en depósitos, tuberías y válvulas de bombas: más de 10 años en ácido sulfúrico diluido y más de 15 años en ácido fluorhídrico diluido.
Medios alcalinos
Los medios cáusticos son los menos agresivos y la tasa se mantiene baja en todo el rango habitual de concentración.
- NaOH bajo 10 %: menos de 0,01 mm/año en solución al 5 % a temperatura ambiente.
- NaOH del 10 % al 50 %: unos 0,02 mm/año en solución al 20 %.
- NaOH sobre 50 %: la resistencia baja, pero sigue por encima de la mayoría de los aceros inoxidables y al carbono.
- Temperatura: en NaOH al 5 % la tasa va de 0,01 mm/año a 25 °C a 0,05 mm/año a 80 °C.
El KOH se comporta igual, y los sujetadores en depósitos de sosa, tuberías y válvulas superan los 15 años en medios cáusticos diluidos.
Comparación y selección
Comparar las tasas típicas simplifica la elección del material.
| Material | Agua de mar, mm/año | Sulfúrico 5 %, mm/año | Clorhídrico 1 %, mm/año | Fluorhídrico 5 %, mm/año |
| Monel 400 | 0,025-0,05 | 0,02 | 0,1 | 0,01 |
| Hastelloy C276 | — | 0,01 | 0,05 | 0,005 |
| Acero inoxidable 316L | 0,1-0,2 | 0,1 | 0,5 | 0,1 |
| Acero al carbono | 0,5-1,0 | 1,0 | 5,0 | 1,0 |
| Aleación de titanio | 0,01-0,02 | — | — | — |
Tasas típicas a temperatura ambiente en los medios indicados; el guion marca datos no comparados aquí.
- Use Monel 400 en agua de mar y salobre, niebla salina, ácidos sulfúrico y fluorhídrico diluidos y sosa cáustica hasta 50 %.
- No lo use en ácido clorhídrico concentrado ni en medios fuertemente oxidantes.
- Revise antes la temperatura que la concentración: subir 50 °C puede multiplicar la tasa de corrosión.
- Compárelo con 316L, titanio y Hastelloy C276 tras fijar el medio: en agua de mar queda entre el 316L y el titanio; en ácidos diluidos se acerca al C276.
Preguntas frecuentes
¿Qué tasa cabe esperar en agua de mar?
Menos de 0,025 mm/año en agua estática y de 0,03-0,05 mm/año en movimiento, sin picaduras en condiciones normales.
¿Sirve el Monel 400 para ácido clorhídrico?
Solo a baja concentración y temperatura: unos 0,1 mm/año al 1 % a 25 °C. Al 10 % supera 1 mm/año, así que se prefiere Hastelloy o titanio.
¿Cómo resiste las picaduras y las hendiduras?
Su potencial de picadura supera +0,3 V frente al SCE y su temperatura crítica de hendidura pasa de 50 °C, por encima del agua de mar.
¿Cómo se compara con el acero inoxidable 316L?
En agua de mar, 0,025-0,05 mm/año frente a 0,1-0,2 mm/año del 316L y con menor tendencia a las picaduras; el acero al carbono llega a 0,5-1,0 mm/año.
¿Influye la temperatura en los medios cáusticos?
Sí: en NaOH al 5 % la tasa va de 0,01 mm/año a 25 °C a 0,05 mm/año a 80 °C.
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